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《岩土工程学报》2021年第2期中文摘要
日期:2021年02月02日 10:49:18点击数:字号:【

吹填淤泥真空预压固结机理与排水体防淤堵处理技术

蔡袁强

(浙江工业大学土木工程学院,浙江 杭州 310014)

摘  要:针对吹填淤泥真空预压地基处理效果差的关键问题,全面总结了笔者及其课题组多年来的研究成果,主要包括4个方面:①采用超低压固结–渗透仪进行了大量的吹填淤泥固结、渗透试验,发现了初始含水率和液限对压缩–渗透性状的影响规律,建立了压缩过程中渗透系数的定量演化规律。②吹填淤泥真空预压过程中的位移、应变发展规律和土柱形成机理。基于粒子图像测速(PIV)技术和粒子追踪测速(PTV)技术,获得了吹填淤泥真空预压固结过程中的土体位移、应变发展规律,揭示了吹填淤泥真空预压固结机理,获得了真空预压作用下不同初始含水率和不同级配吹填淤泥的土柱形成过程。③吹填淤泥真空预压固结计算方法。基于不均匀应变假定提出了土柱区内、外固结计算公式,获得了不同边界真空度时空变化下的固结规律。以土柱形成过程为基础,建立了考虑土柱影响的吹填淤泥真空预压固结计算方法。④通过室内和现场试验,从增强真空渗流场、延缓土柱形成和改良土性等方面,优化排水板滤膜孔径,提出了分级、增压式、絮凝–真空预压等多项防淤堵处理技术,缓解排水体淤堵,提高固结速率,加速吹填淤泥处理,增强加固效果。研究成果对吹填淤泥场地开发利用,缓解城市土地资源紧张,促进城市可持续发展具有重要意义。

关键词:吹填淤泥;真空预压;固结;土柱;增压;絮凝

离心模型试验物质运动非惯性系效应

凌道盛1,2,施昌宇1,郑建靖*2,赵  宇1,2,陈云敏1,2

(1. 浙江大学建筑工程学院岩土工程研究所,浙江 杭州 310058;2. 浙江大学超重力研究中心,浙江 杭州 310058)

摘  要:离心机作为岩土工程学科开展缩尺模型试验的主要装置,随着试验能力的不断提高,在涉及物质高速运动的爆炸、滑坡等方面的应用越来越广泛。首先,严格地推导了运动坐标系中物质运动加速度的一般表达式。其次,针对匀速转动的离心机,基于Newton第二定律建立了质点在模型箱中运动的控制方程,获得了自由质点相对运动的解析解,指出控制质点相对运动的均匀离心力、非均匀离心力和科氏力的本质为非惯性系运动导致的质点“惯性”作用,称为非惯性系作用。在此基础上,研究了3种非惯性系作用引起的质点相对运动的非惯性系效应,定量分析了初始坐标、初始速度等影响因素的敏感性。分析表明,3种非惯性系作用以不同方式改变质点控制方程性态,耦合作用导致常规模型试验相似律对运动物质不能精确成立;科氏力对非惯性系效应的影响一般大于非均匀离心力;自由运动质点的非惯性系效应显著,但平行于离心机转轴方向的质点运动分量不受非惯性系效应影响。

关键词:离心模型试验;非惯性系;相对运动;科氏力

9种土样高吸力下的持水特征

周葆春,赵鑫鑫,马全国,郎梦婷

(信阳师范学院建筑与土木工程学院,河南 信阳 464000)

