彩神app下载安卓版

天气预报:
走进南科院
科学研究
科研平台
试验基地
 
首页>学术交流
《岩土工程学报》2021年第1期中文摘要
日期:2021年01月06日 14:22:42点击数:字号:【

现代地基设计理论的创新与发展

杨光华

(1. 广东省水利水电科学研究院,广东 广州 510635;2. 广东省岩土工程技术研究中心,广东 广州 510635)

摘  要:主要介绍了依据现场原位压板载荷试验而建立的一套地基设计的新理论。地基设计中地基沉降计算与地基承载力合理确定的问题是土力学中的经典问题。现代土力学理论虽然发展了土的本构模型和现代数值计算方法,解决了非线性等复杂的计算难题,但实际工程设计中,目前采用的仍是半理论半经验的方法,这是土力学理论创立近百年以来都没很好解决的一个问题。问题的根本原因是什么?应如何破解?本文认为对于结构性的硬土地基,传统理论依据室内土样试验求参数,由于取样扰动等的影响,这样得到的参数不能反映原位土的特性,从而使依据这些参数计算的结果与实际结果差异大。为解决这个难题,依据现场原位压板载荷试验曲线建立了切线模量法的计算模型并反算出模型的3个土体参数:初始切线模量,黏聚力和内摩擦角。该法所需参数少,物理意义明确,参数来源于现场原位试验,避免了取样扰动影响,精度可靠,可以计算基础沉降的非线性直到破坏的全过程。对于地基承载力,提出了用切线模量法计算实际基础的荷载沉降的p–s曲线,根据p–s曲线依据强度和变形双控的原则确定最合适的地基承载力的方法,实现变形控制设计,解决了以往直接由压板载荷试验曲线确定承载力存在的尺寸效应问题。对软土地基的沉降计算,在Duncan-Chang模型基础上,用压缩试验的e–p曲线构建了非线性沉降的实用计算方法,并建立了用压缩模量求e–p曲线的方法,这样只用压缩模量即可进行非线性沉降计算。由于一般饱和软土的为2~4 MPa,变化范围小,参数简单而较为可靠,从而使方法易于应用。该项研究为破解土力学的百年难题提供了新的思路,值得进一步发展完善,为现代地基设计提供更科学的新方法。

关键词:地基沉降;承载力;切线模量法;压板载荷试验

复杂应力路径下饱和砂土静态液化失稳预测

黄茂松1,2,童森杰1,2,时振昊*1,2,吕玺琳1,2

(1. 同济大学岩土及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)

摘  要:饱和砂土应力–应变关系具有各向异性和状态相关特性,因此其静态液化的触发与应力路径密切相关。现有文献已提出多种静态液化判别准则,但其准确性往往仅在三轴应力路径下被进行校验。对于涉及主应力方向旋转和不同中主应力比的复杂应力路径,现有判别准则是否可以准确预测静态液化的触发有待进一步验证。为此,基于状态相关各向异性砂土本构模型,结合前人的空心圆柱扭剪单元体试验,比较了二阶功、弹塑性刚度矩阵对称部分和失稳模量3种准则对复杂应力路径下砂土静态液化失稳预测的效果。发现包括:基于弹塑性刚度矩阵对称部分的失稳触发表达式不依赖于加载路径,具有更好的通用性,其预测的失稳点早于或与实际失稳点吻合;失稳模量理论可预测实际液化失稳的位置,但判定表达式因加载条件不同而变化。获得了复杂应力路径下的失稳线,分析了静态液化触发前砂土可发挥峰值摩擦角受中主应力、主应力方向等因素的影响。

关键词:砂土;静态液化;各向异性;中主应力比;液化判别;失稳线

宽围压加卸荷条件下特高坝填筑料强度变形研究

凌  华1,2,陈生水1,2,翟迎春3,傅  华1,2,石北啸1,2,王  芳1,2

(1. 彩神app下载安卓版岩土工程研究所,江苏 南京210024;2. 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室,江苏 南京210024;3.中国电建集团西北勘测设计院有限公司,陕西 西安710065)

