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《岩土工程学报》2015年第1期文摘
日期:2015年01月09日 12:12:11点击数:字号:【

土石坝试验新技术研究与应用

陈生水1,2

(1. 金沙js娱乐场官方网站,江苏 南京 210029;2. 金沙js娱乐场土石坝破坏机理与防控技术重点实验室,江苏 南京 210024)

  :研制的多功能静动力大型三轴试验系统是中国首台能够测量堆石料动态体变过程的大型三轴试验设备,构建了国内外70多座重要高土石坝筑坝堆石料静动力学性质试验数据库,揭示了静动荷载作用下堆石料的颗粒破碎规律及其影响因素、强度与剪胀(缩)非线性变化规律、地震残余变形发展规律、流变规律和饱和砂砾石料地震液化规律等。创建了高土石坝离心机振动台模型试验技术与试验结果分析方法,成功应用于高面板堆石坝与心墙堆石坝地震破坏机理和抗震加固方案有效性验证,得出的高土石坝地震加速度反应和地震残余变形定性与定量分布规律、高土石坝地震破坏机理结果得到了汶川地震后紫坪铺面板堆石坝和碧口心墙坝震害资料的证实。较好解决了目前高土石坝地面振动台模型试验与原型应力水平相差过大,常规离心机振动台模型试验因模型箱尺寸和振动台功率限制无法进行与原型应力水平一致的模型试验的难题。创建了土石坝溃坝离心模型试验技术与试验结果分析方法;研发了离心机大流量水流控制系统,实现了水流在地面普通重力场和超重力场之间的平稳过渡;研发了将模型布置和模型测量两部分有机融合为一体的专用溃坝模型箱,有效解决了管道流量计在坝体溃口流量变幅大和泥石流下无法正常工作的难题,实现了土石坝溃坝全过程溃口洪水流量的测量。上述研究成果为进一步提升高土石坝灾害预测与防控水平提供了重要技术支撑。

关键词:高土石坝;破坏与溃决机理;试验技术;分析方法;工程应用

单锚板桩结构的工作机理研究

蔡正银1,侯  伟1,2

(1. 金沙js娱乐场官方网站岩土工程研究所,江苏 南京 210024;2. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)

  板桩结构作为支挡建筑物广泛应用于基坑、码头等工程中,其涉及的主要问题是土压力作用下板桩的受力和变形,而土压力与变形又是相互关联的,属于典型的土与结构相互作用问题。以单锚板桩码头结构为例,基于有限元数值模拟,探讨了板桩结构的工作机理,研究了码头港池开挖过程中前墙两侧的土压力分布、结构的内力与变形、地基土的应力应变关系,以及地基不同位置处土单元的主应力旋转等问题。研究表明:正确地模拟土体的应力应变关系是分析此类问题的关键;港池开挖过程中,前墙陆侧土压力向主动方向发展,而海侧土压力则向被动方向发展;港池开挖造成了土体单元的主应力方向旋转,特别是港池海侧下方的土体主应力方向旋转剧烈。

关键词板桩码头;数值模拟;土压力;主应力方向

考虑滑动过程内部崩解耗散的滑坡体运动模型

吴  越1,2,刘东升1,周忠浩1

(1. 重庆市地质矿产勘查开发局,重庆 400391;2. 解放军后勤工程学院建筑工程系,重庆 401331)

  滑坡体运动模型是计算滑速、滑距及滑体动能等运动特征参数的基础,是滑坡致灾范围及致灾强度评估的关键技术,现有运动模型将滑体作为质点或刚性块体,没有考虑下滑过程中内部崩解摩擦耗散的能量,而实际滑坡中这部分能量对滑坡致灾强度指标有较大影响,为此,基于滑体下滑运动机理提出了一种考虑内部耗能的运动模型,该模型将滑体下滑运动抽象为变形体平面运动问题,并将滑体简化为内部变形受力服从滑体土直剪实验破坏后应力应变关系的质点黏壶系统,从而建立其运动学控制方程。还推导了黏阻力计算公式,与运动方程联立得出滑速、滑体动能、滑体重力势能、滑体内部耗能及滑距的计算公式。结合实际滑坡工程进行计算分析得出,该模型一定程度上反映了滑体运动过程中内部崩解摩擦耗能的规律,计算结果与离散单元模拟结果及模型试验规律相近,比传统的运动模型更贴近实际,且比数值模拟更简捷,为滑体运动模型理论研究和工程推广提供了一种新的途径。