摘  要:持水特征曲线(SWRC)是非饱和土重要的本构关系。大部分SWRC由轴平移方法获得,其所能控制的吸力范围较小;然而工程实践中相对湿度常低于95%(吸力高于7.1 MPa);因此采用动态露点法测定Wyoming膨润土、宁明膨胀土、荆门黄褐色膨胀土、Denver黏土岩、荆门棕褐色膨胀土、武汉黏土、三门峡粉质黏土、郑州粉土、开封黄河砂相对湿度3%~95%范围的吸脱湿过程SWRC。采用相对湿度95%下吸湿质量含水率w95量化高吸力下持水能力,采用吸脱湿SWRC间滞回区域面积HHA量化高吸力下SWRC滞回效应强弱,采用同一吸力下吸脱湿SWRC含水率之"差最大值Δwmax量化水力滞回导致的含水率偏差范围。获得了w95,HHA,Δwmax与液限、塑性指数、阳离子交换量、比表面积等土性参数间的量化关系,建议了w95作为膨胀潜势判别标准并验证其可行性,改进了Fredlund-Xing (1994)模型以描述高吸力下上述9种土样吸脱湿过程SWRC,以期为高吸力下相关土力学工程实践提供依据和参考。

关键词:持水特征曲线;高吸力;动态露点等温线方法;水力滞回;膨胀潜势;阳离子交换量;比表面积;Fredlund-Xing(1994)模型

地震作用下黄土边坡震陷破坏的动力离心模型试验研究

邵  帅1,邵生俊*1,2,李  宁1,2,张  彬1

(1. 西安理工大学岩土工程研究所,陕西 西安 710048;2. 陕西省黄土力学与工程重点实验室,陕西 西安 710048)

摘  要:为研究黄土边坡地震动响应机制,以兰州地区典型边坡为原型,设计并完成了几何比尺1∶20的原状黄土边坡动力离心模型试验。系统地研究了黄土边坡的地震动力响应特性、黄土边坡的稳定性和震陷变形规律。表明黄土边坡的加速度放大效应随坡高呈非线性增大变化,且在坡体顶部到达最大;边坡坡面的动力放大效应大于坡体内的动力放大效应;边坡断面内坡肩下动力放大效应大于坡中下动力放大效应。强震作用下黄土边坡破坏形式表现为坡顶有明显的震陷下沉,坡顶、坡肩及坡面出现大量的震动裂隙。由于坡肩及破面震陷变形,以及坡体内震动裂缝发展,边坡中下部坡面出现挤出、隆起变形,并向临空面方向产生移动。坡体内震动裂缝发展形成了潜在滑移面,为边坡产生整体滑移提供了条件。

关键词:离心机振动台;原状黄土边坡;地震动响应;加速度放大系数;震陷变形

基于改进角点理论的砂土非共轴模型及其应用

王  兴1,2,孔  亮*1,2,李学丰3

(1. 青岛理工大学理学院,山东 青岛 266033;2. 青岛理工大学土木工程学院,山东 青岛 266033;3. 宁夏大学固体力学研究所,宁夏 银川 750021)

摘  要:基于传统角点理论建立的非共轴模型虽然能够描述砂土的非共轴行为,但却具有一定的理论缺陷。提出了一种改进的角点理论并将其应用到了砂土状态相关剪胀模型中,从而建立了一个新的砂土非共轴模型。该模型仅在主应力方向改变的加载条件下给出非共轴塑性变形,克服了传统角点模型的不足。构建了模型的隐式积分算法和相应的一致性切线刚度张量,并通过Toyoura砂的单剪试验对算法进行了验证,证明了算法的正确性。最后,利用建立的模型分析了条形基础的承载力,预测结果表明:非共轴塑性的引入使得地基模型整体刚度下降,导致力学响应表现出一些软化特征,忽略非共轴塑性的影响可能导致工程设计偏于危险。

关键词:非共轴;改进的角点理论;隐式积分算法;条形基础的承载力

筑坝材料缩尺效应及其对阿尔塔什面板坝变形及应力计算的影响

宁凡伟1, 2,孔宪京*1, 2,邹德高1, 2,刘京茂1, 2,余  翔3,周晨光1, 2

(1. 大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024;2. 大连理工大学工程抗震研究所建设工程学部水利工程学院,辽宁 大连 116024;3. 郑州大学水利科学与工程学院,河南 郑州 450001)