摘  要:开展大型三轴试验,系统研究了特高坝堆石料和砂砾石填筑料在宽围压加卸荷条件下的强度变形特性。结果表明:相比堆石料,砂砾石料在低应力条件下的强度低,采用砂砾石填筑的大坝应防止坝坡浅层失稳。围压对强度指标和邓肯模型变形参数均具有重要影响,对于特高土石坝,宜根据应力分布情况分段采用不同的强度指标和变形参数,以提升坝体结构应力变形计算精度和提高工程安全性。卸荷—再加载循环内,均产生了正值的轴向变形和体积变形,循环结束后,应力–应变、体变–应变曲线均回归至原有的正常加载形态;在卸载段,低围压、低应力水平条件下往往表现为体胀,随围压和应力水平的提高,主要表现为卸荷体缩;在再加载段,无论围压大小还是应力水平高低,均主要表现为体缩。随围压的提高,回弹模量与初始切线模量之比增大;同一围压下,随应力水平的提高,回弹模量变化不大,略有降低的趋势;大石峡工程高填筑标准砂砾石料和堆石料约1.98~2.22,但指数要远大于;对于那些特高坝和高坝而言,有限元计算时假定是不太适宜的,应开展回弹模量试验研究。

关键词:特高坝;围压;强度;变形;回弹模量

地面堆载作用下黏弹性地层盾构施工诱发土体响应时域解

张治国1,2,4,张洋彬1,张成平3,王志伟2,PAN Y T4

(1. 上海理工大学环境与建筑学院,上海 200093;2. 中国铁道科学研究院高速铁路轨道技术国家重点实验室,北京 100081;3. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044;4. Department of Civil and Environmental Engineering, National University of Singapore, Singapore, 119077)

摘  要:目前针对软土地层盾构施工诱发周围土体变形影响的研究一般是基于瞬时开挖工况,较少考虑黏弹性土体的流变特性,也较少考虑地表堆载给盾构隧道施工所带来的影响。从地基黏弹性角度出发,引入隧道洞周的椭圆化收敛变形模式,采用复变函数理论并运用Laplace变换技术,提出了地表堆载作用下盾构隧道开挖引起的周围土体位移和应力的时域解。依托相关工程监测数据与简化时域解对比,得到了较好的一致性。研究结果表明:所得出的时域解能较好地反映地表堆载作用下盾构隧道开挖对周围土体位移场的影响,以及地层变形随时间的发展趋势。在地表堆载影响下,随着时间推移,开挖引起的地层变形不断增加,沉降速率则呈现出逐渐衰弱直至为零规律,而堆载突变导致其地表沉降值尤其沉降速率变化显著。研究成果对黏性地层密集堆载群范围内的隧道施工控制具有一定理论指导意义。

关键词:盾构隧道;地表堆载;黏弹性;椭圆化收敛变形;时域解

复合地层双模盾构适应性及掘进参数研究

何  川1,2,陈  凡1,2,黄钟晖3,孟庆军3,刘川昆1,2,王士民*1,2

(1. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川 成都 610031;2.西南交通大学土木工程学院,四川 成都 610031;3.南宁轨道交通集团有限责任公司,广西 南宁 530029)

摘  要:依托南宁市轨道交通5号线五一立交站—新秀公园站区间隧道工程,论述了土压–泥水双模盾构的选型依据,基于区间右线双模盾构及左线泥水盾构的现场掘进试验数据,详细对比分析不同地质段和不同模式段的掘进参数变化及能源消耗情况,得出相比于单模式盾构,双模盾构在复合地层条件下的适应性。研究结果表明:始发段由粉土、粉细砂与圆砾组成的复合地层中采用的泥水平衡模式严格控制地面沉降,在过江段所在的全断面粉砂质泥岩和泥质粉砂岩复合地层中,土压模式有效规避了泥水盾构易固结泥饼的风险;掘进速率方面,右线双模盾构相对于左线掘进速率增幅达181.44%;能源消耗方面,右线双模盾构的盾尾油脂消耗、水消耗及电消耗较左线分别减少了7.87%,30.32%,30.64%。