关键词:滑坡灾害;风险评估;滑距评估;滑动冲击能

连云港海相软土在孔隙水盐分溶脱环境下的固结特性

邓永锋1,2,岳喜兵1,2,张彤炜1,2,刘松玉1,2,杨忠超3

(1. 东南大学交通学院岩土工程研究所,江苏 南京 210096;2. 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室,江苏 南京 210096;3. 重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室,重庆 400074)

  :随着江苏沿海开发战略的实施,作为第四纪海进海退成因的典型区域性软土,连云港海相土的工程特性也日益引起关注。海相软土沉积过程中孔隙水盐分较高,而随着地表或地下淡水的冲蚀,孔隙水盐分发生溶脱,土的物理力学特性发生会改变,但是目前研究较少。以连云港海相沉积软土为研究对象,首先依托离岸线不同距离的连临高速与临海高等级公路,进行了多个场地的原位测试试验(CPTu)和孔隙水化学成分分析,对比后发现,两处场地具有相类似的沉积历史,含水比w0/wL颗粒粒组与矿物成分基本相同;而相同深度处,孔隙水盐分高的场地土体强度较高。为了进一步探明其机理,设计了换盐和固结装置,即采用蒸馏水和取样点原位地下水(盐水)在一定水力梯度下淋洗原状土,淋洗后进行固结试验。结果表明:盐水淋洗的试样LYGOed1的压缩指数Cc、回弹指数Cs次固结系数Ca小于蒸馏水淋洗试样LYGOed2,而LYGOed1的压缩模量EOed固结系数Cv与渗透系数k大于LYGOed2,说明了盐分溶脱环境下,土的压缩性增大,次固结变形增大,固结时间变长,渗透系数变小。研究成果不仅能加深对连云港海相软土的认识,也为近岸或近海岩土工程设计提供参考。

掘进机刀盘滚刀间距对北山花岗岩破岩效率的影响实验研究

龚秋明1,何冠文1,赵晓豹2,马洪素3,李晓昭2,张  浩1,苗崇通1

(1. 北京工业大学城市防灾与减灾教育部重点实验室,北京 100124;2. 南京大学华东有色地勘局地下空间与地质环境研究所,江苏 南京 210093;

3. 核工业北京地质研究院环境工程研究所,北京 100029)

  :掘进机(TBM)开挖隧道过程中,其刀盘上滚刀间距设计的合适与否关系着破岩效率的高低。由于岩石非均匀、非连续、各项异性的特性,使用数值模拟方法研究滚刀破岩过程存在局限性。现场掘进实验主要是针对特定的掘进机做出机械运行参数优化,无法研究不同刀间距对破岩的影响。全尺寸滚刀破岩实验可以人为调整刀间距,且实验中采用大体积岩石可以避免尺寸效应的影响,因此受到了广泛的关注。采用北京工业大学自制的机械破岩试验平台,安装17英寸(432 mm)盘形滚刀,选取尺寸为1000 mm×1000 mm×600 mm的北山完整花岗岩试样,进行了5组刀间距的线性切割试验。实验中采集滚刀三向力,分层收集岩片且对其进行称重。对不同刀间距作用下的平均法向力、平均滚动力和比能进行了分析研究。当贯入度较小时,刀间距对平均法向力和平均滚动力的影响都不明显,随着贯入度的增加,刀间距对平均法向力和平均滚动力的影响增加。对于所有的刀间距而言,增加贯入度会产生更多的岩片,但并不一定会提高破岩效率,对于北山花岗岩而言,当刀间距与贯入度的比值为30左右时,比能值最低,此时破岩效率最高。

关键词:隧道掘进机;盘形滚刀;滚刀间距;滚刀破岩实验;滚刀力;比能

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨

章峻豪1,2,陈正汉1,2,田志敏1,3,江世永1,2,李春海1,2

(1. 后勤工程学院,重庆 401311;2. 岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室,重庆 401311;3. 总参工程兵科研四所,北京 100850)

