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《岩土工程学报》2012年第4期摘要_南京水利科学研究院版
南京水利科学研究院版 免费考研网/2018-05-14
土工格室碎石基层+刚性路面承载特性模型试验研究
赵明华,陈炳初,尹平保,胡增
(湖南大学土木工程学院,湖南 长沙 410082)
摘 要:为深入了解土工格室碎石基层上刚性路面的受力变形性能和破坏机理,在以往工作的基础上开展了进一步的模型试验,分别研究了该结构在静荷载作用下的荷载位移曲线和动荷载下的破坏模式,并且模拟了基层下土体被掏空时的工作情况,获得了大量的试验数据,试验结果表明该处治方法可大大提高路面整体的受力性能,加强路面板的协同工作能力,有效扩散上部荷载,从而可有效增大刚性路面板的破坏荷载,并且可以保证在严重板底脱空情况下的工作性能,将有效减少错台、唧泥等现象的发生。土工格室的加入使得碎石基层具有了半刚性基层的作用与功能,为长寿命水泥路面结构优化研究提供了一条新的思路。
关键词:公路工程;模型试验;土工格室;静载荷;动荷载;板底脱空
饱和南京细砂动剪切模量特性的大型振动台试验研究
陈国兴,王炳辉,孙田
(南京工业大学岩土工程研究所,江苏 南京 210009)
摘 要:为了研究饱和砂土动剪切模量在振动孔隙水压力(简称孔压)升高和消散阶段的变化规律,开展了饱和南京细砂的大型振动台试验研究。基于试验数据,分析了加速度二次积分时合理选择带通滤波的低频和高频阀值的重要性,提出了由土层加速度时程确定土体动剪切模量的方法。分析孔压升高和消散阶段土体的动剪切模量比与循环周数、孔压比、剪应变幅值的关系,结果表明:与孔压升高阶段相比,孔压消散阶段的动剪切模量比明显要低,将孔压升高与消散阶段的土体动剪切模量视为相同是不合适的;大型振动台试验给出的饱和南京细砂动剪切模量比随剪应变幅值增大而衰减的速度大于室内循环三轴试验给出的结果。
关键词:大型振动台试验;饱和南京细砂;动剪切模量;孔压消散;二次积分
劈裂真空法加固软土地基试验研究
刘松玉,韩文君,章定文,杜广印
(东南大学岩土工程研究所,江苏 南京 210096)
摘 要:在分析常规真空预压法加固软土地基局限性的基础上,提出了劈裂真空法加固深厚软土地基新技术。介绍了劈裂真空法的基本原理和施工工艺。依托江苏省江海高速公路软基处理项目进行了劈裂真空法与常规真空法加固软土地基的对比试验段工程,对软基加固过程中的真空度、孔隙水压力、地表沉降、深层水平位移和地下水位等进行监测,并通过加固前后现场CPTU原位测试、取样和室内土工试验等方法对加固效果对比分析。试验结果表明:劈裂真空法可以提高真空荷载向深层土体的传递效率,提高深部软土的加固效果,进而提高真空预压法的有效处理深度;同时劈裂真空法还可以加速地基固结,缩短地基处理工期,有利于工后沉降的控制。试验工程表明,劈裂真空法是加固深厚软土地基的有效方法,具有很好的工程应用前景。
关键词:气压劈裂;真空预压;深厚软土;现场试验
向家坝水电站左岸坝基破碎岩体渗透变形特性试验研究
冯树荣1,赵海斌1,蒋中明2,曾祥喜1
(1. 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院,湖南 长沙 410014;2. 长沙理工大学水利工程学院,湖南 长沙 410004)