关键词:隧道;双模盾构;掘进试验;复合地层;掘进参数;盾构耗能

盐渍土冻结过程中的特征温度研究

应  赛1,2,周凤玺*1,文  桃2,曹亚鹏3

(1. 兰州理工大学土木工程学院,甘肃 兰州 730000;2. 长江师范学院建筑物全生命周期健康检测与灾害防治工程研究中心,重庆 408100;3. 中科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:盐渍土在降温冻结过程中出现过冷温度和冻结温度两种特征温度,分别表示在降温过程中孔隙溶液中晶核形成和孔隙溶液与冰晶共存时的临界温度,对判断土体的冻结状态有着重要的意义。首先,通过不同含盐量的土体冻结试验,得到了相应的过冷温度和冻结温度;然后,基于热力学与经典成核理论给出了盐渍土冻结过程中的两种特征温度的理论计算模型,并与试验结果进行对比,验证了该模型的有效性;最后,分析了盐渍土特征温度的影响因素,重点考察了孔隙溶液中结晶盐析出对冻结温度和过冷温度的影响。结果表明,提出的模型可以实现对盐渍土冻结特征温度的有效预测。通过冻结特征温度随含盐量的关系曲线,可以得到结晶盐析出时的含盐量。冻结时孔隙溶液的浓度与冻结温度存在负相关关系,结晶盐的析出引起冻结时孔隙溶液浓度下降,从而使冻结温度升高。而结晶盐析出导致孔隙溶液浓度降低和土颗粒与冰晶接触角减小的双重影响,是盐渍土过冷温度的升高的原因。

关键词:盐渍土;冻结温度;过冷温度;结晶盐析出

动态土水特征曲线滞后模型研究

刘  艳1,2,于建涛1,2

(1. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044;2. 北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)

摘  要:土水特征曲线是描述非饱和土力学特性必不可少的方程,它的最大特点就是存在滞后效应,尽管目前已经建立了很多的土水特征曲线滞后模型,但这些模型都是针对平衡条件建立的。现有的理论和试验研究已经证实,土水特征曲线存在动态效应,与静态土水特征曲线相比,相同的饱和度时,动态土水特征曲线的吸力在干燥过程中要更大,而湿化过程中则更低。为了描述动态条件下土水特征曲线,首先从热力学的基础理论出发,探讨了动态效应的理论基础,并从熵增不等式中得到了动态的土水特征曲线方程。基于所得方程,利用边界面塑性理论,建立了可以预测任意扫描线的土水特征曲线模型。通过与已有的试验结果进行对比,表明模型可以很好地预测土体在干燥和湿化不同过程中的扫描线变化。所得结果可以用于解释一些实际问题,比如降水引起的沉降和降雨诱发滑坡等。

关键词:土水特征曲线;动态扫描线;滞后;非饱和土

行波效应下曲线隧道动力响应解析解

禹海涛1,李心熙2,李  攀*2,3

(1. 同济大学岩土及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. 苏州大学轨道交通学院,江苏 苏州 215131)

摘  要:隧道曲率变化段是制约隧道结构抗震安全性的关键控制区段,但目前隧道抗震设计仅以横断面剪切变形为主,未考虑隧道沿纵向的曲率半径变化,缺乏针对曲线隧道的纵向抗震简化分析方法。将曲线隧道沿纵向简化为作用在黏弹性地基上的变曲率有限长均质Euler-Bernoulli梁,基于Hamilton原理及黏弹性地基梁理论建立了结构的微分动力控制方程及边界条件,并通过模态叠加法进行求解,推导出任意动载作用下曲线隧道的位移、速度、加速度、弯矩、剪力等动力响应的解析表达式,以行波荷载为例,给出行波效应下曲线隧道动力响应的退化解答。通过与有限元基准模型在相同条件下的对比分析,验证了所推导解析解的正确性。最后应用该解析公式进行参数敏感性分析,揭示了隧道曲率半径、行波波速、行波频率及地层–结构相对刚度比等关键因素对曲线隧道结构动力响应的影响规律。

