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《岩土工程学报》2020年第7期文摘
日期:2020年07月28日 14:57:12点击数:字号:【

季冻区渠道湿干冻融离心模拟试验设备的研制

黄英豪1,2,蔡正银1,2,朱  锐2,张  晨2,郭万里2,朱  洵2,陈  永2

土石坝破坏机理与防控技术金沙js娱乐场重点实验室,江苏 南京 210024;2. 金沙js娱乐场官方网站岩土工程研究所,江苏 南京 210024)

摘  要:季节冻土占中国国土面积的一半以上,位于季冻区的渠道随着季节变换和通停水的周期变化,会经历湿润—干燥—冻结—融化(简写为湿干冻融或者WDFT)的循环过程,从而造成渠道结构的破坏。研制了一套可以在超重力场下模拟渠道湿干冻融反复作用的离心模型试验设备,该设备主要由干湿系统、热交换系统、模型箱、地面冷水装置和数据采集控制系统等组成。干湿系统主要包括水位升降装置、风干装置等,热交换系统包括半导体热交换装置、空气内循环装置等,模型箱采用内外双层隔热结构,地面冷水装置可以实现将30℃的常温水快速冷却至3℃~5℃以供热交换系统使用,数据采集控制系统包括干湿控制、热交换控制、数据采集分析等。该套设备可以实现在50g离心力场下渠道模型温度在-40℃~30℃之间,渠基土体湿度在干燥—饱和状态的准确控制,为季冻区渠道的渐进劣化破坏过程和机理研究提供了新的重要手段,并可推广应用到寒旱区的水利、交通等领域的工程科研当中。

关键词:季冻区;渠道;湿干冻融;离心模型试验;循环冷却水;水位升降

考虑上拔荷载影响的水平受荷斜桩p–y曲线

曹卫平1,2,吴奇兴1,夏  冰1,3,张伟伟1

(1. 西安建筑科技大学土木工程学院,陕西 西安 710055;2. 陕西省岩土与地下空间工程重点实验室,陕西 西安710055;3. 四川文理学院建筑工程学院,四川 达州 635000)

摘  要:为揭示砂土中上拔荷载对水平受荷斜桩性状的影响规律,开展了9根斜/直桩模型试验,实测获得了上拔与水平荷载共同作用下的桩顶荷载位移曲线及桩身应变,计算得到了桩侧土抗力p及相应的桩身横向位移y,建构了考虑上拔荷载影响的水平受荷斜桩双曲线型p–y曲线,给出了地基土初始反力模量及极限土抗力的确定方法。该p–y曲线能反映水平与上拔荷载共同作用下斜桩与桩侧土之间复杂的挤压、剪切相互作用。基于文中建立的p–y曲线,编写程序分析了斜桩的承载变形性状及内力分布规律,研究了桩顶上拔荷载大小、桩顶约束条件对水平受荷斜桩承载性状和内力分布的影响,结果表明:①不论桩顶自由还是固支,上拔荷载增大时,正斜桩桩身横向位移、弯矩及剪力均减小,而负斜桩桩身横向位移、弯矩及剪力均增大;②相同的水平及上拔荷载作用下,正斜桩桩身横向位移、弯矩及剪力均小于负斜桩;③相同的上拔荷载作用下,水平受荷斜桩在桩顶固支条件下桩身横向位移、弯矩及剪力较小,而桩顶自由条件下则较大。

关键词:斜桩;砂土;水平荷载;上拔荷载;p–y曲线;极限土抗力

饱和盐渍土渗透吸力的回顾及研究

周凤玺1,2,王立业*1,赖远明2

(1. 兰州理工大学土木工程学院,甘肃 兰州 730050;2.中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室,甘肃 兰州 730000)

摘  要:为了能够准确地计算不同含盐量、盐类和温度条件下饱和盐渍土中渗透吸力的大小,首先从试验和理论方面对渗透吸力的研究成果做了简要的回顾;其次通过不同温度条件下氯化钠和硫酸钠溶液的电导率试验,探讨了两溶液饱和后土体渗透吸力与浓度的相互关系;最后基于分形理论和溶质电离度分别对EC模型和van't Hoff方程进行了改进,并对改进后的模型进行了相关的数值分析。试验结果表明氯化钠饱和后土体的渗透吸力与浓度呈幂函数增长关系,而饱和硫酸盐渍土的渗透吸力随浓度的增大呈指数关系。因此表现出硫酸盐渍土的渗透吸力先大于氯盐渍土,而在某一浓度之后氯盐渍土的渗透吸力大于硫酸盐渍土,且浓度值mA随温度的增大呈线性增长关系。数值分析结果表明改进后的模型能够实现复杂条件下的渗透吸力计算,且优于传统模型。