摘 要:坝基岩体的渗透变形特性关系到大坝能否安全运行。针对向家坝水电工程坝基存在的挤压破碎带问题,通过常规的渗透变形试验方法和改进后的渗透变形试验方法,对左岸坝基破碎岩体渗透变形特性进行了全方位的试验,通过综合分析3种不同试验方法得到的试验结果,深入研究了坝基破碎带岩体的渗透变形特性。研究表明左岸坝基破碎岩体受扰动越严重,其临界水力坡降值就越小;在分析引起临界水力坡降差异的本质原因后,提出了坝基破碎带的临界水力坡降合理取值建议。
关键词:向家坝水电站;破碎岩体;原位试验;渗透变形;临界水力坡度
考虑开挖卸荷及变形耦合效应的被动桩分析方法
郑俊杰,章荣军,潘玉涛,崔岚
(华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北 武汉 430074)
摘 要:基坑、隧道的开挖将不可避免地影响邻近受荷桩基的工作性能,如何合理评价开挖条件下邻近受荷桩基的附加响应至关重要。针对Winkler地基梁模型的不足,提出了一种改进的非线性两阶段分析方法,该法能够合理地考虑桩土作用的非线性特征、桩顶工作荷载对桩身附加轴力的影响及轴力产生的偏心弯矩对水平挠曲的影响等,并给出了该改进算法的增量法求解过程。同时将本文方法与已有研究成果进行了对比,验证了本文方法的合理性,并进一步探讨了桩顶工作荷载对竖向附加响应及轴向力对水平附加响应的影响规律。结果表明:桩顶工作荷载对竖向附加响应的影响是显著的;而轴向力对水平挠曲的影响程度则与自由场位移模式等相关,对于部分位移模式,影响也很显著。
关键词:被动桩;开挖卸荷;变形耦合效应;自由场位移;非线性荷载传递法;增量法
基坑开挖对邻近任意角度建筑物影响的有限元分析
郑刚1,2,李志伟1,2
(1. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津 300072;2. 天津大学土木工程系,天津 300072)
摘 要:实测结果表明,邻近基坑的建筑物与基坑边互不垂直时,基坑开挖将导致墙体同时发生挠曲变形与扭转变形。三维有限元分析表明,对与基坑边成一定角度的建筑物,当其跨越坑外沉降槽最低点或沉降曲线上凸区域时,建筑物所产生的扭转变形最为显著。随着建筑物与基坑距离的变化和建筑物纵墙与基坑边之间夹角的变化,当建筑物位于天然地面沉降挠曲程度较大的位置时,建筑物的挠曲变形对墙体拉应变起主要作用,墙体最大拉应变发生在建筑物纵墙垂直于基坑边,即纵墙与基坑边相互垂直时是建筑物的最不利位置;而当建筑物位于天然地面挠曲程度较小的位置时,墙体的拉应变源于挠曲变形与扭转变形的共同作用,纵墙墙体的最大拉应变将发生在与基坑边成一定角度的建筑物纵墙上,此时纵墙与基坑边垂直并不是建筑物的最不利位置。
关键词:基坑;建筑物;有限元法;挠曲变形;扭转变形;角度;距离
中国冻土力学研究50 a回顾与展望
马巍,王大雁
(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冻土工程国家重点实验室,甘肃 兰州 730000)
摘 要:中国多年冻土和季节冻土面积分别占国土面积的21.5%和53.5%。在这些地区,地表层都被一层冬冻夏融的冻结–融化层覆盖,作为地基的冻结–融化层,在其冻融过程中土体性质受气温的变化直接影响着上部建筑物的稳定与安全,因此,在冻土地区进行水利工程、工业与民用建筑及交通运输工程的建设,就必须对冻土及其与工程建筑物相互作用的一系列工程冻土学理论和实践问题做出解答,以确保冻土地基上工程建筑物的稳定性、耐久性及经济合理性。简要回顾了中国冻土力学的创始和发展过程,阐述了冻土力学在强度与变形、本构模型研究、水热过程研究、冻土与结构物相互作用研究及冻土力学测试技术的发展等5个方面的成就,并根据冻土力学学科特点、工程建设对冻土力学发展的要求以及相关学科的发展趋势,展望了冻土力学未来的发展方向。