摘  要:针对阿尔塔什混凝土面板坝工程,基于超大型三轴仪(试样直径800 mm,最大粒径为160 mm)和传统大型三轴仪(试样直径300 mm,最大粒径为60 mm)固结排水剪切试验结果,研究了筑坝材料缩尺效应及其对阿尔塔什面板坝竣工期坝体变形及应力计算的影响。主要结论有:阿尔塔什筑坝砂砾料与人工开采的灰岩爆破料变形特性的缩尺效应规律相反,砂砾料超大型三轴试验的邓肯张E-B模型模量参数k和kb约为大型三轴的1.3~1.4倍;灰岩爆破料大型三轴试验的模量参数k和kb约为超大型三轴的1.2~1.4倍。大型三轴试验的邓肯张E-B模型参数无法反映上游砂砾料与下游灰岩爆破料的变形模量差异,导致沉降计算规律与实际不符,超大型三轴试验的模型参数可以很好地反映由于上游砂砾料变形模量高于下游灰岩爆破料而产生的不均匀沉降,计算结果在分布规律及量值上相比大型三轴试验的参数更接近于实测值。

关键词:土石坝;超大型三轴;缩尺效应;砂砾料;爆破料

考虑板状颗粒间相互作用的黏土强度时效性的微观解释

陈  宝1,2,束庆霏1,邓荣升1

(1. 同济大学土木工程学院,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:为了探寻黏土强度时效性的微观机理,将时效强度与板状黏土颗粒搭接方式和相互作用势能联系起来,颗粒间的相互作用力使颗粒朝着势能较低的位置搭接,当颗粒间相互作用势能最低时,时效强度达到稳定值。提出了可考虑两板状颗粒间夹角θ和距离d影响的颗粒相互作用总势能公式,可用Zeta电位代替表面电位来计算势能,计算结果与实际情况相吻合。通过计算可知:①黏土时效强度与电解质浓度有很大关系,电解质浓度较低时(≤10-3 mol/L),两颗粒相互垂直时的总势能最低;电解质浓度较高时(≥10-1 mol/L),两颗粒相互平行时的总势能最低,时效强度几乎不变,甚至会减小;中间电解质浓度是过渡状态;②两黏土颗粒的稳定搭接方式主要是垂直和平行,两颗粒之"间总会趋于向稳定搭接方式转化,这也是时效强度经历一定时间而达到稳定值的过程;③解释了黏土触变强度恢复的原因,即颗粒会一直趋于搭接强度最高的垂直稳定搭接。

关键词:黏土;板状颗粒;颗粒间相互作用势能;时效强度;微观机理

高温后两种晶粒花岗岩破坏力学特性试验研究

杨圣奇1, 2,田文岭2,董晋鹏2

(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土木工程学院,江苏 徐州 221116)

摘  要:晶粒尺寸对花岗岩高温力学行为有着较大影响,进而也影响高放核废料处置库的安全稳定。基于此,选择两种不同晶粒花岗岩进行高温后巴西劈裂及常规三轴压缩试验,分析其物理力学参数随围压及温度的演化规律,结果表明,粗晶花岗岩较细晶花岗岩含有较多缺陷,总体上其强度及弹性模量较细晶花岗岩低,同时粗晶花岗岩对温度更加敏感。但在高围压下粗晶花岗岩峰后呈延性破坏,残余强度随温度升高有所增加;而细晶花岗岩在高围压下,峰后产生脆性破坏。温度升高不仅产生热裂纹,降低了矿物晶粒之"间的黏聚力,而且也增加了晶粒之"间的摩擦系数,导致花岗岩强度随温度呈现先增加后降低的趋势。围压一方面抑制试样的环向变形,降低泊松比;另一方面施加围压过程中一部分缺陷闭合,导致试样在压缩过程中可调节潜力减小,增加泊松比。所以,不同高温处理后花岗岩泊松比随围压增加表现为不同的趋势。