关键词:饱和盐渍土;渗透吸力;电导率;van't Hoff方程;分形理论;电离度

非饱和土的峰值强度特性及破坏包线模型

徐  筱1,2,蔡国庆*2,李  舰2,赵成刚2,3,赵春雷4

(1. 交通运输部公路科学研究院桥梁隧道研究中心,北京 100088;2. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044;3. 桂林理工大学土木工程学院,广西 桂林 541004;4. 北京城市学院城市建设学部,北京 100086)

摘  要:针对非饱和压实土,在不同含水率下,通过三轴压缩试验及抗拉强度试验,研究了非饱和土的峰值破坏点及破坏包线。基于试验结果,讨论了非饱和土破坏包线模型的构成方法。首先,按照土体的破坏模式,破坏包线可表征为两段Mohr–Coulomb型直线。其次,非饱和状态对峰值强度的影响主要表现为剪胀作用和颗粒间作用力两方面,按照非饱和时峰值强度的主要组成部分及其表示方法,给出了黏聚力–剪胀作用型和颗粒间作用力–剪胀作用型两种物理意义明确的曲线型破坏包线。基于分段线性破坏包线,讨论了曲线型破坏包线参数的确定方法。最后,给出并分析了非饱和时不同含水率下土体的破坏包线及其变化特性。

关键词:非饱和土;开裂破坏;剪切破坏;破坏包线;剪胀作用;颗粒间作用力

细粒铁尾矿的沉积特性与基本物理力学性质试验研究

郭晓霞1, 2,陈之祥1, 2,邵龙潭1, 2,田筱剑1, 2

(1. 大连理工大学工程力学系,辽宁 大连116085;2.大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室,辽宁 大连 116085)

摘  要:尾矿的沉积与固结过程是形成强度和确定变形量的重要依据。为探求尾矿沉积过程中应力和孔隙水压力演变规律,揭示尾矿料的强度形成机理和变形特征,结合现场溜槽试验,对细粒铁尾矿的沉积坡度、以及沉积过程中的应力、孔隙水压力和有效应力的演变规律进行了监测。同时,采用十字板剪切仪确定了沉积完成后尾矿的剪切强度。在此基础上,对不同沉积断面尾矿料的颗粒级配和渗透特性进行了试验研究,分析尾矿沉积速率的演变机理。试验结果表明:颗粒研磨极其均匀的尾矿料的堆积形式和渗透特性与尾矿料的水力特性存在差别;受尾矿颗粒相对密实度较大、颗粒分布均匀等因素影响,增加尾矿料的可透水边界较施加外荷载,更能提升尾矿料中有效应力的形成速率;尾矿料表层硬化和封闭微孔隙引发了上层滞水入渗困难,应采用必要的引水导流措施降低高势能流体对筑坝稳定性的影响。

关键词:细粒铁尾矿;溜槽试验;沉积特性;孔隙水压力;剪切强度

非一致激励下长大盾构隧道结构地震响应分析

王国波1,2,巴  峰1,孙富学*2,袁明智1,郝朋飞1

(1. 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,湖北 武汉 430070;2. 温州大学建筑工程学院,浙江 温州 325035)

摘  要:采用数值模拟的方法对非一致激励下土–隧道体系的地震响应进行研究,旨在探究非一致激励下地下结构的响应规律及其与一致激励下响应的差异。首先基于相干函数、功率谱函数以及包络函数进行了多点相关的人工地震动合成,并通过与目标功率谱的对比验证了所合成人工波的合理性。然后对生成的地震波进行批处理,得到可用于计算的人工地震波,包括一致波、行波、相干波、相干行波。并以一精细化长大盾构隧道模型为研究对象,在其底部按单元分别进行四种波的输入,计算分析隧道结构及土体的地震响应规律。对比分析表明:在响应幅值上,当纵向距离较小时,非一致激励下地表及结构响应在整体上小于一致波,但随着纵向距离的增加,峰值加速度响应呈现递增趋势,且会超过一致激励下的响应;在频域上,非一致激励下主频处幅值相比于一致波有所减小,且主频右侧频段对应幅值增大。另外,非一致激励会引起隧道横截面内衬砌和横板产生更大的相对位移,且相干波和相干行波的影响更大,并体现出更为显著的空间变化性。因此,在进行大尺度地震模拟计算时,应适当考虑地震动空间效应的影响。