关键词:冻土力学;成就;冻土强度;冻土水热过程;冻土本构模型
透射边界稳定性控制措施探讨
李小军,杨宇*
(中国地震局地球物理研究所,北京 100081)
摘 要:多次透射边界是一种应用广泛的人工边界模拟方法,但类似于其它人工边界,它也存在计算稳定性问题。利用在透射边界区附加黏弹性元件的方案,探讨了在波动数值模拟中消除多次透射边界计算失稳的措施,该措施中弹簧和阻尼元件被附加在透射边界区内的有限元网格点上。数值计算分析表明,该措施是一种处理透射边界计算飘移失稳的有效措施,对透射边界的零频飘移失稳有较好的抑制作用,但该措施对抑制透射边界的高频失稳没有明显效果。
关键词:波动模拟;多次透射边界;黏弹性元件;飘移失稳;高频失稳
颗粒形状及粒间摩擦角对堆石体宏观力学行为的影响
常晓林,马 刚*,周伟,周创兵
(1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072;2. 水工岩石力学教育部重点实验室,湖北 武汉 430072)
摘 要:基于三维变形体离散单元法对堆石体进行细观研究,采用随机模拟技术生成堆石体三维数值试样,模拟其常规三轴剪切试验,研究堆石体颗粒形状及粒间摩擦系数对宏观力学性能的影响,揭示其细观组构和细观力学参数与堆石体宏观特性的关联性,建立细观力学参数与宏观力学参数的相关关系。数值模拟结果表明:颗粒形状对堆石体宏观特性影响明显,颗粒的长短径比越大,数值试样的峰值强度和残余强度均明显增大,峰值强度对应的轴向应变也逐渐增大,而数值试样的初始模量有所减小;在细观层面上,颗粒的长短径比越大,颗粒的接触法向向加载方向倾斜越明显,接触法向的各向异性程度越大;粒间摩擦角对堆石体宏观特性的影响显著,随着粒间摩擦角的增大,峰值强度明显增大和初始模量均明显增大,数值试样在剪切时的体积收缩量也有所增大,反映了堆石颗粒间的相互作用对颗粒体骨架的宏观力学行为的影响。
关键词:堆石体;细观力学;变形体离散元;颗粒形状;细观参数
隧道工程全包与半包结构防水体系受力特征试验研究
王秀英,谭忠盛,李健,杜朝伟
(北京交通大学土建学院,北京 100044)
摘 要:长期以来针对隧道防水该采用全包防水方案还是半包防水方案,一直是人们争论的焦点。依托厦门翔安海底隧道,对不同防排水方式(即全封堵、堵排结合及排放方式)的隧道衬砌水压力分布规律采用相似模型试验的方法进行研究,模型试验的比例尺为1∶38.88,试验台架可同时施加土压和水压。通过模型试验得出结论:全封堵条件下,防水板全包、半包对衬砌背后的水压力、结构的受力无明显影响;隧道内排水后,半包段衬砌背后水压力明显减小,并随着排水量的增加,水压力基本成直线下降,并且半包段衬砌应变较全包段小,半包情况下衬砌结构受力较为有利。
关键词:海底隧道;全包防水;半包防水;结构受力;相似模型试验
加筋高边坡的稳定分析
介玉新,秦晓艳,金鑫,徐文杰,王恩志
(清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084)
摘 要:采用强度折减法对两个高度分别为60 m和40 m的土工格栅加筋高边坡的设计断面进行稳定分析,综合考虑塑性区贯通、特征点位移突变、计算不收敛,以及土工格栅的容许抗拉强度等确定相应的安全系数。计算表明采用不同的破坏标准,强度折减法会得到不同的安全系数;如果筋材强度始终得到保证,单纯由土材料的强度损失诱发边坡失稳,这种情况对应的安全系数是比较高的。考虑筋材强度,边坡会在较小的折减系数下因为筋材强度不足而失稳。有限元法能够得到不同情况下各层筋材的受力情况,可以据此进行加筋力的分配,这是极限平衡法所不具备的。