关键词:岩石力学;花岗岩;晶粒尺寸;高温;三轴强度;变形

高岭土微粒固载成核微生物固化粗砂强度

马国梁1,2,何  想1,2,路桦铭1,2,吴焕然1,2,刘汉龙1,2,3,楚  剑4,肖  杨*1,2,3

(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;3.库区环境地质灾害防治国家地方联合工程研究中心(重庆),重庆 400045;4.南洋理工大学土木与环境工程学院,新加坡 639789)

摘  要:提出一种基于微粒固载成核的微生物固化技术(MICPMPIN),用于改善微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化粗砂的力学特性,即在灌浆前给菌液中加入一定量的高岭土形成微生物固载胶体,然后将微生物固载胶体与反应液混合形成MICP浆体(MICPCS),利用自重渗流法加固粗砂。试验结果表明新型MICPMPIN固化粗砂的强度比传统MICP固化粗砂的强度高。其他条件相同时,MICPMPIN固化粗砂的强度随高岭土掺量的增加而增加,随微生物固载胶体含量的增大而增加,且每间隔1次灌入MICPCS时固化粗砂的强度较高。高岭土本身提供的胶结强度不能使砂柱成型,可忽略不计,其作用主要是辅助成核,增加有效碳酸钙沉淀量,并减小试样孔隙比从而增强固化粗砂的效果。MICPMPIN固化粗砂的湿强度也大于传统MICP固化粗砂的湿强度,且高岭土的掺入显著增强了固化粗砂的抗软化能力。

关键词:MICP;粗砂;高岭土;MICP浆体;微粒固载成核

强降雨下无黏性土坡破坏的影响因素试验研究

缪海波1,柴少峰2,王功辉3

(1. 安徽理工大学土木建筑学院,安徽 淮南 232001;2. 中国地震局工程力学研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;3. 京都大学防灾研究所,京都 宇治 611-0011)

摘  要:利用自行研制的室内水槽模型试验系统,对日本#6,#7和#8硅砂试样开展了固定降雨强度(90 mm/h)下诱发无黏性土坡破坏的模型试验;描述了强降雨条件下无黏性土坡的破坏过程,探讨了坡体厚度、前缘卸荷、土样颗粒尺寸及细颗粒含量对破坏过程的影响规律,分析了土坡破坏过程中的孔隙水压力响应特征。结果表明:①在持续强降雨作用下,无黏性土坡的破坏过程可分为3个阶段,即入渗、初始破坏与主要破坏阶段。②主要破坏阶段拉裂缝自坡脚向坡体中部、坡肩及坡顶渐次出现,且破坏模式受土颗粒尺寸和细颗粒含量的控制,控制机制为土体剪胀效应的强弱。③坡体厚度越小,其破坏过程的持续时间越短,但滑动距离和速率也将越小;前缘卸荷可加速土坡的破坏,并使其具有更长的滑动距离和更大的滑动速率。④当饱和土坡加速变形时,滑动面处会产生超静孔隙水压力,进而诱发突然滑动。与此同时,滑动面处的孔隙水压力由于坡体厚度减小和剪胀效应的发生而急剧降低。

关键词:无黏性土坡;影响因素;降雨入渗;孔隙水压力;剪胀效应;水槽模型试验

全风化花岗岩地层脉动灌浆控制防渗机理研究

窦金熙1,2,张贵金*1,2,陈安重3,杨博石1,2,信瑞亮1,2,蒋煌斌1,2,段吉鸿4,李  海4

(1. 长沙理工大学水利工程学院,湖南 长沙 410114;2. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室,湖南 长沙 410114;3. 中国电建集团中南勘测设计研究院,湖南 长沙 410000;4. 红河州水利水电工程地质钻探队,云南 蒙自661400)