关键词:多点非一致激励;地下结构;地震响应;地震动空间效应;人工地震动

土工离心试验微型孔压传感器标定方法与影响因素

汤兆光,王永志*,孙  锐,王体强,段雪锋,王浩然

(中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080)

摘  要:准确量测孔隙水压力是土工离心模型试验的关键技术之一。针对近期国内外平行动力离心液化试验中孔压动力时程的普遍离散问题,自行开发了一套动力孔压响应标定装置,基于国际代表性的3种微型孔压传感器,开展了多组动力测试性能评价与影响因素对比试验。主要结论如下:①开发的标定装置具备长期承压密封、均匀荷载传递、任意输入等特点,可满足动力离心试验孔压传感器可靠性标定需求;②受传感器内腔与透水石气体可压缩作用,气体不适于直接作为压力媒介,用于动力响应测试;③充分饱和条件下,3种传感器最大响应频率均约200 Hz,满足常规土工离心地震液化试验需求;④《土工离心模型试验技术规程》真空–搅拌饱和法下,3种传感器出现不同程度的幅值衰减与响应滞后,表明不同传感器、饱和方法和标定装置,可成为导致土工离心液化试验中孔压动力时程与阈值条件离散的一个重要原因;⑤搅拌有助于提高传感器饱和速率,真空–搅拌、真空连续、常大气压条件下,3种孔压传感器达到动力可靠测试所需饱和时间,分别为9 h,16 h,4 d。提出的标定装置、方法与结论,对提高动力离心试验相关孔隙水压力测试技术与修订标准,具有重要指导与借鉴意义。

关键词:土工离心试验;孔隙水压力;微型传感器;动力响应;影响因素

土质边坡可靠性分析的分层非平稳随机场模型

陈朝晖1,2,黄凯华1

(1. 重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2. 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室,重庆 400045)

摘  要:在边坡稳定可靠度分析中使用较为广泛的土性参数平稳随机场模型,通常假设土性参数具有定值涨落尺度或相关长度。对于土壤类别差异较大、分层显著的边坡,尤其是存在局部软弱层的边坡,该模型无法有效模拟不同土层尤其是软弱层的影响。为此,针对由不同类别土壤构成的具有显著分层特性的土性边坡,建立了沿深度方向具有多涨落尺度的土性参数非平稳随机场模型。采用连续回归分析各层土性参数的均值变化函数与方差结构,利用指数相关函数构建非平稳随机场的协方差矩阵,建立了具有多涨落尺度的土性参数非平稳随机场模型,应用塑性极限分析方法,对一个实际工程边坡进行了稳定可靠性分析,研究了黏聚力、内摩擦角等强度参数的非平稳性对临界滑移面形状、位置以及边坡稳定可靠度的影响。分析结果表明,所建具有分层非平稳随机场模型,适于土性参数沿土体埋深呈明显分层特征的土质边坡,能有效反映局部软弱层对边坡稳定可靠性的影响,而平稳随机场模型或均值连续变化的非平稳随机场模型则适于由同一类型土壤构成的边坡。

关键词:空间变异性;非平稳随机场;涨落尺度;分层特性;边坡稳定可靠性

横观各向同性层状地基上任意形状刚性基础动力响应求解与分析

杨林青1,2,韩泽军*1,林  皋3,周小文1,潘宗泽1

(1. 华南理工大学土木与交通学院,广东 广州 510641;2. 广东技术师范大学天河学院,广东 广州 510540;3. 大连理工大学建设工程学部水利工程学院,辽宁 大连 116024)

摘  要:基础动力响应的求解对于更好地理解结构–地基相互作用具有重要的意义,而以往的相关研究主要求解各向同性层状地基内的频域解,对于横观各向同性层状地基,尤其是时域解目前较少有相关报道。针对横观各向同性层状地基,利用积分变换方法、混合变量技术以及改进相减模型求解得到了任意形状基础动力响应的时域解。数值算例验证了算法的准确性,同时针对横观各向同性属性中水平向和竖直向材料参数的不同对时域内基础动力响应的影响进行了参数分析。结果表明,地基的非均质特性对于基础动力响应有显著的影响,在实际工程中应予以考虑,以求得到更加精确的结果。