关键词:加筋土;边坡;安全系数;强度折减法;有限元法
瑞典条分法剖析引发的有效应力和渗流力概念问题
雷国辉1,2,郑强1,2
(1. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京 210098;2. 河海大学岩土工程科学研究所,江苏 南京 210098)
摘 要:瑞典条分法在土力学教学和边坡工程设计中有着广泛的影响。针对其两种有效应力分析表达式,通过剖析土条底面法向有效应力的推求过程及对比分析计算结果发现:在理论上,两种表达式都不适用于一般渗流条件下的边坡稳定分析;实用上,也存在明显离散的计算误差。其原因分别在于:以土体为研究对象时,忽略了土条侧面的水压力;以土骨架为研究对象时,忽略了渗流力的作用。进一步分析微单元体平衡微分方程的结果表明,Taylor提出的分析渗流对土骨架有效应力影响的两种等效处理方式,即以土体为研究对象,考虑饱和重力与周界上水压力的方式;或以土骨架为研究对象,考虑有效重力与渗流力的方式,可以在刚体极限平衡分析方法中运用,例如条分法。但是,在涉及渗流-变形耦合分析的诸如边坡渗流稳定和固结问题的解析和数值方法中,只能以土体为研究对象,而不能以土骨架为研究对象、运用渗流力的概念进行分析。究其原因在于:在渗流条件下,物理上,有效应力不是应力变量;有效应力和确定渗流力的孔隙水压力分别是决定土骨架的变形和强度以及流场的相互依赖的、非独立的应力状态变量。
关键词:条分法;有效应力;渗流力;应力变量;应力状态变量;耦合
裂隙岩体渗流–断裂耦合机制及应用
赵延林1,2,3,王卫军1,2,万文1,2,赵伏军3,李树清3,李树清
(1. 湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭 411201;2. 湖南科技大学能源与安全工程学院,湖南湘潭 411201;
3. 湖南科技大学矿业工程研究院,湖南湘潭 411201)
摘 要:将断裂力学引入裂隙岩体流固耦合分析,建立裂隙岩体渗流–断裂耦合机制,在FLAC3D现有计算模块的基础上,通过FISH研制了裂隙岩体渗流–断裂耦合分析程序。该模型的耦合机制体现在:渗透水力梯度作为渗透体积力作用于应力计算单元,裂隙渗透压作为面力作用于裂纹张开部分引起断续岩体裂纹的劈裂扩展;岩体裂纹的扩展引起岩体渗透系数的增加导致渗流场的改变。将渗流–断裂耦合理论应用于高水头不衬砌压力隧洞工程中,系统地研究高水头不衬砌压力隧洞在运行期间的水力劈裂、渗流场和内水外渗渗漏情况,得到:①处于水力劈裂的高水头压力隧洞周边向外延伸依次为拉剪劈裂区、压剪劈裂区、未劈裂区;②由于渗流体积力作用,高水头压力隧洞内水外渗过程中洞周产生径向向外变形;③高水头压力隧洞内水外渗过程中渗漏率先增加后平稳减少最终稳定。首次提出陡倾地表下不衬砌压力隧洞与裂纹几何特性、力学特性和岩石断裂韧度高度相关的水力劈裂系数的概念。建议在水工隧洞设计规范中建立与水力劈裂系数相匹配的安全控制标准,可为我国不衬砌压力隧洞工程的设计提供理论基础。
关键词:渗流–断裂耦合;FLAC3D;水力劈裂;不衬砌压力隧洞;水力劈裂系数
厚松散层薄基岩采动诱发水砂流运移特征试验
杨伟峰,吉育兵,赵国荣,沈丁一
(中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏 徐州 221116)
