刘松玉,蔡国军*,邹海峰
(东南大学岩土工程研究所,江苏 南京 210096)
摘 要:国际上已有比较成熟的基于原位孔压静力触探测试(CPTU)的土分类方法,这些方法多以美国统一土质分类标准(USCS)为依据,其土类与中国土的工程分类标准不对应。因此,建立基于CPTU原位测试参数、符合中国标准的土工程分类方法具有重要工程意义。通过选择江苏典型地质成因的试验场地,进行了95孔CPTU测试和相应的钻孔取样与室内土工试验,其CPTU孔和相应钻孔之间距离小于
关键词:孔压静力触探;土分类;孔隙水压力;土类指数;归一化锥尖阻力
双层堤基管涌破坏过程中上覆层渗透破坏发生发展的
试验与分析
陈建生1,2,何文政1,2*,王 霜1,2,何海清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. 河海大学岩土工程研究所,江苏 南京 210098)
摘 要:利用室内试验模拟了刚性盖板下双层堤基渗透破坏的过程,研究了堤基发生管涌破坏后对上覆黏土层的影响。通过肉眼观察,照相机辅助拍摄及试验过程中测压管水位,流量和出砂量等的变化,分析了管涌过程中刚性盖板下黏土层破坏的发生及发展过程。堤基发生管涌破坏后,砂层上部细颗粒逐渐流失,形成强渗流通道并逐步向上游发展。渗流通道与上层黏土之间形成脱空,黏土层发生轻微沉降变形,在水流作用下产生不均匀变形导致黏土层中裂纹的产生并在水力劈裂作用下裂纹逐渐变成裂缝并越来越大,水流通过裂缝在塌陷黏土与刚性盖板之间急速流动,产生冲刷,破坏范围随管涌的发生向上游发展。黏土层的破坏促进了管涌的发生,而管涌通道不断向上游发展也加速了黏土层的破坏,两种过程相互作用,相互影响。
关键词:管涌;双层堤基;黏土层;渗流通道;室内试验
湿喷桩施工中饱和粉土的触变性研究
徐永福1,王 驰1,黄 铭2,许 杰1,杨 磊1
(1. 上海交通大学船舶海洋和建筑工程学院,上海 200240;2 泰州公路管理处,江苏 泰州 225300)
摘 要:针对某高速公路软基处理中出现的湿喷桩下沉现象,通过埋设孔隙水压力传感器和土压力传感器,比较湿喷桩施工桩周土的水平向土压力和超孔隙水压力的大小关系,提出湿喷桩下沉的判别方法。根据现场静力触探试验、取土样和室内土力学试验结果,分析湿喷桩施工扰动下饱和粉土的触变性,粉土强度随时间延长而增加。
关键词:饱和粉土;路基;湿喷桩下沉;触变;超孔隙水压力
交通动载下饱和软黏土累计变形的不排水循环扭剪试验
钱建固1,2,王永刚1,2,张甲峰1,2,黄茂松1,2
(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092)
摘 要:饱和软土地基上长期往复交通动载将诱发显著的路基运营沉降。交通移动荷载下场地应力路径下呈现心形旋转路径,然而现有路基长期运营沉降分析是建立在循环三轴试验基础上,忽略交通移动荷载下地基土单元主应力轴的旋转效应。利用动态空心圆柱扭剪仪模拟心形循环加载路径,并在动态空心圆柱仪上模拟了传统的循环三轴加载路径。对饱和软黏土开展试验研究,对比观察一系列心形循环加载和三轴循环的不排水累计变形行为。试验研究发现,心形循环加载将诱发更大的累计轴向应变和累计孔压,伴随着初始动应力比的增加,二者差异性更为明显。循环加载过程有效动应力比随着循环次数而增大,循环增量破坏时对应的有效动应力比近似为常数。大数目循环加载下,传统塑性安定行为可渐变为循环塑性蠕变状态。
关键词:交通动载;动态空心圆柱仪;不排水循环扭剪;循环塑性蠕变;有效动应力比
考虑参数空间变异性的无限长边坡可靠度分析
李典庆1,2,祁小辉1,2,周创兵1,2*,张利民3