关键词:横观各向同性层状地基;任意形状基础;积分变换方法;混合变量技术;时域解

植被对土质覆盖层水分运移和存储影响试验研究

焦卫国1,詹良通2,季永新3,贺明卫1,刘振男1

(1.贵州理工学院土木工程学院,贵州 贵阳 550003;2. 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;3. 贵州中建建筑科研设计院有限公司,贵州 贵阳 550006)

摘  要:植被在土质覆盖层水分存储–释放环节中扮有重要的角色,对防渗能力有重要的影响。在填埋场现场建设了大尺寸黄土土质覆盖层试验基地(长×宽:30 m×20 m),在基地不同测试区种植了植被并进行了土质覆盖层现场降雨试验。实测验证了黄土土质覆盖层最大储水能力;分析了有植被条件下黄土土质覆盖层水分运移和渗透特性;对比了植被条件对覆盖层水分运移和储水能力的影响。结果表明:①有植被条件黄土土质覆盖层可用储水量理论值Sfac为278.32 mm,实测值为259.82 mm,实测值比理论值小18.50 mm(小6.65%);②植被种植增大了根系生长区的渗透系数,无植被条件饱和渗透系数ks为8.27×10-5 cm/s,有植被条件饱和渗透系数ks大于8.27×10-5 cm/s。无植被时水分首先在覆盖层浅部土层存储,随着降雨的继续逐渐下渗至深层土;有植被时水分在土层全断面存储;③须根系、初期植被条件对毛细阻滞覆盖层储水能力影响较小。有植被条件实测可用储水量为259.82 mm,无植被条件为251.95 mm,前者仅比后者大7.87 mm(大3.12%)。有植被条件实测总储水量为381.90 mm,无植被条件为374.03 mm,前者比后者大7.87 mm(大2.10%)。有、无植被条件黄土土质覆盖层储水能力接近,一方面是由于须根植被根系深度分布较浅(0~50 cm);另一方面是由于植被生长时间短未能经历一个完整的生长周期对土体结构影响不显著。

关键词:垃圾填埋场;土质覆盖层;植被;须根;水分运移;储水能力

开挖致使古滑坡复活变形机理研究

黄晓虎1,2,易  武*1,2,龚  超3,黄海峰1,2,余  庆4

(1. 三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室,湖北 宜昌 443002;2. 三峡大学湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站,湖北 宜昌 443002;3. 宁夏回族自治区电力设计院有限公司,宁夏 银川 750000;4. 云南省煤田地质局,云南 昆明 650034)

摘  要:以三峡库区兴山县大礼溪村古滑坡为例,通过地质勘察、近1 a的现场宏观巡查、人工GPS位移监测数据、自动GPS监测数据等,在剖析该滑坡存在的古滑坡特征的基础上,分析了滑坡复活过程中地表裂缝发育的时空规律以及变形特征,并结合Geo-Studio模拟确定了开挖和降雨两种作用对古滑坡复活变形的影响及主次关系。研究表明:①大礼溪滑坡为地质历史时期形成的含软层中—陡倾顺层岩质古滑坡;②滑坡复活变形与开挖作用密切相关,前期集中于临近最早开挖区域的前缘Q3附近,并沿着开挖方向逐渐在前缘Q4、Q5出现,最终在前缘Q5附近演化出次级滑坡,与此同时,纵向上变形逐渐向中后部推进,表现出渐进后退的发育特征;③开挖作用是滑坡变形复活的主要因素和诱发因素,降雨为激发因素,两者共同作用促使变形持续发展。

关键词:古滑坡;变形复活;开挖;变形特征

软硬互层岩质反倾边坡弯曲倾倒离心模型试验与数值模拟研究

黄  达1,2,3,马  昊*2,孟秋杰3,宋宜祥3

(1. 长安大学地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054;2. 重庆大学土木工程学院,重庆 400044;3. 河北工业大学土木与交通学院,天津 300401)