摘 要:利用自制的水砂流运移及突涌模型进行试验,模拟了采动覆岩体裂缝通道中水砂流的运移与突出过程,研究了煤层开采水砂混合流运移特性。根据煤层采动引起覆岩破坏形成的垮落带、导水裂缝带通道情况,将水砂混合流运移通道侧壁面分为平直光滑无充填的、粗糙起伏无充填的及有充填软弱泥质物质的3类,并针对这几种形态进行了模型试验。试验以0.05 MPa和0.1 MPa水压力条件下的不同通道裂缝宽度、不同倾角、不同通道侧壁形态为例,揭示了孔隙水压力在裂缝通道中不同位置的变化特征。突水涌砂在采空区是瞬间发生的,在裂缝通道内,根据孔隙水压力的变化,将水砂混合流运移过程分为相互关联的3个阶段:上升阶段、稳定阶段及突出阶段;总结了水砂混合流突出阶段的水压力变化曲线的特征,划分出了3种水砂突出类型:直泻式突出型、跳跃式突出型和缓坡式突出型。由此,探索了水砂混合流运移特征及动力机制。
关键词:薄基岩;厚松散层;水砂流;运移特征
高承载素混凝土桩复合地基现场试验研究
陶景晖1,2,梁书亭1,樊有维3,张永乐4,陶茂之2
(1. 东南大学土木工程学院,江苏 南京 210096;2.江苏省建筑设计研究院有限公司,江苏 南京 210029;
3. 江苏华东地质建设集团,江苏 南京 210007;4.江苏省建苑岩土工程勘测有限公司,江苏 南京 210029)
摘 要:某高层建筑采用素混凝土桩复合地基。基坑开挖后,进行了多项原位载荷试验以及桩、土应力测试;在建造过程中,进行了沉降观测,并对复合地基应力变化做了跟踪测试。基于试验数据,对复合地基的工作机理、荷载分担特性、桩身应力分布特征、基础沉降特点等进行了分析,并探讨了桩底后注浆工艺对复合地基工作性状的影响。研究表明:素混凝土桩复合地基具有高承载力和低变形的性能;非挤土成桩工艺增强体,对桩间土也具有加固效果;采用桩底后注浆工艺,可提高复合地基承载力、减小变形,加固效果在高荷载水平下较好;基础底板及上部结构刚度对桩的不均匀受力具有一定的调整能力。提出了根据荷载和地基反力分布状况,采取针对性的变刚度调平措施的建议。
关键词:高层建筑;大荷载;素混凝土桩;刚性桩复合地基;原位试验;桩土应力比;后注浆技术
格形地下连续墙竖向承载特性研究
侯永茂
(1. 上海交通大学土木工程系,上海 200240;2. 上海隧道工程股份有限公司,上海 200082)
摘 要:格形地下连续墙不仅可以用作基坑的围护结构,亦可以作为竖向承重结构。由于目前关于格形地下连续墙竖向承载特性的理论和试验研究非常匮乏,设计中往往采用相当保守的态度。在原位静载试验和三维有限元分析的基础上,对格形地下连续墙的竖向承载机理进行研究,研究结果表明格形地下连续墙的竖向承载机理与灌注桩存在很大差异。基于广泛的参数分析,如土体力学指标、格形地下连续墙的几何尺寸等,提出格形地下连续墙竖向承载力的简化计算公式,可以用于指导格形地下连续墙竖向承载结构的设计和施工。
关键词:格形地下连续墙;竖向承载力;原位试验;三维有限元方法
浅埋厚基岩松软顶板综放采场矿压特征工作面长度效应
杨永康1,李建胜1,康天合1*,季春旭2
(1. 太原理工大学采矿工艺研究所,山西 太原 030024;2. 中国建筑材料工业地质勘查中心山西总队,山西 太原 030031)