  :为研究非饱和土在侧限条件下的变形规律,进行了控制初始干密度和基质吸力的一维压缩试验,提出切线压缩系数和切线体积压缩系数的概念,发现切线压缩系数和切线体积压缩系数随净竖向压力的增大呈指数衰减规律,建立了描述孔隙比净竖向压力关系和竖向应变净竖向压力关系的经验模型,结合国内外文献中的试验数据对模型的合理性及其对不同类别非饱和土的适用性进行了验证。提出的模型可用于计算任意压力间隔内非饱和土的平均压缩性指标计算非饱和土由于浸水产生的一维湿化变形,还可用于描述非饱和土随基质吸力增大的一维收缩变形规律。

关键词:侧限;切线压缩系数;切线体积压缩系数;干密度;基质吸力

内外边界施加温度荷载的中空圆柱试样热固结试验

白  冰,张鹏远,闫瑜龙,秦禄盛,王明亮

(北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)

  :研制了一个轴对称的适用于中空圆柱试样的热固结试验装置。该装置可独立施加和控制试样内、外的温度荷载,并保持试样径向温度梯度的存在,且可施加径向固结压力,适用于特定的温度和应力耦合作用路径的试验。进行了一种饱和黏性土的热固结试验,即在试样内边界和外边界交替逐级施加范围25℃~75℃的温度荷载,包括径向压力为50100150200 kPa4种情形,分析了孔隙水压力及热固结体应变随时间的演化过程。研究表明,加热等级和加热次序不同,在同样的最终温度荷载下孔隙水压力稳定后的最大值有较大差异体应变也不同,实际上反映了温度荷载作用路径对试样热固结效应的显著影响。

关键词:中空圆柱试样;饱和土;热固结;试验装置;温度边界

滨海软黏土加速蠕变特性试验研究

雷华阳1,2,仇王维1,贺彩峰1,王学超1

(1. 天津大学土木工程系,天津 300072;2. 天津市土木工程结构及新材料重点实验室,天津 300072)

  要:为了研究滨海软黏土加速蠕变特性,采用典型的滨海相软黏土进行室内蠕变和加速蠕变试验,研究不同围压、加荷比、振动频率、动应力比对软黏土蠕变特性的影响,并通过对比得出了不同试验条件下滨海软黏土的加速蠕变的变化规律。试验结果表明:滨海软黏土具有非线性应力–应变关系的流变特性,其蠕变试验曲线呈衰减型,蠕变变形大部分应变量发生在蠕变前期,变形随时间增长趋于一个定值;静载作用下,围压越大初始蠕变速率越大。初始加荷压力一致,加荷比越大破坏应力越小。循环动荷载作用下,应变在动荷载阶段变化缓慢,而动荷载结束后进入稳定阶段后应变发生突变,急剧变大最后趋于稳定;此外在不同振动频率和动应力比下试样承受荷载等级不同,均存在一个临界安全荷载,超过这个临界值试样会发生蠕变破坏现象。

关键词:滨海软黏土;加速蠕变特性;三轴试验;循环动荷载;临界安全荷载

基于模型试验的盾构隧道纵向刚度分析

叶  飞,杨鹏博,毛家骅,毛燕飞,陈  治,孙昌海

(长安大学公路学院,陕西 西安 710064)

  :为探明盾构隧道纵向变形性能及抗弯刚度有效率的取值,基于模型试验,根据相似理论对通缝、错缝及匀质圆筒模型进行纵向模型试验研究。分别对3种纵向试验模型进行了加载试验,采用数据采集系统测试加载过程中的管片模型的纵向变形,得到了各级荷载下通缝、错缝及匀质圆筒模型纵向变形规律及其抗弯刚度有效率,并对试验结果进行对比分析。结果表明:①盾构隧道纵向变形与荷载基本呈线性关系;②通缝、错缝隧道纵向抗弯刚度有效率分别在0.180.390.200.40;③通缝和错缝隧道的纵向弯曲变形性能基本一致,错缝拼装效应对盾构隧道纵向变形的影响并不明显,研究成果可为盾构隧道的设计提供参考。

关键词:盾构隧道;管片结构;模型试验;纵向刚度

不同制样方法非饱和土的持水特性研究

孙德安,高  游

(上海大学土木工程系,上海 200072)

  :以一种黏土为研究对象,对其压实样和预固结样进行一系列的持水特性试验和压汞试验,研究了不同制样方法对持水特性和内部孔隙结构分布的影响及在不同各向等应力作用下的持水特性。结果表明:预固结样的内部孔隙分布为单峰孔隙结构,孔隙大小分布较为均匀;压实样则为双峰孔隙结构,但压实样在20 kPa的竖向压力作用下浸水饱和后,其内部孔隙分布变为单峰孔隙结构。此外,在相同各向等应力条件下初始孔隙比相近的预固结样和压实样的持水特性试验结果表明,预固结样的进气值要比压实样的大,其原因是前者孔隙分布较均匀;其次,受各向等应力越大的预固结样其进气值越大。最后,利用压汞试验的结果对预固结样和压实样的脱湿段的持水曲线进行了推算,并与实测值进行了对比。

关键词:非饱和土;预固结样;持水曲线;压汞试验; 压实样

砂土盾构隧道掘进开挖面稳定理论与颗粒流模拟研究

缪林昌1,王正兴2,石文博1

(1. 东南大学交通学院岩土工程研究所,江苏 南京 210096;2. 南通市城市建设工程管理中心,江苏 南通 226153)

  :盾构法隧道施工过程中,土体密实度对开挖面极限支护力值与稳定性影响是一个非常重要的因素。基于Kirsch室内模型试验,采用颗粒流计算分析了隧道掘进过程中土体密实度对开挖面极限支护力、残余支护力以及开挖面前方土体孔隙比变化的影响,从细观角度解释了砂土中盾构隧道开挖面失稳机理,分析了砂土中盾构隧道掘进时土体破坏形态与分布范围;进而提出了计算开挖面极限支护力的改进楔形体分析模型。研究成果可为盾构隧道施工中分析开挖面的稳定提供参考。

关键词:颗粒流;砂土;隧道掘进;开挖面稳定;极限支护力;改进楔形体模型

多桩型刚性承台下刚性长短桩复合地基载荷试验分析

周同和1,王  非1,2,赵  宏2,高广运2

(1. 郑州大学综合设计研究院有限公司,河南 郑州 450001;2. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)

  :通过两组四桩多桩型刚性桩复合地基现场载荷试验,分析了多桩型刚性长短桩复合地基桩土应力、荷载分担及其发展变化的工作性状;基于复合地基桩土应力及加载过程中深层土体水平位移实测结果,讨论刚性桩复合地基的应力扩散角理论;讨论了多桩型刚性长短桩复合地基承载力采用应力复合法计算参数的取值方法。相关成果将有助于复合地基特别是多桩型刚性桩复合地基的理论研究和工程应用,同时表明进一步进行多桩型复合地基现场试验研究与工程实测的必要性与紧迫性。

关键词:多桩型;刚性桩复合地基;承载力;发挥系数;刚度比

饱和砂土液化后流体本构模型研究

周恩全1,王志华1,2,陈国兴1,2*,吕  丛1

(1. 南京工业大学岩土工程研究所,江苏 南京 210009;2. 南京工业大学城市地下空间研究中心,江苏 南京 210009)

  :利用空心圆柱扭剪仪开展了饱和南京细砂液化后常速率加载试验,考虑了有效固结压力和加载速率对饱和南京细砂液化后流体特性的影响,结果表明:液化后静加载过程中剪应力与孔压比的发展具有明显的二阶段特性,且剪应力与孔压比的发展有着良好的线性相关关系,有效围压及加载速率对二者的关系有着明显影响;据此提出一种符合液化后静加载过程的率相关性及孔压相关性流体本构模型,该模型将构成饱和砂土强度的土颗粒摩阻力与土水黏滞阻力分别表示为时变型和非时变型剪切稀化流体;最后进行了该模型的验证性试验,并将模型预测结果与其他学者研究成果对比,验证试验及对比结果均表明该模型具有较好的适用性。

关键词:孔压;加载速率;本构模型;剪切稀化流体

盾构衬砌单环破坏历程的增量法解析解

董新平

(郑州大学交通工程系,河南 郑州 450002)

  作为盾构整环管片破坏研究的一部分,采用增量法对单环在荷载作用下逐渐破坏的历程进行了解析解推导,提出了可考虑管片接头非线性转动的单环受荷历程的相对刚度比法和弯矩搜索法两种解析方法,并对已经通过盾构整环原型破坏试验数据详细校核的数值模型进行适当修正,构造出了对解析解进行检验的数值模型,通过对解析解和数值解的比较表明,相对刚度比法、弯矩搜索法两种增量解析方法可以较为准确的刻画出单环衬砌的受荷破坏历程,是可行的。

关键词隧道工程;盾构;破坏历程;相对刚度比法;弯矩搜索法

砂土中螺旋锚上拔承载特性模型试验研究

郝冬雪,陈  榕,符胜男

(东北电力大学建筑工程学院,吉林 吉林 132012)

  :螺旋锚基础因其能够利用深层土体抗力且具有快速安装和承载的优势而广泛应用于各类岩土工程问题中。多锚片螺旋锚上拔承载特性受埋深、锚片间距、数量、土质条件等因素影响。相邻锚片相互影响导致土体破坏区域重叠,从而影响破坏模式和极限承载力,然而多锚片螺旋锚承载特性的理论及试验研究有限。针对砂土中螺旋锚锚片间距及数量对上拔承载特性及极限上拔承载力影响进行室内1g模型试验研究。结果表明,在中密砂及密砂中,单锚埋深比分别超过6.010.5时可认为是深埋锚。中密砂中深埋多片螺旋锚锚片间距在3.0D4.5D时,各锚片承载能力能够独立发挥,承载量破坏模式发生;密砂中浅埋多片螺旋锚保证承载量破坏模式的锚片间距超过6.0D,但间距为6.0D时,螺旋锚发挥效率超过90%。增加锚片数量可适当提高上拔承载力,但当锚片数量增加使得锚片间距小于某一临界值时,柱状破坏模式发生,螺旋锚承载力不再增加;中密砂中此临界间距约为1.5D,密砂中临界间距约为2.0D

关键词多锚片螺旋锚;上拔承载特性;临界埋深比;锚片间距;锚片数量

不同服役环境下高速铁路膨胀土路堑基床振动

特性模型试验

杨果林1,王亮亮1,2,杨  啸3

(1. 中南大学土木工程学院,湖南 长沙 4100752. 中国矿业大学力学与建筑工程学院,江苏 徐州 221116

3. 莫纳什大学土木工程系,莫纳什,澳大利亚)

  :为研究铺设半刚性防水结构层的膨胀土路堑基床的振动特性,在实验室内进行11大比例尺模型试验,对基床在干燥、降雨和地下水位上升3种服役环境下以4 Hz频率分别进行100×104次激振,监测路堑基床不同位置的加速度和速度响应。结果表明:在相同循环动力荷载作用下,服役环境对新型基床结构的振动加速度和速度大小具有显著影响,但对二者沿基床深度方向的衰减规律影响不大;与干燥服役环境相比,路基面的加速度和速度增长幅度在降雨服役环境下分别为35%20%,地下水位上升时分别为45%23%

关键词:膨胀土;模型试验;振动特性;基床;高速铁路

拉压耦合大变形锚杆作用机理及其试验研究

吴学震1,3,王  刚1,2 *,蒋宇静1, 3,公  彬1,李  博3

(1. 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地,山东 青岛 266590;2. 山东省土木工程防灾减灾重点实验室(山东科技大学),山东 青岛 266590;3. 长崎大学工学研究科,日本 长崎 852-8521)

  :在高应力作用下,围岩发生大变形破坏的现象非常普遍,硬岩常常产生严重的岩爆灾害,软岩则会表现出挤压大变形问题,严重影响深部工程安全。在这种条件下采用的支护体系不仅要具有较高的承载力,而且要能够适应较大的围岩变形而本身不发生破坏。提出了一种拉压耦合大变形锚杆,并详细介绍了它与围岩之间的相互作用机理。新型锚杆通过改善锚固结构,优化锚杆受力状态,提高了锚固结构的极限承载力,使锚杆杆体的变形性能得到充分的发挥,避免了传统锚杆因杆体不均匀变形导致的破坏问题。因而,高应力大变形条件下新型锚杆的锚固性能更优,更有利于保持围岩稳定。室内实验研究证实,在同等条件下拉压耦合锚杆的极限承载力明显大于传统锚杆,并且具有良好的大变形特性。针对矿山深部开采中遇到的软岩大变形和硬岩岩爆等灾害,新型锚杆将实现更优的加固效应。

关键词:高应力;拉压耦合大变形锚杆;静态拉拔实验;极限承载力;变形特性

氧化镁活性对碳化固化效果影响研究

刘松玉1,2,李  晨1,2

(1. 江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室,江苏 南京 210096;2. 东南大学岩土工程研究所,江苏 南京 210096)

  :碳化固化技术是近年来提出的一种低碳搅拌处理软弱土创新技术。该技术先采用MgO水泥与土进行搅拌,再利用CO2对之进行碳化,以达到快速提高强度的目的。针对MgO活性对碳化固化的影响规律进行了室内试验研究,并分析了其微观机理。结果表明:试样能在36 h内完成大部分碳化,碳化24 h后达到稳定,氧化镁活性对碳化固化效果有显著影响,具体表现为氧化镁活性越高,试样碳化后碳化度越高、碳化产物越多、孔隙体积越小、微观结构越密实;试样碳化后体积明显增长,但氧化镁活性对体积变化影响不大,3种氧化镁试样体积膨胀均为16%左右;氧化镁活性越高试样强度越大,高活性氧化镁试样碳化6 h的强度可达标准养护28 d水泥土强度,稳定强度达到2.5 MPa,而低活性氧化镁试样强度仅为0.5 MPa;试样碳化稳定后高活性试样pH值为9.6,低活性试样pH值为9.0,均低于水泥土pH值。

关键词:地基处理;固化;碳化;无侧限抗压强度;机理

钱江隧道管片拼装过程中的力学行为实测分析

廖少明1,2,门燕青1*,张  迪3,徐  永1

(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海200092;2. 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室,上海 200092;

3. 中铁第四勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉 430063)

  钱江隧道是目前世界上最大直径的软土盾构法隧道工程之一。通过在典型地层深埋段埋设全断面的隧道试验环,对盾构拼装管片的全过程及拼装后管片结构的受力特征进行了现场实测。监测结果表明,管片结构内力在拼装过程中受到管片相对位置及相互接触关系的变化影响,经历了波动、微调整直至平衡状态的变化过程。多数管片在拼装阶段的实测内力小于正常使用阶段管片理论内力的30%,但高于拼装阶段管片内力的理论值,最高可达到拼装阶段理论值的10倍以上。管片拼装过程中的内力实测值经历了波动或跳跃后逐渐逼近拼装阶段的理论值。值得注意的是,实测值的变化曲线表明:个别管片局部内力出现突变,实测突变值达到正常使用阶段理论值的3倍以上。因此,尽管管片之间通过管片间接触条件及相对位置的调整使管片结构的内力较快调整至正常状态,但该过程中出现管片内力局部过大的情形对管片结构的耐久性和长期承载性能可能造成影响,在今后的设计和施工控制中应予以充分考虑。

关键词:超大直径;盾构隧道;管片拼装;现场实测;管片内力

黄土湿陷性分布不连续对湿陷变形的影响研究

郑建国1,邓国华2,刘争宏1,陈冉升1,范寒光1,李开超1

(1. 机械工业勘察设计研究院,陕西 西安 710043;2. 西安市地下铁道有限责任公司,陕西 西安 710018)

  :分析导致湿陷量计算值与实测值差异的原因对黄土湿陷性的准确评价具有重要作用,目前相关研究的深度和系统性还不足。以西安黄土塬区的黄土现场试坑浸水试验为依托,采用数值计算手段,对湿陷土与非湿陷土不同比例、排列方式和湿陷程度下土体的湿陷变形特征进行了对比研究,揭示了黄土中湿陷土分布不连续对湿陷变形产生的抑制作用是导致湿陷量计算值和实测值差异的重要原因之一。当黄土体中湿陷土单元和非湿陷土单元分布越杂乱,非湿陷土单元所占的比例越高时,这种抑制作用越明显;而湿陷土单元的湿陷程度对抑制作用的影响相对较弱。在计算湿陷量时,应考虑黄土湿陷性不连续效应的影响,并在工程实践中逐渐积累反映这种效应影响的经验数据。

关键词:湿陷性黄土;试坑浸水试验;湿陷变形;数值计算

固化污泥压缩特性研究

李  磊1,徐  菲1,周灵君2,边  博2,张春雷3

(1. 河海大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210098;2.江苏省环境科学研究院,江苏 南京 210036;

3. 河海大学环境学院,江苏 南京 210098)

  :固化技术是污泥进行填埋处置常用的处理技术之一,固化污泥的压缩参数是进行填埋场库容计算和稳定性评价的重要指标。选用水泥作为固化材料,开展了不同材料添加量和不同养护时间条件下固化污泥的压缩特性研究,并从固化污泥水分形态和转化角度对压缩性变化机理进行了探讨。结果表明,即使水泥添加量达到30%,固化污泥的压缩指数也高达0.71,是一种高压缩性的土。水泥的添加量在10%20%时,固化污泥压缩指数降低显著,但是超过20%以后,压缩指数变化趋于稳定。其原因主要在于污泥中的水分具有较高的结合势能,过多的水泥并不能获得更多的自由水发生水化反应。固化污泥的压缩指数随着养护时间的增加而降低,当达到14 d时趋于稳定,但60 d以后压缩指数又出现降低趋势,其原因主要是微生物逐步分解污泥结合水中的碳氢化合物,有机质含量下降,导致压缩指数降低。

关键词:污泥;固化;压缩指数;水分形态

桥梁吸力式沉箱基础承载特性试验研究

张永涛1,杨炎华1,黎  冰2,龚维明2

(1. 中交第二航务工程局有限公司技术中心,湖北 武汉 430040;2. 东南大学土木工程学院,江苏 南京 210096)

  吸力式沉箱基础是跨海桥梁基础的一个新选择。基于桥梁基础的受荷特点,考虑不同的荷载作用方式,通过一系列模型试验研究了砂土中吸力式沉箱基础的承载特性。试验结果表明:沉箱的长度越长,吸力式沉箱基础的竖向承载力越大,侧壁摩阻力的贡献越大,而沉箱端部阻力可忽略不计;沉箱的长度越长,吸力式沉箱基础的水平承载力也越高,但相对于竖向承载力而言,基础的水平承载力很小,一般不超过其竖向承载力的5%。预加一定的竖向荷载,可显著提高吸力式沉箱基础的水平承载力,且预加的竖向荷载越大,基础的水平承载力越高,由于桥梁工程中基础承受的竖向荷载很大,所以有必要考虑这一因素对基础水平承载力的提高。

关键词吸力式沉箱基础;桥梁;承载力;砂土;模型试验

砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载特性研究

赵春风1,2,刘丰铭1,2,邱志雄3,赵  程1,2,王卫中4

(1. 同济大学岩土与地下工程教育部重点实验室,上海 200092;2. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;

3. 广东潮惠高速公路有限公司,广东 广州 510100;4. 河南省交通规划勘察设计院有限责任公司,河南 郑州 450052)

  :水平荷载引起桩体水平位移,导致桩侧摩阻力发生变化,从而影响单桩的竖向承载特性;竖向荷载影响桩周土体抗力,并随着桩身挠曲变形而产生附加弯矩,从而影响单桩的水平承载特性。利用室内模型试验研究了砂土中单桩在竖向和水平荷载共同作用下的受力和变形特性。试验结果表明:预先施加竖向荷载有利于单桩水平承载力的提高和水平位移的减小;预先施加水平荷载对桩身上部桩侧阻力的发挥有减小作用,但水平荷载的增大对桩端阻力的发挥有促进作用,总体上表现为预先施加水平荷载削弱了单桩的竖向承载力;单桩水平荷载引起的最大弯矩位置在地面以下约5d7d处,水平荷载对桩身弯矩和桩侧摩阻力的影响主要集中在地面以下010d的深度范围内。结合已有研究成果和理论分析,验证了试验成果的合理性并从理论上分析了砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载机理

关键词:砂土;水平荷载;竖向荷载;模型试验;承载特性

 


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