关键词:曲线隧道;动力响应;行波效应;解析解;影响因素分析

温度对GMZ膨润土的膨胀性能影响研究

项国圣1, 2,吕立勇1,葛  磊1,周殷康1,谢胜华1

(1. 安徽工业大学建筑工程学院,安徽 马鞍山 243002;2. 同济大学土木工程学院,上海 200030)

摘  要:在25℃,40℃,60℃和90℃的蒸馏水中对高庙子(GMZ)膨润土进行了膨胀性能试验。由于在试验条件下渗透膨胀占主导地位,GMZ膨润土的膨胀性能随温度的升高而增大,其中最大膨胀率随温度线性增加,而膨胀力随温度呈指数增加。压实GMZ膨润土的膨胀性能可用em=KpD-3表示。N2吸附试验结果表明温度对GMZ膨润土的表面分维D基本没有影响。在渗透膨胀条件下,采用扩散双层模型计算发现膨胀系数K与温度Tc之间存在线性关系,并且通过GMZ膨润土和Bikaner膨润土的膨胀试验进行了验证。将K–Tc线性关系与em–p分形关系相结合,提出了温度作用下GMZ膨润土膨胀性能的一种简便定量评价方法。

关键词:膨润土;温度;膨胀性能;表面分维;分形模型

深部厚硬顶板综放开采覆岩运移三维物理模拟试验研究

杨  科1,2,3,刘文杰*1,3,焦  彪4,张庆贺1,3,刘  帅5,张寨男1,3

安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,安徽 淮南 232001;2. 合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室),安徽 合肥 230031;3. 安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室,安徽 淮南 232001;4. 陕西彬长胡家河矿业有限公司,陕西 咸阳 713600;5. 东北大学资源与土木工程学院 辽宁 沈阳 110819)

摘  要:为分析深部厚硬顶板破断对厚煤层安全开采的影响,根据胡家河矿402102工作面工程地质和开采条件,构建了大型真三维相似物理模拟试验(3500 mm×3000 mm×2000 mm),开展了留煤柱双工作面开采的试验研究。利用光栅位移连续监测装置对采动覆岩位移进行实时监测,获得了厚硬顶板条件下厚煤层开采覆岩破断运移规律和“三带”动态演化特征。研究结果表明:厚硬关键层变形破断时,软弱岩层会发生协同运动,位移监测点位移量发生突增,监测点位移曲线随工作面推进呈“台阶式”变化。在一侧临空条件下,402102工作面亚关键层1(粉砂岩)初次破断步距为43 m,周期破断步距为21 m;亚关键层2(含砾粗砂岩)初次破断步距为74 m,周期破断步距为51 m;亚关键层3(中砂岩)初次破断步距为171 m。当亚关键层2发生周期性破断和亚关键层3发生初次破断时,采空区位移监测点位移量均发生增幅,覆岩发生大范围整体性运动,矿压显现较为剧烈;受402103采空区采动覆岩结构的影响,在402102工作面回采时,其回风巷侧覆岩运移较为剧烈,巷道受动压影响较大。根据位移监测点的位移量和覆岩变形碎胀因子max(Ki)的大小,对采动覆岩“三带”发育形态进行了初步判别,亚关键层1(粉砂岩)和亚关键层2(含砾粗砂岩)均处于冒落带中,且随着工作面推进,冒落带和裂隙带高度呈“台阶式”增大。

关键词:三维相似模拟试验;光栅位移连续监测;厚煤层开采;覆岩运移

基坑支挡结构设计若干问题探讨

盛志强1,2,3,4,滕延京3,4,李  平3,4

(1. 建筑安全与环境国家重点实验室,北京 100013;2. 国家建筑工程技术研究中心,北京 100013;3. 中国建筑科学研究院有限公司地基基础研究所,北京 100013;4. 建研地基基础工程有限责任公司,北京 100013)