摘  要:西部山区工程建设揭露了众多大型弯曲倾倒变形体,多具有软硬互层结构,水平深度可达300 m。为进一步探明软硬互层反倾边坡的倾倒变形机制,融合离心模型试验与UDEC模拟,研究了此类边坡的破坏模式与影响因素,并通过点对分析,讨论了变形的力学机制。数值模拟时,在岩层内预置随机裂隙,获得了破裂面的演化规律。结果表明:数值模拟与试验的位移曲线及破裂面形态吻合较好,边坡变形可分为起始蠕变阶段、稳态变形阶段和失稳破坏阶段;坡体前部为压剪复合变形,后部则以拉张为主;边坡主破裂面呈弧形,由坡脚快速贯通至坡顶,整体为拉–剪性破裂面;坡体内发育3条破裂面,可作为分界线将变形体分为极强倾倒区、强倾倒区和弱倾倒区;坡脚岩体变形后期压致拉裂,逐渐折断脱离母岩,最终导致变形岩体沿不同的破裂面形成渐进后退式破坏;边坡在倾角与坡角之和大于等于120°时才较易破坏,坡角主要影响破坏难易,倾角则控制变形规模。

关键词:反倾边坡;软硬互层;倾倒变形;离心模型试验;离散元数值模拟

三峡库区靠椅状土质滑坡变形特征及机制分析

邓茂林1,2,3,周  剑*1,2,3,易庆林1,2,3,张富灵1,2,3,韩  蓓1,2,3,李卓骏1,2,3

三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室,湖北 宜昌 443002;2. 防灾减灾湖北省重点实验室(三峡大学)湖北 宜昌 443002;3. 三峡大学湖北长江三峡滑坡国家野外科学观测研究站,湖北 宜昌 443002)

摘  要:自三峡库区蓄水以来,库区不少滑坡监测位移–时间曲线呈台阶状阶跃变化,靠椅状土质滑坡尤为明显,此现象加大了滑坡稳定状态的识别度,严重影响滑坡的预警预报。以白家包滑坡为例,通过多次野外地质调查、长期现场巡查、十多年的GPS位移监测数据、1 a多全自动监测数据及滑坡学相关理论等,较深入研究了在库水升降及降雨条件下该滑坡的变形演化规律。结果表明,在汛期及库水位升降时滑坡发生变形,库水位下降为诱发变形的主要因素,年位移量在35~250 mm,历年位移曲线呈“W”型波动,一次跃阶30~180 mm位移量集中在20~30 d完成。库水位下降25 m水位高程为150 m左右时,位移跃阶启动。库水位下降至145 m后1周,跃阶日位移达最大值5~8 mm/d。降雨只在库水位下降期间对滑坡的变形有一定的助推效果,在库水位上升期间,几乎没有影响。受靠椅状等坡体结构特征制约,在库水位升降作用下坡体会反复变形,但难以发生整体性大破坏。

关键词:靠椅状土质滑坡;位移跃阶;白家包滑坡;变形机制;库水位

大直径GFRP抗浮锚杆蠕变试验及蠕变模型

白晓宇1,2,郑  晨1,张明义1,2,王永洪*1,2,王海刚1

青岛理工大学土木工程学院,山东 青岛 266033;2. 山东省高等学校蓝色经济区工程建设与安全协同创新中心,山东 青岛 266033)

摘  要:为深入探究在长期应力作用下大直径GFRP抗浮锚杆的力学性能变化,通过施加长期荷载对GFRP抗浮锚杆进行了室内足尺试验。试验结果表明:试验锚杆在其破坏荷载的38%~45%荷载作用下才发生蠕变。通过标准线性固体模型对GFRP抗浮锚杆的蠕变规律进行分析,对刚度随时间变化曲线进行拟合,拟合曲线与实测曲线吻合度较好;进一步结合损伤力学理论和蠕变模型推导了GFRP抗浮锚杆的抗拔承载力,实现了GFRP抗浮锚杆长期承载力的精准预测,为GFRP锚杆在抗浮工程中的应用提供理论依据。

关键词:GFRP抗浮锚杆;蠕变试验;长期应力;标准线性固体模型;刚度;时间损伤

水溶性植物胶改性水泥–水玻璃封堵材料试验研究

李召峰,高益凡,张  健,齐延海,王衍升,刘  超

(山东大学岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061)

摘  要:中国西南地区岩溶地区发育,岩溶动水灾害对地下工程建设造成极大影响,为了解决水泥–水玻璃封堵材料浆液留存率低等问题,通过水溶性植物胶对传统水泥–水玻璃浆液进行改性处理,并从凝结时间、抗压强度、浆液留存率、黏度时变性、水化过程及微观结构角度进行分析,系统研究了水溶性植物胶对水泥–水玻璃封堵材料性能的影响机理。试验结果表明:①水溶性植物胶可提高浆液动水抗分散性能,其中,瓜尔豆胶掺量为0.8%时水泥–水玻璃浆液留存率最高为96.4%;②通过不同水溶性植物胶的改性,水泥–水玻璃浆液的凝结时间可调,增加了浆液的使用范围;③瓜尔豆胶提高浆液结石体早期强度,但降低其后期强度,黄原胶和黄原胶–瓜尔豆胶均降低浆液结石体的抗压强度;④水溶性植物胶可抑制水泥–水玻璃浆液的水化过程,通过水溶性植物胶的高黏度特性及其活性基团与水泥中阳离子之间的络合作用来提高其动水抗分散性能;⑤水溶性植物胶改性水泥–水玻璃浆液成功应用于岩溶地区石灰石矿山涌水工程,有效地解决了岩溶管道高流速、高流量突涌水问题。

关键词:水泥–水玻璃浆液;水溶性植物胶;凝结时间;浆液留存率;力学性能

基于改进差分进化算法的三维边坡锚固位置优化

尹志凯1,卢坤林*1,石  峰1,朱大勇2

(1. 合肥工业大学土木与水利工程学院,安徽 合肥 230009;2. 浙大宁波理工学院土木建筑工程学院,浙江 宁波315100)

摘  要:基于改进的差分进化算法,在三维锚固力计算基础上考虑锚固力的三维空间分布状态,对三维边坡锚固位置进行合理优化,从而有效节约锚杆数量。利用集中力作用下的半无限弹性空间内一点应力解答,将锚固力等效叠加到边坡滑面正应力和剪应力上,由此推导了关于锚固位置坐标的锚固力函数,并以此作为锚固位置优化的目标函数。对于标准差分进化算法(DE)的改进,将自适应差分进化算法与一般约束乘子算法(PHR)结合,使算法能够解决锚固边坡约束优化问题。算例和工程实例表明,在边坡加固安全系数相同且单根锚杆受力保持不变的情况下,通过本文方法优化锚固位置能节约20%~25%的锚固点数量,该方法可为工程应用提供参考。

关键词:边坡;极限平衡;三维稳定性;安全系数

南通富水砂性地层地铁深基坑抽水回灌现场试验研究

刘祥勇1,宋享桦*2,谭  勇2,景旭成1

(1. 南通城市轨道交通有限公司,江苏 南通 226000;2. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)

摘  要:针对南通地区特殊的深厚富水砂性地层,通过展开一系列单井抽灌和群井抽灌现场试验,对各地层之间水力联系进行了探究,并进一步分析了降水引起的周围地层沉降变化和水位恢复引起的地层回弹与时间的关系。试验结果表明:①在深厚富水砂性地层中,地下水位变化较快、短时间内便可趋于稳定,而地层土体沉降变化较慢,具有一定的滞后性;②降水(压)过程中,对上覆潜水层影响较大(沉降量37 mm),对承压水层和隔水层影响较小(沉降量6 mm),且短时间内对承压水层进行抽水降压试验,对整个上覆土层影响并不明显;③回灌过程中,虽然水位上升较快,但土体回弹并不明显,地层沉降体现出一定的“塑性”,其中,潜水层土体产生较大的“塑性”沉降量(20.2 mm),隔水层和承压含水层土体产生较小的“塑性”沉降量(2.9 mm);④在降水(压)过程中,建议潜水层地带双电源切换时间控制在7 min以内,承压水层地带控制在4 min内,并且后期回灌压力优选0.08 MPa,在敏感建筑物保护区域做到抽灌一体化,尽量减小因降水引起的附加变形。

关键词:富水砂性地层;抽水试验;回灌试验;地表沉降;土体深层位移;塑性沉降量;现场试验

土–水特征曲线对非饱和砂土抗剪强度的影响

翟  钱1,2,戴国亮1,2,赵学亮1,2

东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室,江苏 南京 210096;2. 东南大学土木工程学院,江苏 南京 210096)

摘  要:因非饱和土的剪切试验设备成本比较高,通过间接手段估测非饱和土抗剪强度的方法日受欢迎,其中通过土–水特征曲线进行估测的方法最为普遍。通过修正传统毛细模型,结合概率统计学理论,为通过土–水特征曲线估测非饱和土抗剪强度的计算方法提供理论依据,并提出相关数学表达式。对比公式的估算值和现有文献的试验数据,发现估算值和试验数据基本吻合。此外,还发现很多文献中土–水特征曲线试验土样和非饱和土剪切试验土样并不在同一应力状态,如果忽略这样的应力状态差异,会增大估测的误差。因此,建议对传统张力仪或压力板试验的土–水特征曲线进行相关修正后再用以估测非饱和土抗剪强度。

关键词:孔径分布;非饱和土抗剪强度;修正毛细模型;土–水特征曲线;统计模型

深中通道沉管隧道基槽回淤及边坡稳定性研究

曹影峰1,2,李兴高*1,3,杨  益1,3

(1. 北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044;2. 中交公路规划设计院有限公司,北京 100088;3. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044)

摘  要:跨海沉管隧道因其回淤强度大、晾槽时间长等特点,大量累积的回淤物威胁到沉管隧道的安全性。以深中通道沉管隧道为背景,总结试挖槽试验中回淤时空变化规律,研究回淤对基槽边坡稳定性的影响,深入分析坡面回淤的局部稳定性影响因素,结果表明:①回淤平面分布差异明显,槽底、北坡、南坡的回淤量依次减小;回淤竖向分布不均,从上至下呈递减趋势;回淤全年分布不均,洪季时回淤量大,进入枯季后回淤量减小。②基槽边坡稳定性主要受坡面回淤控制,放坡清淤可明显改善坡面回淤的稳定性;回淤厚度、清淤坡率、基槽坡高、边坡坡率增大及回淤抗剪强度降低均不利于坡面回淤的稳定性,清淤坡率应考虑各影响因素和所处季节综合确定。

关键词:沉管隧道;基槽;回淤;稳定性;试挖槽

高岭土中铅污染物的电动迁移及去除

刘志涛,庄艳峰*

(武汉大学土木建筑工程学院,湖北 武汉 430072)

摘  要:以人工配制的铅污染高岭土为研究对象,引入新型电动土工合成材料电极,研究铅污染土的电动修复机理。采用两种不同的电动修复手段,通过分析电动修复过程中的电流、土体pH以及铅元素的存在形态,研究不同添加剂对铅污染土去除效率的影响及两种修复手段的差异性。结果表明:电动修复换水试验电流后期存在明显下降阶段,而循环试验电流后期没有下降,而是小幅波动;针对铅污染物修复而言,醋酸类添加剂比柠檬酸类添加剂更有利于铅的去除;柠檬酸与铅离子易生成难电离物质不利于铅的迁移,乙二胺四乙酸二钠能与绝大多数铅离子络合形成络合离子;通过蠕动泵循环阴、阳极电解液可以较好地控制电解水产生的氢离子和氢氧根,避免其对土体pH及重金属形态产生明显影响;修复试验中离子扩散和电解液循环引起的冲刷作用迁移出的重金属较少,占比小于10%,进一步说明电动法去除土体重金属污染物的有效性。

关键词:电动修复;铅污染高岭土;添加剂;循环电解液;电动土工合成材料(EKG)

面板堆石坝深覆盖层处理技术研究及在河口村水库工程中的应用

邢建营1,2,关志诚2,吕小龙1

(1. 黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003;2. 金沙js娱乐场水利水电规划设计总院,北京 100120)

摘  要:深覆盖层上的面板堆石坝通常采用面板—趾板—连接板—防渗墙的防渗系统。由于连接板、趾板及坝体修筑在覆盖层上,填筑和蓄水期引起的覆盖层变形对防渗体接缝位移影响较大。因此,坝基覆盖层处理质量是保证工程安全的关键。针对坝基覆盖层处理问题,结合河口村水库工程,制定了固结灌浆、旋喷桩等多种坝基处理方案。采用非线性有限元法,系统研究了各坝基处理方案对坝体和防渗体接缝变形的影响。计算结果表明,对于固结灌浆和高压旋喷桩,两种方案均能满足设计要求。然而,固结灌浆方案实施困难,且效果不明显,很难达到预期的设计目标。最终选用高压旋喷桩方案,并提出了分区渐变式的新型布置形式。长期现场监测资料表明,加密区能有效降低防渗系统变形,处理后的覆盖层变形较小。

关键词:覆盖层;砂卵石;地基处理;固结灌浆;高压旋喷桩

 

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