摘  要:针对全风化花岗岩地层的基础防渗加固,传统灌浆工艺限制于结构松散难以成孔起压,加剧了地基处理的难度。提出采用“钻灌一体,脉动灌浆”技术工艺;并利用数值模拟实现了不同脉动周期压力、钻灌时间控制参数下浆液渗透扩散规律及脉动周期压力下地层应力–应变的过程分析,通过脉动和稳压灌浆的浆液扩散与防渗影响范围对比,揭示了脉动灌浆防渗控制机理,得出了灌浆参数;结合黏土水泥浆灌浆材料进行了现场工程试验,现场试验验证了控制参数的合理性。试验表明,1.5~2.0 MPa脉动灌浆压力下,单排孔布设间距1 m,常规吕荣试验检查孔段次统计,透水率<2 Lu的占70%;疲劳吕荣试验透水率<3 Lu的比例为97%,透水率稳定区间为0.5~2.4 Lu;破坏吕荣试验透水率稳定区间为2~8.5 Lu。灌浆后全风化、强风化地层的岩体完整性均有不同程度的提高,声波提升幅度范围为17.3%~52.5%。检查孔取出的芯样较完整,芯样抗压强度平均达7.3 MPa,且灌浆过程地层抬升小。研究成果对于全风化花岗岩以及同类地层具有较强的应用性,为此类地层防渗处理提供了一个可借鉴的工程案例。

关键词:脉动灌浆;花岗岩;吕荣试验;加固机理;全风化

地冲击荷载作用下等跨正交洞室动力响应研究

赵跃堂,刘绍鎏*,胡  康

(陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室,江苏 南京210007)

摘  要:交叉洞室是地下防护工程常见的结构形式,它的安全稳定性能直接控制着整个防护工程的服役性能。通过数值模拟方法研究了典型等跨正交洞室在地冲击荷载作用下交叉区域的动力响应。研究表明,相同荷载、埋深和跨度条件下,交叉洞室的变形和破坏范围明显大于单向洞室;随着地冲击荷载峰值的增加,衬砌直墙交叉部位逐渐形成两个中心对称的V型相交塑性带,且衬砌拱脚和直墙底部逐渐屈服;随着洞室跨度的增加,交叉部位拱顶沉降量增量和圆拱最大质点速度逐渐增加,跨度较小时破坏主要集中在直墙部位,跨度较大时破坏主要集中在拱顶部位;地下洞室交叉部位的影响范围长度为距离交叉中心1.6倍的洞室跨度,交叉部位拱脚和直墙底部是受力薄弱部位,建议局部加厚支护,提高洞室的稳定性。

关键词:交叉洞室;地冲击荷载;初始地应力;动力响应

水–岩及风化作用下层状炭质板岩巴西劈裂试验研究

李二强1,2,冯吉利*1,2,张龙飞1,2,张洪昌1,2,朱天宇1,2

(1. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;2. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083)

摘  要:横观各向同性层状板岩在地质环境及施工裸露后形成的水–岩和自然风化作用下,其物理力学性质将发生退化,由此常引起岩土隧道、边坡等工程产生抗拉失稳破坏。以甘肃岷县木寨岭隧道炭质板岩为研究对象,对其开展即时烘干试样(即试样加工后烘干处理)和静置风化试样(加工后室内常温通风放置60 d)巴西劈裂试验,分析了两种条件下炭质板岩的抗拉力学性能。结果表明:两种炭质板岩巴西劈裂试验均表现为脆性破坏,但力学响应及峰值荷载差异极大;炭质板岩抗拉强度均受层理影响显著,但即时烘干试样和静置风化试样的劈裂破坏形态受层理影响程度不同;以即时烘干试样为基础,静置风化试样软化系数为0.11~0.13,体现了水岩作用及其静置风化对岩样具有显著劣化效应,但对层理形成的横观各向同性抗拉性能影响不大。此外,借助SEM对水岩静置风化机理进行分析,具体为水侵入后形成物理化学反应改变矿物微观成分、结构进而结合风化作用表现为矿物骨架承载的累计劣化损伤。

关键词:炭质板岩;层理;水–岩作用;风化;抗拉强度;破坏模式;劣化机理

金东大桥隧道锚现场模型试验及承载能力分析

余美万1,张奇华2,高利萍3,罗  荣1,李玉婕1,王  帅1,边智华1

(1. 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;2. 中国地质大学(武汉)教育部长江三峡库区地质灾害研究中心,湖北 武汉 430074;3. 云南省昆明市东川区交通运输局,云南 昆明 654100)

摘  要:金东大桥隧道锚建在复杂岩体地层中,尚无类似的工程经验借鉴,为分析该桥隧道锚承载能力,在实体锚上游侧山体边坡开挖模型试验洞,制作相似比1∶11的隧道锚模型,采用后推法进行模型试验,包括弹塑性阶段试验、蠕变试验和满负荷的超载试验,配套进行了岩体(石)物理力学性质试验、岩体声波测试。分析结果表明:模型锚岩体性状与实体锚基本接近,模型锚围岩声波低于实体锚,模型锚地层具有较好的地质代表性;模型锚至少在8倍设计荷载作用下变形处于近似弹性阶段,在6倍设计荷载长期作用下未出现蠕变现象,推断实体锚围岩的超载稳定系数>8,长期安全稳定系数>6,成果可为类似复杂围岩的工程设计提供参考。

关键词:金东大桥;隧道锚;现场模型试验;承载能力

软土中碎石桩模型试验的三维离散–连续介质耦合数值模拟

谭  鑫1, 2,胡政博1,冯龙健1,赵明华1, 2

(1. 湖南大学土木工程学院,湖南 长沙 410082;2. 建筑安全与节能教育部重点实验室(湖南大学),湖南 长沙 410082)

摘  要:采用连续–非连续介质耦合数值模型对碎石桩单桩受荷室内模型试验的变形及破坏全过程进行模拟。其中碎石桩体采用考虑碎石真实形态的三维刚性多面体进行模拟,软土采用有限差分网格模拟。数值模拟获得的单桩荷载–沉降曲线以及鼓胀变形曲线与模型试验结果显示出较好的吻合程度。基于离散单元方法建立的碎石桩模型无需复杂的本构模型便能有效反映其变形和失稳特性,耦合连续介质模型进行模拟则更好地揭示了桩土相互作用机理。通过荷载–沉降曲线、土体应力应变场以及桩体碎石接触力链网络讨论了碎石桩单桩承载的破坏过程;并总结了碎石桩宏观变形失效与其细观颗粒受力运动的联系,碎石桩体承载和传力的机制能够通过其内部力链网络结构与形态得到较好解释。

关键词:碎石桩;力链;颗粒;离散单元法;数值模拟

密排横向管幕理论分析研究

张  宇1,陶连金*1,董立朋2,赵  旭1,边  金3,安  韶1,陈向红4

(1. 北京工业大学建筑与工程学院,北京 100124;2. 中铁隧道局集团有限公司,广东 广州 511458;3. 广东海洋大学,广东 湛江 524088;4. 中煤炭建工集团有限公司,北京 100161)

摘  要:大直径管幕超前预支护对暗挖工程中的变形控制具有积极作用,管幕的布置形式可分为纵向与横向两种。以北京平安里地铁车站工程及其实测数据为基础,探索性地将带有锁扣的横向管幕简化为弹性薄板,继而对比分析了采用弹性薄板理论和连续梁理论的计算结果;最后,针对导洞开挖跨度、上覆土层厚度、钢管壁厚以及钢管内浆体弹性模量等参数进行了影响分析。结果表明:①无论是在变形趋势,还是在最终变形量上,弹性薄板理论的挠度计算结果都与实测数据吻合性较好,而简支梁与弹性地基梁理论仅最终变形量与实测结果较为吻合;②在相同荷载条件下,弹性薄板理论计算得到的最大弯矩值稍大于简支梁的计算结果,但两者相差不超过10%;③钢管壁厚和浆体弹性模量对管幕变形的影响较小,而开挖导洞跨度和上覆土层厚度对管幕变形与弯矩的影响较大。

关键词:管幕结构;弹性薄板理论;连续梁理论;现场实测;对比分析

盾构隧道管片接缝气密性模拟方法与影响因素分析

孙 昕1,武 威*2, 3,焦亚基2,金 瑞2,孟祥瑞2,朱合华2, 3,贺 洁2,涂新斌1,黄常元1

(1. 国家电网有限公司,北京 100031;2. 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系,上海 200092;3. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)

摘  要:盾构隧道穿越含气地层时,施工对地层的扰动易引发气体泄漏,气体易由盾构管片接缝处进入隧道内部,极易引发爆炸等灾害。依托穿越长江高压含气地层的苏通GIL综合管廊工程,较系统地研究了影响盾构管片接缝面气体泄漏的主要因素,并提出对应改进措施。通过接缝室内模型试验,分析了气压加载下接缝面气体泄漏的全过程,从而揭示了气体在不同泄漏阶段影响接缝面气密性的主要因素。建立了接缝数值模拟模型,研究了气压加载下,接缝面张开量、管片表面粗糙程度对接缝气密性能的影响。基于粗糙表面密封间隙气体流动的PC模型,建立了盾构管片接缝处气体泄漏率理论计算方法,并将计算结果与模型试验结果进行对比,证实了理论计算方法的可行性与适用性。最后,结合模型试验与理论计算方法,提出了降低接缝气体泄漏率的措施。

关键词:盾构隧道;管片接缝;气密性能;模型试验;有限元分析;理论计算方法

竖向荷载作用下螺杆灌注桩受压承载机理的试验研究

王曙光1,2 ,冯  浙3,唐建中1,赵志鹏1

(1. 中国建筑科学研究院地基基础研究所,北京100013;2. 住房和城乡建设部防灾研究中心,北京100013;3. 国网四川省电力公司建设分公司,四川 成都 610052 )

摘  要:螺杆灌注桩是一种上部为圆柱形、下部为螺丝形的组合式灌注桩,由于具有承载力高、节约材料、文明施工程度高等特点,在工程中得到广泛应用。螺杆灌注桩由于其特有的施工工艺及截面形式,使得其承载机理不同于等截面灌注桩。通过室内模型试验,采用图像处理技术直观地得到螺杆桩和直杆桩的破坏形态,进而对其承载机理和承载力计算进行探讨,并采用现场试验进行验证。模型试验和现场试验表明,螺杆桩的单桩承载力高于同直径的等截面桩,螺纹段的侧阻力与等截面桩的侧阻力相比明显提高。螺纹段和直杆段的极限侧阻力产生机理有所不同。对于螺纹段,在极限状态下,由于螺牙的机械咬合作用使得螺牙以及螺牙之"间的土体作为整体与周边土体产生剪切位移,螺纹段的极限侧阻力表现为周边土体的抗剪强度,破坏面为连续的拱形,拱形截面的平均直径大于螺牙的外径;对于直杆桩,在极限状态下,侧阻力表现为桩体与桩周土体的摩擦阻力,破坏面为桩周的圆柱面。根据试验结果,给出螺杆灌注桩单桩极限承载力的表达式,并给出相关参数的取值建议。

关键词:螺杆灌注桩;变形形态;竖向承载机理;模型试验;现场试验

基于主动加热型FBG的土体干密度原位测量方法研究

刘  洁1,孙梦雅1,施  斌*1,魏广庆2,郭君仪1,郑  兴1

(南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210023;2. 苏州南智传感科技有限公司,江苏 苏州 215123)

摘  要:针对现有干密度原位测量技术的局限性,提出了一种基于主动加热型FBG的土体干密度原位测量方法(简称H-FBG干密度法),该法通过土体的导热系数,建立温度特征值(Tt)与干密度ρd之"间的关系,进而对干密度进行原位测量;在室内试验的基础上,讨论了该方法的最优加热参数,研究了土类型与含水率对测量结果的影响,证明了该方法的可行性。试验结果表明:Tt随着ρd增加而降低,指数函数模型相较于幂函数模型和线性模型的Tt - ρd曲线拟合效果要好;H-FBG干密度法最优加热参数为15 W/m和5 min;高含水率土体受微观结构的影响,随着ρd增加Tt变化率减小。

关键词:H-FBG干密度法;土体;原位测量;特征值;导热性

 

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