摘  要:根据基坑开挖应力路径的室内试验和现场实测数据,从土工试验方法、土体强度指标、地基土水平反力系数等方面分析了现在基坑工程支挡结构设计存在的一些问题。研究成果如下:支挡结构设计参数的获取应考虑主动区及被动区地基土的应力路径,并恢复地基土的固结状态。基坑开挖后主动区和浅部被动区土体抵抗剪切破坏的能力大于以常规CU强度指标的计算结果,这有利于工程安全;深部被动区土体抵抗剪切破坏的能力小于以常规CU强度指标的计算结果,对于地基土被动抗力发挥较大的工程,需验算嵌固深度,确保被动抗力小于极限被动土压力。定义了被动区基坑开挖“强影响区”,并给出了该区域深度的计算方法。以相应应力路径下的土体割线模量值作为地基土水平反力系数,讨论推导了作用于支挡结构上的分布土反力与支挡结构水平位移的计算公式,其计算结果更接近工程实际。本次研究对以变形控制为主的基坑设计具有较好的指导意义。

关键词:应力路径;固结状态;应力应变关系;归一化;水平反力系数

岩石疲劳应力等效化及非线性疲劳变形本构模型

唐  欣1,俞  缙*1,林立华2,高海东3,李  刚3,林植超2

(1. 华侨大学福建省隧道与城市地下空间工程技术研究中心,福建 厦门 361021;2. 厦门路桥工程投资发展有限公司,福建 厦门 361026;3. 中铁十八局集团有限公司,天津 300222)

摘  要:传统的岩石疲劳本构模型对循环加卸载次数敏感性方面存在明显不足,无法准确描述残余变形与疲劳损伤进程的关系。在蠕变与疲劳试验基础上,通过对岩石蠕变和疲劳的时间(循环次数)与变形归一化,分析验证了两者间存在某种“同源性”。运用流变理论描述疲劳荷载下岩石变形全过程,基于等寿命Gerber曲线方程与Goodman直线方程,提出了通过疲劳寿命与应力关系的方式,定义了一种新的疲劳应力等效方法。用村山黏弹塑性体替换Kelvin黏弹性体,并加入开关函数和岩石完整度参数对Bingham黏塑性体进行改造,建立了一种新的7参数岩石非线性疲劳变形本构模型。该模型能较好地表征疲劳荷载下岩石减速、等速和加速疲劳变形的全过程,其加速疲劳变形段的完整度参数随着循环次数N增加而减小,能够体现疲劳损伤对加卸载次数因素的敏感性。

关键词:疲劳变形;应力等效;西原模型;村山体;非线性本构模型

边坡稳定性的多米诺骨牌模型分析方法

陈文胜,蒋茂林,戴嘉宁,丁  博,尹平保

(长沙理工大学土木工程学院,湖南 长沙 410114)

摘  要:边坡稳定性分析的条分法现仍是边坡分析和评估的主要方法。然而,现今条分法分析均是基于整体分析思想,获得整体或常安全系数,这是一理想的模式。真实的边坡失稳一般是渐进的过程,而这种渐进的失稳模式与多米诺骨牌的失稳倒塌有很多相似之处。基于这种边坡渐进失稳的考虑,提出了一种新的分析边坡稳定性的条分方法,即多米诺骨牌模型分析方法(简称骨牌模型)。骨牌模型定义了每个条块的局部安全系数和边坡的安全系数,也即边坡的安全系数由控制条块的局部安全系数决定。而控制条块是在形成某一滑动面时,所有组成滑体条块中具有最大局部安全系数的条块。而边坡的安全系数则为所有滑动面所对应的控制条块的安全系数中,最小的安全系数。这样定义安全系数是出于骨牌模型的渐进破坏机制而考虑的,突破了传统条分法的整体或常安全系数的局限。给出了骨牌模型的求解方法和求解步骤,并通过算例分析了骨牌模型的求解特点。