(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.武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室,湖北 武汉 430072;
3. 香港科技大学土木与环境工程系,香港)
摘 要:目前有关土体参数空间变异性对边坡稳定性影响的研究没有考虑抗剪强度参数随深度变化的影响。为此,提出了考虑土体抗剪强度参数均值随深度变化的无限长边坡稳定性概率分析方法。采用Karhunen-Loeve展开建立了表征土体空间变异性的随机场模型。探讨了考虑土体抗剪强度参数空间变异性时边坡失效概率和最危险滑动面的变化规律。最后,以无限长边坡稳定性概率分析问题为例验证了所提方法的有效性。结果表明:土体抗剪强度参数的空间变异性对无限长边坡失效概率有明显的影响,边坡失效概率随土体抗剪强度参数相关距离的增加而减小。对于不排水黏性边坡来说,边坡不排水抗剪强度随深度变化越明显,边坡失效概率越小。边坡最危险滑动面大部分都位于边坡底部。对于摩擦/黏性边坡来说,随着边坡抗剪强度随深度变化的增强,边坡失效概率有先减后增的趋势。抗剪强度参数随深度变化不同趋势对最危险滑动面分布规律有明显的影响。不考虑抗剪强度参数均值随深度变化将会导致最危险滑动面最可能出现在边坡底部。
关键词:边坡稳定性;空间变异性;无限长边坡;失效概率;最危险滑动面;KL展开
砂土中大直径单桩水平受荷离心模型试验
朱 斌1,2,熊 根1,2,刘晋超3,孙永鑫1,2,陈仁朋1,2
(1. 软弱土与环境土工教育部重点实验室(浙江大学),浙江 杭州 310058;2. 浙江大学岩土工程研究所,浙江 杭州 310058;
3. 广东省电力设计研究院,广东 广州 510000)
摘 要:大直径桩基在海洋工程中已越来越广泛应用。针对目前API规范p–y曲线对水平受荷大直径单桩的不适用性,通过离心模型试验研究了砂性土中大直径单桩分别在水平静力和循环荷载作用下的受力和变形特性。验证了通过实测桩身弯矩推算桩身变形和桩周土反力的有效性,分别获得了干砂和饱和砂的大直径单桩水平静力p–y曲线。在修正p–y曲线初始刚度的基础上,采用双曲线型p–y曲线分析了水平受荷大直径单桩的内力和变形。揭示了水平单向循环荷载下大直径单桩的桩身变形及内力变化特性,试验结果显示桩身变形和最大弯矩近似与循环次数的对数线性相关。最后,由各循环次数下的桩身弯矩获得了大直径单桩水平循环p–y曲线,提出了循环应力比相关的p–y曲线循环弱化因子,以及相应的桩基变形累积和内力变化分析方法。
关键词:离心模型试验;大直径;桩;水平受荷;砂土
基于流动性的饱和砂砾土液化机理
王志华1,2,周恩全2,吕 丛2,陈国兴1,2
(1. 南京工业大学城市地下空间研究中心,江苏 南京 210009;2. 南京工业大学岩土工程研究所,江苏 南京 210009)
摘 要:砂砾土的地震液化至今仍存较大的争议,相应的液化机理解释主要沿用传统的砂土液化分析思路和方法。利用动态圆柱扭剪仪开展了
关键词:饱和砂砾土;液化;含砾量;平均流动系数;流动性水平;粗粒接触盾构隧道衬砌结构的壳–接头模型研究
彭益成1,3,丁文其1,2,朱合华1,2,赵 伟1,金跃郎1
(1. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;
3. 上海电力设计院有限公司,上海 200025)
摘 要:提出了一种新型的盾构隧道衬砌结构计算模型——壳–接头模型。该模型中采用壳单元模拟衬砌管片,管片和管片环之间通过接头联接单元相连。基于对盾构隧道衬砌结构接头力学特性的分析,建立了接头联接单元的刚度矩阵和计算流程,定义了弯曲、剪切和拉压刚度的计算方法,使之能准确模拟接头的力学行为。最后利用壳–接头模型模拟盾构隧道接头原型试验,计算结果与试验较为吻合,验证了壳–接头模型模拟盾构隧道衬砌结构力学行为的准确性和适用性。