摘 要:基于现场实测结果,结合数值模拟技术,对浅埋厚基岩松软顶板综放采场矿压特征的工作面长度效应进行系统的研究。研究结果表明:加长工作面长度对矿压特征有显著影响;超长综放工作面来压步距减小、采场支架受力均匀、矿压分布呈以工作面中部为对称轴的拱形分布、支架末阻力–初撑力为线性关系;工作面长度方向存在随工作面长度演化的“复合压力拱”;随工作面长度增加,煤壁前方支承压力峰值增大,工作面长度方向压力拱逐渐升高且扁平率趋于增大,表现为总体的矿压显现增加规律,利于顶煤的破碎;控顶区内顶煤下沉量S随工作面长度L的增大呈对数规律增大,随支架初撑力P的增大呈负对数规律减小;给定S后,P随L呈线性规律增加。研究成果可为工作面长度和支架的选择提供有益的借鉴和参考。
关键词:采矿工程;浅埋深松软顶板;综放开采;工作面长度;矿压特征
基于CDEM的顺层边坡地震稳定性分析方法研究
冯春,李世海,王杰
(中国科学院力学研究所,北京 100190)
摘 要:地震力作为一种动态载荷,其作用是导致顺层结构面黏聚力及抗拉强度的丧失。由此,提出了一种动力分析法(数值分析法)与极限平衡法(公式法)相结合的顺层岩质边坡地震稳定性评价方法。该方法利用基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)获取震后结构面处的残余强度,将残余强度代人极限平衡公式求解重力作用下的安全系数,并将此安全系数作为评价顺层岩质边坡地震稳定性的指标。分析结果表明,传统拟静力法用于顺层岩质边坡地震稳定性的评价是不适宜的,通过本文方法获得的顺层边坡动力安全系数具有明显的3阶段特征(水平段–速降段–水平段),而拟静力法获得的安全系数随着设防烈度的增大却呈现出逐渐减小的特征。此外,所述方法还可体现地震波频率对顺层岩质边坡稳定性的影响。
关键词:地震力;顺层岩质边坡;安全系数;CDEM;拟静力法
基于恒刚度剪切试验的预制桩侧阻退化估计
刘俊伟1,张忠苗1,俞峰2,赵玉勃1
(1. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江 杭州 310058;2. 浙江理工大学建筑工程学院,浙江 杭州 310018)
摘 要:采用双向循环恒刚度剪切试验对预制桩的侧阻退化效应进行试验研究。研究显示,剪切应力(摩阻力)随剪切循环数的增加呈指数型衰减,衰减主要发生在开始的部分循环内,约25个循环后基本达到稳定。剪切过程中剪切带发生明显的剪缩,导致法向应力释放,此为摩阻力退化的原因之一。随剪切循环数的增加界面摩擦角发生指数型退化直至达到残余值,此为摩阻力退化的另一原因。法向刚度的大小决定剪切应力、法向应力和界面摩擦角衰减的速度和幅度,法向刚度越大,衰减越快且残余值越小。恒刚度剪切试验说明桩土界面摩擦力的退化与桩周土的坚硬程度密切相关,土体越硬则侧阻退化现象越明显。
关键词:恒刚度剪切试验;侧阻退化;预制桩;法向刚度;界面摩擦角
热动力学的稳态与非饱和土的临界状态
赵成刚
(北京交通大学土建学院,北京 100044)
摘 要:临界状态的概念是临界状态土力学中最重要的概念之一,它是临界状态土力学的基石。但到目前为止,非饱和土临界状态的明确的定义以及到达临界状态的必要条件还没有清晰地给出。基于热力学的理论,推导给出了非饱和土变形过程到达最终点即稳态的约束条件。指出非饱和土变形过程到达最后的结束状态就是稳定平衡状态(简称稳态),而这种稳态针对非饱和土而言,就是其临界状态;非饱和土的临界状态是具有普适性的热力学过程的稳态的特殊情况。与基于实验给出的非饱和土临界状态的条件相比,给出的非饱和土临界状态的约束条件是更具完备性和一般性,并且是基于严格的热力学的理论推导得到的,而不是根据某一特殊非饱和土样本的实验结果给出的结论。
关键词:临界状态;非饱和土;热力学过程的稳态
复合土钉墙实例分析和变形评估
杨育文
(1. 武汉市测绘研究院,湖北 武汉 430022;2. 武汉市勘测设计研究院,湖北 武汉 430022)
摘 要:尽管复合土钉墙在实际工程中广泛应用,但是由于复杂的土层性质和变化多样的挡土结构形式,一直没有能够找到实用的、被广泛认可的变形估算方法。通过分析我国已竣工的26个典型的复合土钉墙支护基坑实例,探讨了复合土钉墙的最大水平位移、沉降与地质条件、支护设计参数之间的关系。统计分析表明,复合土钉墙最大水平位移、最大沉降大多分别在0.4%,0.2%倍的基坑开挖深度附近变化。其中,最大水平位移是桩排和地下连续墙支护的两倍左右。设有预应力锚杆或微型桩的复合土钉墙,最大水平位移值会有所减小。基于Mohr-Coulomb强度准则提出的土层单位抗剪强度的新概念,反映了土层总的强度特性。当基坑主要土层单位抗剪强度增加时,基坑变形有明显减小的趋势。
关键词:基坑;复合土钉墙;变形
复合土钉墙整体稳定性验算公式研究
付文光,杨志银
(中国京冶工程技术有限公司,北京 100088)
摘 要:预应力锚杆以抗拔力、截水帷幕及微型桩以抗剪强度共同提高了复合土钉墙的整体稳定性。叠加这些复合构件的抗力作用并对组合效果进行折减,是复合土钉墙整体稳定性验算目前最成熟有效的方法。验算公式的关键是土、土钉及各复合构件分项抗力系数(抗力系数即构件抗力产生的抗滑力矩与土体下滑力矩之比)的折减系数。折减系数是经验数值,可按一定的假设条件从实际工程数据反算整理得出。对多个接近临界稳定状态基坑的分析研究及数百个基坑的验证结果表明:这些复合构件单独及共同与土钉墙作用时,折减系数存在着合理范围,分别为预应力锚杆0.5~0.7、截水帷幕0.3~0.5及微型桩0.1~0.3。此外,土体和土钉的分项抗力系数之和(不计其它构件作用)存在着合理下限,大致为)存在着合理下限,大致为0.86~0.97,如果在满足整体稳定性安全系数的同时满足此条件,复合土钉墙基坑位移一般不大。
关键词:复合土钉墙;整体稳定性;公式;预应力锚杆;截水帷幕;微型桩
基于随机散粒体模型的堆石体真三轴数值试验研究
周伟1,2,刘东1,3,马刚1,2*,常晓林1,2
(1. 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室,湖北 武汉 430072;2. 水工岩石力学教育部重点实验室,湖北 武汉 430072;
3. 中国水电顾问集团中南勘测设计研究院,湖南 长沙 410014)
摘 要:基于三维变形体离散单元法,模拟堆石体的真三轴试验,研究堆石体在三向不等应力状态下的强度和变形特性。真三轴数值试验装置采用六刚性板加荷方式,等中主应力比路径加载。数值试验结果表明:真三轴数值试验能较好反映堆石体在三向不等应力状态下的应力和变形规律,数值模拟得到宏观应力变形特性与试验规律相似;等中主应力比参数()的大小对堆石在三向应力状态下应力和强度特性有显著的影响,堆石体在3个加载方向的变形也随该参数的变化而变化,应力比参数从0到1变化过程中中主应变方向先压缩后膨胀,小主应变方向一直处于压缩状态;堆石体的内摩擦角随着值的增加而增大,基本符合Lade-Duncan破坏准则;在细观层面上,围压越高,值越大,颗粒配位数越大;加载过程中,颗粒接触法向和法向接触力各向异性程度加强,各向异性主方向角由水平向转向大主应变方向,试样各向异性系数的演化规律和试样的宏观应力变形曲线相对应,试样的宏观力学特性与细观组构存在内在的关联。
关键词:堆石体;真三轴;散粒体模型;细观力学;数值试验
某高层住宅楼倾斜原因及纠倾加固技术研究
程晓伟,王桢,张小兵
(中铁西北科学研究院有限公司,甘肃 兰州 730000)
摘 要:在正确分析一30层高住宅楼倾斜原因的基础上,对该楼纠倾加固工程采取的纠倾加固措施以及控制技术进行了针对性的研究。为确保该倾斜建筑物安全、平稳、线性的回归,本工程通过首次采用“基底掏土为主,锚索加压为辅”的组合纠倾方法,对应力控制、锚索加压调控及变形控制等多重纠倾控制技术进行深入的研究,而后制定科学合理的施工工序,最终保证了该高层建筑物纠倾加固工程的成功实施,大楼倾斜率由纠倾前的2.66‰回归到0.87‰,满足了国家相关规范及正常实用要求,本工程在纠倾高度(97 m)及层数(30层)方面,刷新了国内高层建筑物纠倾纪录,填补了在强风化泥岩、复杂地基、深埋基础中实施双向纠倾的空白,对高层建筑物的纠倾具有很高的借鉴价值。
关键词:高层建筑;纠倾加固;控制技术
遮帘式板桩码头工作机理初探
崔冠辰,蔡正银,李小梅,沈跃根
(南京水利科学研究院岩土工程研究所,江苏 南京 210029)
摘 要:为了适应大吨位深水码头的发展要求,我国自主设计了一种新型板桩码头结构——遮帘式板桩码头,这种新型的码头结构由于前板桩墙后多了一排遮帘桩而使得整个结构的工作机理变得十分复杂。以数值模拟为手段,研究了遮帘桩与前墙的距离以及遮帘桩的刚度对码头工作性状的影响。结果显示,前墙内力受墙桩距离影响很大,墙桩距离决定着遮帘桩能否发挥替前墙挡土的作用,从而决定着结构是否稳定;墙桩距离增大会削弱自身对结构受力造成的影响;遮帘桩刚度越大越能有效的阻止土体变形,挡土效果越好。
关键词:板桩码头;结构与土相互作用;遮帘桩;工作机理
循环直剪条件下粗粒土与结构接触面颗粒破碎研究
冯大阔1,2,张建民1,2
(1. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084;2. 清华大学岩土工程研究所,北京 100084)
摘 要:循环剪切条件下粗粒土与结构接触面颗粒破碎规律的定量研究具有重要意义。循环剪切时,接触面产生了明显的颗粒破碎,并显著影响其宏观力学响应。接触面颗粒破碎细观上表现为大颗粒破碎、小颗粒含量增加及大孔隙的减少或消失,统计上表现为粒径分布曲线的抬升和特征粒径的减小,宏观上表现为接触面不可逆性剪切体变;且不可逆性剪切体变可作为接触面颗粒破碎等物态演化的宏观度量。接触面颗粒破碎主要由剪切引起,相对破碎率与剪切路程、不可逆性剪切体变与相对破碎率间的关系均可用双曲线描述。法向应力越大、结构面板越粗糙、硬度越小,接触面颗粒破碎和损伤越严重;且相对破碎率与法向应力间符合幂函数关系;剪切路径对接触面相对破碎率影响较小。
关键词:接触面;粗粒土;颗粒破碎;循环剪切;影响因素
冻土–桩动力相互作用模型试验系统研制
李永波,张鸿儒,全克江
(北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)
摘 要:桩基础是冻土区大型结构物的主要基础型式,但目前学者对冻土环境中桩基动力特性的研究甚少。在比较分析国内外在该领域研究现状的基础上,设计了一套冻土–桩动力相互作用模型试验系统,主要包括动力加载系统性能参数的确定与设计、模型试验箱的设计与制冷效果分析、加载工作架的设计及其与试验箱的拼接等。试验结果表明,所设计的试验系统能为试验提供所需的冻土环境,结构牢固,能较好地模拟分析冻土–桩动力性能,此外该试验系统还可应用于其他冻土问题的试验研究。
关键词:冻土–桩;动力相互作用;模型试验;研制
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