关键词:边坡;条分法;多米诺骨牌模型;控制条块

埋地排水管道高聚物注浆修复受力特性分析

徐建国,陈志豪,王  壬

(郑州大学水利科学与工程学院,河南 郑州 450001)

摘  要:高聚物注浆非开挖修复技术目前已广泛应用于地下管道的渗漏脱空修复处置,但对修复后管道计算理论和方法的研究相对不足。为此,依据弹塑性理论建立管–土–高聚物相互作用分析Winkler模型和Vlazov模型,推导了高聚物注浆修复管土相互作用计算公式,基于传递矩阵法,编制了MATLAB计算程序。计算分析结果与管道试验结果进行了对比,探讨了多工况下不同因素对高聚物注浆修复后管道内力和变形的影响等。分析结果表明:模型计算得出的径向变形和环向弯矩数值及变化趋势与试验值符合较好,其中采用Vlazov模型得到的结果与试验值更为接近。此外管道底部脱空对管道的整体力学性能有较大的影响,高聚物注浆后对于脱空管道具有较好的修复作用,分析显示修复后管道的内力和变形接近正常管道。研究方法和计算结果对管道高聚物注浆修复分析与管道脱空修复设计具有参考价值。

关键词:埋地排水管道;高聚物注浆修复;双参数模型;传递矩阵法

滇中引水工程香炉山隧洞地应力特征及其活动构造响应

张新辉,付  平,尹健民,刘元坤

(长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北 武汉 430010)

摘  要:滇中引水工程香炉山隧洞埋深大、距离长且处于复杂的构造地质环境中。为查明其地应力分布特征,统计分析了隧洞沿线10个钻孔的水压致裂法地应力测试成果。3个主应力关系主要表现为,反映了隧洞沿线以走滑性质为主的构造特征。工程区浅部地层的应力大小主要受地层岩性与断裂带影响。一方面坚硬岩体的水平主应力明显大于软质岩体;另一方面断裂带的发育致使隧洞沿线的应力水平相对较低,同时断裂带局部区间力学性质的差异导致浅部地层水平主应力呈现出较大离散性。香炉山隧洞最大水平主应力的测试方向主要分布在NNE—NEE向,与隧洞沿线一系列全新世活动断裂走向及区域构造主压应力方向趋于一致,响应了研究区震源机制解特征和楔形块体的运动特征。基于实测应力数据和断层滑动理论,隧洞沿线活动断裂目前处于相对稳定状态,而鹤庆-洱源断裂更为接近断层滑动的临界条件,随着应力的不断积累其稳定性情况值得进一步关注。

关键词:香炉山隧洞;水平主应力;应力方向;活动断裂;构造运动;断层稳定性

氨氮在土工合成黏土衬垫中的扩散行为研究

王  宝1,2,王泽峰3,2,窦桐桐1,赵亚峰1,葛碧洲1

西安建筑科技大学环境与市政工程学院,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. 西安建筑科技大学土木工程学院,陕西 西安 710055)

摘  要:氨氮是垃圾渗滤液中最具代表性的污染物之一,但其在土工合成黏土衬垫(GCL)中的扩散行为至今尚未得到重视。开展批式吸附试验和扩散试样浸提试验测定氨氮在GCL中的吸附分配系数;进行扩散试验测定氨氮在GCL中的扩散系数;基于试验得到的吸附分配系数和扩散系数,使用数值软件POLLUTE v7.0对氨氮在GCL中的运移行为进行模拟。试验结果表明,氨氮在膨润土上的吸附分配系数为0.017 L/g,在GCL中的扩散系数约为9.0?10-11 m2/s。POLLUTE v7.0的模拟结果显示,当考虑扩散存在时,氨氮将提前30 a击穿GCL。