关键词:盾构隧道;衬砌结构;管片;壳–接头模型;原型试验
密实砂土地层盾构隧道开挖面失稳离心模型试验研究
汤旅军1,2,陈仁朋1,2*,尹鑫晟1,2,孔令刚1,2,黄 博1,2,陈云敏1,2
(1. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,2. 浙江大学岩土工程研究所,浙江 杭州 310058)
摘 要:砂土地层中盾构掘进时,开挖面支护力不足极易导致开挖面失稳事故。通过3种不同隧道埋深比(C/D=0.5,1和2)的离心模型试验对密实砂土地层中盾构隧道开挖面稳定性问题进行了研究。离心试验研究发现,随着开挖面位移的增大,开挖面支护力先减小为极限值而后逐渐增大并最终趋于残余值;开挖面前方土体总体呈现“楔形体+棱柱体”的失稳区;隧道相对浅埋时(如C/D=0.5),极限状态下失稳区已扩展到地表;隧道相对深埋时(如C/D=1和2),极限状态下失稳区尚处于地基内部;极限支护力随着隧道埋深比的增大先增加而后基本保持不变。最后,通过现有几种极限支护力理论计算模型对本文试验预测结果的比较分析,评估了上述理论方法的工程适用性。该研究成果对砂土地层中盾构开挖面稳定性控制具有指导意义。
关键词:离心模型试验;盾构隧道;开挖面稳定;极限支护力;失稳模式
协同滑坡预测预报模型的改进及其应用
贺小黑1,2,3,5,王思敬1,2,肖锐铧1,2,饶枭宇4,罗 斌4
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029;2. 中国科学院工程地质力学重点实验室,北京 100029;3. 中国科学院大学,
北京 100049;4. 重庆交通科研设计院有限公司,重庆 400067;5. 中化地质矿山总局化工地质调查总院,北京 100013)
摘 要:由于原始协同模型中将第一个数据点作为已知条件缺乏足够的论证,可能导致预测预报精度较低,故对原始协同模型进行了改进,推导了改进的协同模型位移预测值和滑坡发生时间预报值的计算公式;另外,根据原始协同模型中以速度最大值作为滑坡时间预报判据缺乏合理性,以加速度最大值作为预报判据更加符合滑坡力学机制的结论,推导了协同模型加速度最大值预报判据预报值的计算公式。基于推导的公式,编写了Matlab程序进行计算,一些滑坡实例的协同模型预测预报结果表明:①与原始协同模型的预测预报结果相比,改进模型的位移预测精度更高、预报的滑坡发生时间更早,且更接近于滑坡实际发生时间;②对于速度和加速度最大值两种不同判据的滑坡时间预报结果,加速度最大值判据的预报时间早于速度最大值判据的预报时间,且其预报准确度较高;③改进的模型加速度最大值判据的预报时间较准确,且稍早于滑坡实际发生时间,故能起到提前预报的作用。因此,改进协同模型优于原始模型,加速度最大值判据优于速度最大值判据,用改进模型加速度最大值判据进行预报是可行的,且预报效果较好。
关键词:协同模型;滑坡预测预报;改进;已知条件;判据;速度;加速度;最大值
基于正交设计的复杂环境下土石混填体大型
直剪试验研究
王江营,曹文贵,张 超,汪辉平
(湖南大学岩土工程研究所,湖南 长沙 410082)
摘 要:为了更加系统、全面的研究土石混填体处于复杂环境时的强度特性,综合考虑含水率、浸泡时间、干湿循环、含石量、岩性与土性等因素,采用美国Geotest公司生产的大型直剪仪,并基于正交设计方法开展了一系列土石混填体室内大型直剪试验研究,进而确定出了不同因素对土石混填体抗剪强度有何影响及影响程度,为此类受多因素、多水平影响的试验研究探讨出了一种新的思路。试验结果表明:土石混填体抗剪强度主要源于内部石料间的相互嵌入、咬合及摩擦等作用;含石量是影响土石混填体强度特性最主要的因素,随着试样中含石量的增加其内摩擦角近似呈线性增加;对于试验中所涉及的3种水作用环境,含水率对土石混填体抗剪强度的影响最为显著,且含水率对其剪应力–剪切位移关系曲线亦存在非常重要的影响,相比之下,浸泡时间与干湿循环对试样抗剪强度影响较弱,且试样在浸泡48 h或干湿循环4次后其抗剪强度基本不会再继续弱化;当试样中含石量≥55%时,其抗剪强度受岩性影响较为明显。
关键词:正交试验设计;土石混填体;直剪试验;剪切强度;含水率;含石量;剪应力–剪切位移曲线
基于与围岩相互作用的冻结壁塑性设计理论
杨维好1,2,杜子博2,杨志江1,2,柏东良1
(1. 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221116;2. 中国矿业大学力学与建筑工程学院,江苏 徐州 221116)
摘 要:冻结壁设计理论是冻结法凿井技术的核心之一。传统的冻结壁厚度塑性设计公式是在加载条件下导出的,未考虑冻结壁与围岩的相互作用和内摩擦角的影响,与实际相差较大。为了更合理地设计冻结壁,建立了考虑开挖卸载作用的冻结壁与井壁相互作用塑性力学模型,推导了应力与位移解析解,分析了各因素对冻结壁厚度的影响规律,建立了新的塑性冻结壁厚度计算公式。分析表明,新公式较传统的公式更合理,并建议选用Coulomb-Mohr屈服准则进行冻结壁厚度计算。
关键词:冻结壁;围岩;相互作用;弹塑性分析;设计理论
基于Kriging的边坡稳定可靠度主动搜索法
苏永华,罗正东,张盼凤,杨红波
(湖南大学岩土工程研究所,湖南 长沙,410082)
摘 要:边坡等岩土工程的复杂性不仅体现在各类岩土参数的变异性,同时还在于其功能函数模式的隐含性、非解析性甚至未确知性,针对这一特性,以边坡极限平衡模式为范例研究出一种易于执行的边坡工程稳定可靠度直接求解算法。首先,调用边坡极限平衡模式获得岩土基本参数及其对应的边坡稳定系数的适量样本;然后,采用地质统计学中的Kriging各向异性关联映射方法,将边坡功能函数值表达为随机过程并通过样本确定该过程的控制变量,再结合蒙特卡洛模拟与主动学习方法,基于搜索规则调整训练样本,通过迭代循环确定随机过程表示的边坡功能函数所在的最可能失效区域;最后,调用随机过程函数在该区域通过简易的直接计算获得边坡失效概率。工程实例分析与计算结果表明该方法精度与蒙特卡洛海量模拟方法相当,但计算过程直接简易,计算代价低,具有较好的实用性。
关键词:边坡工程;随机过程;最可能失效区域;Kriging模型;主动搜索
一类盾构管片接头破坏历程的解析解
董新平1,解枫赞2
(1. 郑州大学交通工程系,河南 郑州 450002;2. 河南省水利第二工程局,河南 郑州 450016)
摘 要:为研究一类采用斜直螺栓、不设传力衬垫构造形式的盾构管片接头在高荷载水平下的破坏力学性态,在引入一定假设基础上,提出了可用于分析管片接头破坏历程的简化解析模型,并对简化模型在线性转动、接头张开、接头屈服等不同阶段的接头截面应力分布和转动情况进行了分析和推导。并通过弯矩–转角关系曲线和接头极限弯矩两个方面对本文简化力学模型的解析解与管片接头足尺试验结果进行了比较和验证,比较结果表明,该方法所得结果与试验结果基本一致,是可行的。
关键词:隧道工程;管片接头;解析解;足尺试验
沉管海底隧道强度折减法分析探讨
李秀地1,郑颖人1, 2 ,袁 勇3,石少卿1
(1. 后勤工程学院军事土木工程系,重庆 401311;2.重庆市地质灾害防治工程技术研究中心,重庆 400041;
3. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)
摘 要:将强度折减法用于静荷载作用下海底钢筋混凝土沉管隧道安全稳定性分析。首先,基于应变协调原理并按照沉管钢筋的分布形式和受力特征,推导出钢筋混凝土沉管等效模型抗剪强度指标、抗拉强度的计算公式;其次,利用FLAC3D软件建立了沉管–土体–海水相互作用强度折减法非线性数值分析模型,探讨钢筋混凝土沉管的破坏分析方法。研究结果表明:不能用位移突变作为沉管破坏分析判据;通过综合分析沉管顶板下沉位移与折减系数的关系、塑性状态以及剪应变增量的分布规律,得到了沉管隧道的安全系数;强度折减法能直观地揭示沉管破坏机理,沉管段的破坏模式主要表现为沉管顶板中部及其与两侧墙壁交汇处的拉伸、剪切破坏。
关键词:沉管;钢筋混凝土等效模型;强度折减法;安全系数
莫尔圆极点法原理及应用
李大勇1,2,郭彦雪1,2,高玉峰3
(1. 山东省土木工程防灾减灾重点实验室,山东 青岛 266590;2. 山东科技大学土木建筑学院,山东 青岛 266590;
3. 河海大学岩土工程科学研究所,江苏 南京 210098)
摘 要:莫尔圆在岩土强度理论、应力路径、挡土压力及地基承载力分析等方面得到了广泛应用,也常用来解释试验数据和预测岩土变形。极点是莫尔圆上一个特殊的点,对于给定的应力状态,具有唯一性;用作图法,借助极点可以方便、快速求得复杂条件下的应力状态(应力大小和方向),避免使用繁复的数值计算,这是极点法最突出的优势。莫尔圆上极点的位置与应力方向密切相关,岩土力学中规定正应力以压为正,则必须设定正确的剪应力正方向。基于微元隔离体力的平衡条件,证明了必须规定剪应力绕微元体逆时针为正,才能确定正确的极点位置及求得问题的正确解答。采用反证法,证明了极点的唯一性;并给出了极点法的可靠性证明。最后,介绍了极点法求解复杂应力问题及确定应力不连续面位置的优越性。
关键词:极点;莫尔圆;唯一性;二维应力状态;符号规定;图解法
确定扩展基础基底尺寸的一种解析解法
丁洲祥1,2,崔 超1,曾巧玲1
(1. 北京交通大学土建学院,北京 100044;2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221008)
摘 要:针对传统的确定扩展基础基底面积的逐次渐进试算法在计算效率等方面的不足,根据极限状态设计原则和中国国家标准《建筑地基基础设计规范》要求,分别提出中心荷载和偏心荷载条件下扩展基础基底面积计算的一种简洁的解析求解新方法。该法将承载力验算公式转换为一元三次不等式和一元四次不等式,从而理论上可分别采用Cardan公式法或Ferrari法进行求解。简便起见,也可借助MAPLE等数学软件,快速和精确地得到满足验算要求的基底面积下限解答。通过算例对比分析,验证了该法的优越性,为基础工程优化设计提供新的参考。
关键词:扩展基础;解析解;中心荷载;偏心荷载;基底面积
确定扩展基础基底尺寸的一种解析解法
丁洲祥1,2,崔 超1,曾巧玲1
(1. 北京交通大学土建学院,北京 100044;2.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏 徐州 221008)
摘 要:针对传统的确定扩展基础基底面积的逐次渐进试算法在计算效率等方面的不足,根据极限状态设计原则和中国国家标准《建筑地基基础设计规范》要求,分别提出中心荷载和偏心荷载条件下扩展基础基底面积计算的一种简洁的解析求解新方法。该法将承载力验算公式转换为一元三次不等式和一元四次不等式,从而理论上可分别采用Cardan公式法或Ferrari法进行求解。简便起见,也可借助MAPLE等数学软件,快速和精确地得到满足验算要求的基底面积下限解答。通过算例对比分析,验证了该法的优越性,为基础工程优化设计提供新的参考。
关键词:扩展基础;解析解;中心荷载;偏心荷载;基底面积
现场泥水劈裂试验及应用研究
刘学彦1,2,袁大军1,2*,郭小红3
(1. 北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;2. 北京交通大学隧道与地下工程教育部工程研究中心,北京 100044;
3. 中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北 武汉 430056)
摘 要:采用泥水平衡盾构进行过江越海隧道施工时,重要的技术难点就是特殊小覆土区间盾构掘进保证开挖面稳定以及防止泥水劈裂的发生。对于泥水劈裂现象的室内试验研究,有一定的基础资料。但是,由于尺寸和边界条件限制,使其研究成果不能直接应用到工程中去。在理论分析的基础上,研制了现场泥水劈裂仪,确定了劈裂试验的具体实施步骤和劈裂压力的断定方法。并在南京某在建过江隧道工程中进行了现场劈裂试验。(1)试验结果表明:由于劈裂过程为突变过程,采用总应力法时,地层劈裂模型能很好的预测地层劈裂压力,也更符合实际工况;由理论分析得出,掘进模式模型的地层劈裂压力更小,几乎与地层静止侧向土压力相当;增加泥水黏度能够增加地层劈裂压力,但增加量有限。(2)运用现场劈裂试验结果给出了防止泥水劈裂的泥水压力设定上限值,并运用盾构机在始发不远处进行了原位泥水劈裂试验,在一定程度上验证了预测模型的准确性。
关键词:现场泥水劈裂仪;现场劈裂试验;地层劈裂模型;劈裂压力;总应力法
基于光纤光栅传感技术的测量模型土体侧向变形
一维分布的方法
汪云龙1,2,袁晓铭1,2,殷建华3
(1. 中国地震局工程力学研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;2. 中国地震局地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080;
3. 香港理工大学土木及结构工程学系,香港 999077)
摘 要:开发了一套基于现代光纤光栅传感技术的测试系统和方法,用于测量振动台试验中模型土体内部的侧向变形的一维分布。将分布式光栅传感器黏贴在基底梁上,并植入土体,考虑土体与植入其中的柔性梁共同运动,利用光纤布拉格光栅(FBG)采集植入梁的变形信息,运用连续体力学的方法,计算得到植入梁周围土体的侧向扩展及剪应变沿深度的一维分布。将现代光学传感技术与传统土工试验技术相结合,应用FBG传感器支持单通道多测点,微型轻质及抗电磁干扰等特点,该系统对周围土体扰动小,导线数量也极少,并且信号不受其他传感器电磁信号的干扰。通过一次小型振动台试验,展示了该方法的可操作性,并与加速度记录信号进行对比,验证了方法的适用性。
关键词:光纤布拉格光栅;土动力学;振动台试验;剪应变;侧向位移
地下增层工程中既有结构变形控制技术研究
文颖文1,刘松玉1,胡明亮2,张国柱1
(1. 东南大学交通学院,江苏 南京 210096;2. 江苏建筑科学研究院有限公司,江苏 南京 210096)
摘 要:既有建筑物地下室增设工程中,施工会造成既有结构不均匀沉降、倾斜、甚至产生裂缝,影响既有结构的安全和正常使用。针对中国工商银行某办公楼地下增层这一工程案例,结合对既有建筑结构形式、现场周边环境、施工条件以及作业空间的调研,提出了锚杆静压桩托换变形控制技术。为了确保在地下增层过程中既有建筑的安全性,采用考虑桩–土–结构共同作用的分析方法,对施工过程进行三维数值模拟分析,确定合理的托换桩长和桩截面。现场监测结果表明,施工过程中既有结构的沉降变形与计算结果吻合较好,说明本工程的变形控制技术制定合理、施工措施得当,结构处于安全范围之内。
关键词:既有结构;变形控制;地下增层;锚杆静压桩;桩–土–结构共同作用;数值模拟
条形荷载不同分布模式下挡墙主动土压力研究
柯才桐,陈奕柏,高洪波,曹 雄
(海南大学土木建筑工程学院,海南 海口 570228)
摘 要:针对实际工程中墙后作用有不同分布模式的条形荷载、填土为黏性土,墙背与填土间存在黏着力,采用库仑土压力理论假设,从滑动楔体处于极限平衡状态时力的静力平衡条件出发,推导了适用多种复杂条件下的主动土压力计算式,并给出临界破裂角的显式解答以及各理论计算式适用范围的边界条件。该公式在多段条形荷载作用下可扩展应用,对于不分段条形荷载,只需作相应的简化后便可按相同的方法求解。受边界条件的限制,该公式存在一定的无解区。算例分析结果表明:条形荷载不同分布模式下,相关文献方法提出的主动土压力计算式与该公式的计算结果完全一致;由于未考虑条形荷载对滑动楔体临界破裂解的影响,规范方法得到的主动土压力偏小。
关键词:挡土墙;主动土压力;临界破裂角;黏着力;条形荷载;静力平衡
蒙脱石对黏性土分散性的影响
赵高文1,2,樊恒辉1*,陈 华1,石 美3
(1. 西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100;2. 榆林学院建筑工程系,陕西 榆林 719000;3.中国科学院资源环境学院,北京 100040)
摘 要:蒙脱石是土体中最常见的黏土矿物之一,具有很强的亲水性,对土体的水稳性、分散性等工程性质有极大的影响。采用悬液稳定性试验、碎块试验和针孔试验,通过在土体中掺入不同种类和含量的蒙脱石膨润土,研究蒙脱石对土体水稳性、分散性的影响。结果表明:随着土体中钠基蒙脱石膨润土掺量的增加,土体的分散性增强,水稳性降低;钙基蒙脱石的表现与钠基蒙脱石相反,随着土体中钙基蒙脱石膨润土掺量的增加,土体的分散性降低,水稳性增强。研究表明,钠离子是黏性土产生分散性必不可少的因素;蒙脱石的种类不同对黏性土的分散性影响不同,钠基蒙脱石可促进土体的分散性,钙基蒙脱石能抑制土体的分散性。
关键词:黏土矿物;钠基蒙脱石;钙基蒙脱石;水稳性;分散性
纤维加筋非饱和黏性土的剪切强度特性
王德银,唐朝生*,李 建,刘宝生,唐 伟,朱 昆
(南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210046)
摘 要:纤维加筋是近些年发展起来的一种土质改良技术,系统掌握纤维加筋土的力学性质对评价纤维加筋土工程的稳定性和进一步推广该技术在工程中的应用具有重要意义。为了了解纤维加筋的剪切强度特性,以非饱和黏性土为研究对象,以聚丙烯纤维为加筋材料,在控制含水率和干密度条件下开展了一系列直剪试验。借助扫描电镜,从微观的角度探讨了纤维的增强机理,并对相关宏观力学性质进行了分析。结果表明:纤维加筋能有效提高土体的抗剪强度,且抗剪强度随纤维掺量的增加而增加;相对于内摩擦角,纤维对黏聚力的增强效果要明显得多;纤维加筋土的抗剪强度随含水率的增加而减小,随干密度的增加而增加;总体上,低含水率和高密实度条件有利于发挥纤维的拉筋效果,提高纤维对强度的贡献。此外,纤维加筋在提高土体峰值剪切强度的同时,还能增加土体破坏时对应的应变及破坏后的残余强度,改善土体的破坏韧性。由扫描电镜分析可知,单根纤维一维拉筋作用和纤维网三维拉筋作用是纤维加筋土的主要增强机理,增强效果则取决于纤维–土界面力大小;剪切面上的纤维在剪切过程中呈现拔出和拉断两种失效模式。
关键词:纤维加筋土;非饱和黏性土;剪切强度;微观结构;含水率;干密度