关键词:土工合成黏土衬垫;氨氮;扩散;吸附

基于主动加热光纤法的毛细阻滞入渗模型试验研究

王家琛1,朱鸿鹄*1,2,王  静1,曹鼎峰3,苏立君2,Narala Gangadhara Reddy1,4

 (1.南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210023;2.中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,四川 成都 610041;3.中山大学土木工程学院,广东 广州 510275;4. 印度理工学院布巴内斯瓦尔分校基础设施学院,印度 布巴内斯瓦尔 752050)

摘  要:毛细阻滞效应是多层、不同粒径非饱和土入渗过程中的一个自然现象。为了探究多层土水分入渗的毛细阻滞过程,设计了室内模型试验,采用主动加热光纤法(AHFO法)对多层土的水分迁移进行试验,并结合频域反射法(FDR法) 和直接观测法作为验证。试验结果表明:相较于FDR法和直接观测法,AHFO法对降雨入渗所产生的毛细阻滞现象具有较好的观测效果,可观测出水分运移的更多细节;运用FDR法,对AHFO传感器进行原位标定,曲线拟合精度R2均大于0.93,具有较高的体积含水率监测准确度;毛细阻滞层对降雨入渗具有明显的阻滞效应,即存储屏障上部入渗和减少水分向下部水体渗出。相关研究结论为毛细阻滞现象研究以及土壤水分场监测提供了一种新的监测方法。

关键词:毛细阻滞;主动加热光纤法;砂土模型试验;降雨入渗

不同细颗粒含量甲烷水合物沉积物三轴剪切试验研究

吴  杨1,2,崔  杰*1,2,廖静容1,兵动正幸3

广州大学土木工程学院,广东 广州 510006;2. 广东省滨海软土地区地下结构安全防护工程技术研究中心,广东 广州 510006;3. 山口大学创成科学研究科,山口 宇部 7558611)

摘  要:海域试开采区域含水合物沉积物的粒度分析结果表明水合物沉积物骨架由粗、细颗粒混合构成,通过开展多组低温、高压三轴排水剪切试验研究细颗粒含量和密度对含甲烷水合物沉积物和无水合物沉积物的强度和变形特性的影响。试验结果表明,含水合物沉积物抗剪强度及剪胀性都随细粒含量提高而显著增强。这是由于细颗粒含量增加改变了颗粒间水合物的样貌和分布特征,形成了由水合物包裹着粗颗粒-细颗粒的团簇状集合体。然而,细颗粒含量对无水合物沉积物的强度和变形特性的影响却表现出相反趋势。另外,含水合物沉积物的剪胀关系可以使用修正剑桥模型中的剪胀关系式进行描述。结果表明,剪胀关系的拟合曲线依赖于水合物饱和度的大小。通过对比研究发现,天然水合物和实验室合成水合物试样在较高饱和度时的峰值摩擦角大小及其伴随水合物饱和度的增长趋势存在差异,这种差异主要来源于水合物在沉积物骨架颗粒孔隙中不同的赋存模式及分布特征。

关键词:细颗粒;含水合物沉积物;剪胀关系;水合物样貌;摩擦角

小转弯半径曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算

邓皇适,傅鹤林*,史  越

(中南大学土木工程学院,湖南 长沙 410075)

摘  要:小转弯半径曲线盾构隧道施工引发的地表沉降变形规律极为复杂,但相应的变形预测解析公式仍未明确。依据前人研究成果,构建曲线段盾构隧道施工的地层损失模型,基于镜像法及Mindlin解,推导曲线盾构隧道开挖引发地表沉降的计算公式,并将其应用于工程实例计算,最后分析曲线盾构隧道施工引发地表变形规律及其影响因素。研究表明:构建的小转弯半径曲线段地层损失模型合理,推导所得公式适用于实际工程计算;地表纵向沉降在靠近刀盘3倍洞径范围内变化极大,刀盘前方3倍洞径范围内地表会产生轻微隆起,刀盘后方3~4倍洞径处出现最大沉降;地表横向沉降槽为非对称分布,最大沉降位置位于弯道内侧,距刀盘中心线约1倍洞径;地层损失引起的地表横向沉降大小主要受转弯半径及盾壳长度影响,地表横向沉降槽偏移程度主要由刀盘直径大小决定。

关键词:盾构隧道;小转弯半径;地表沉降;镜像法;Mindlin解

基于多功能CPTU测试的基坑开挖扰动深度确定方法

李  赞1,2,刘松玉*1,2,吴  恺1,2,蔡国军1,2,童立元1,2,刘文亮1,2

(1. 东南大学岩土工程研究所,江苏 南京 211189;2.江苏省城市地下工程与环境安全重点实验室,江苏 南京 211189)

摘  要:基坑开挖卸荷扰动区深度的确定是基坑设计的重要指标。现有的关于扰动区深度的确定大都采用室内试验方法,无法反映土体的原位应力状态。基于多功能孔压静力触探(CPTU)原位测试,对南京、无锡、常州3个基坑工程进行开挖前、后的原位测试,分析了开挖卸荷对锥尖阻力qt、侧壁摩阻力fs、摩阻比Rf、电阻率ρ的影响;进一步结合室内卸荷回弹试验,提出了基于原位测试的基坑开挖扰动深度确定方法。结果表明,对于粉土和粉砂地基,开挖卸荷会使锥尖阻力和侧壁摩阻力降低,且随着土体埋深增加,其影响程度逐渐减小;对摩阻比和电阻率影响则较小;基坑开挖扰动区深度为CPTU锥尖阻力qt衰减20%时对应的深度距坑底开挖面的距离。

关键词:多功能孔压静力触探;开挖卸荷;锥尖阻力;侧壁摩阻力;扰动深度

盾构隧道环间纵向压力时变规律研究

柳  献1,杨振华1,门燕青2

(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 济南轨道交通集团有限公司,山东 济南 250101)

摘  要:盾构隧道断面上受到纵向压力的大小,一方面影响环缝止水垫的防水性能;另一方面影响环缝刚度,从而影响隧道纵向不均匀沉降的发展。目前实际工程中主要依据经验估测隧道中残留的纵向力。通过求解描述隧道受力变形特征的微分方程,建立了隧道任意断面纵向力随时间的变化关系,并将理论解与现场试验实测结果进行了对比,二者具有良好的匹配性。研究结果表明,隧道纵向力在波动中下降,最终残留的纵向力大小与混凝土徐变系数和周围土体的压缩模量有关,约为掘进阶段千斤顶顶力的20.4%~44%。

关键词:盾构隧道;纵向力消散;拼装过程;混凝土徐变;压缩模量

基于响应面法的盾构施工膨润土改良参数优化

徐征杰,郭晓阳*

(上海隧道工程有限公司,上海 200032)

摘  要:为确定福州地铁4号线金牛山—工业路盾构区间强风化花岗岩地层中的膨润土改良最优参数,分别选择膨润土泥浆浓度、掺入比和盾构推进速度3个影响因素,以渣土塌落度、渗透系数和改良成本为响应值。采用中心复合试验设计方法进行了20组试验,分别构建了各响应值的响应面函数。试验结果表明,膨润土泥浆浓度、掺入比和盾构推进速度对渣土改良效果均有较大影响,且各因素之间存在显著交互作用。利用响应面–满意度函数,将渣土改良的3个响应值优化问题转化为单一响应值优化,获得强风化花岗岩地层在不同盾构推进速度下的最优改良参数。该方法科学合理,为金牛山—工业路盾构区间在强风化花岗岩内的高效施工提供了技术保障。

关键词:土压平衡盾构;渣土改良;膨润土;多目标优化;响应面

【关闭窗口】??【返回顶部】??【打印文章】

相关文章  
·《水利水运工程学报》2020年第6期中文目录
·魏山忠赴珠江流域调研指导重大水利工程建设和河湖治理保护工作
·叶建春主持开展加快防汛抗旱水利提升工程实施调度会商
·水利部党组第八轮巡视完成反馈工作
最新文章  
总访问量: