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《岩土工程学报》2021年第6期中文摘要
日期:2021年06月15日 11:25:38点击数:字号:【

悬臂排桩支护基坑连续破坏控制理论及设计方法研究

郑  刚1,2,朱晓蔚 2,程雪松*1,2,雷亚伟2,王若展 2,赵璟璋 2,衣  凡 2

(1. 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室,天津 300072;2. 天津大学土木工程系,天津 300072)

摘  要:基坑工程的连续垮塌问题已引起工程界和学术界的重视,然而目前尚无相关控制理论。基于悬臂排桩基坑连续破坏机理,提出利用间隔设置连续破坏阻断单元法(简称阻断单元法)控制连续破坏发展,并采用有限差分法对不同开挖深度、不同土质条件和不同加强桩刚度情况下阻断单元的效果进行了分析,进一步结合荷载传递系数曲线总结出不同加强桩刚度情况下的阻断单元设计原则。结果表明,设计合理的阻断单元可以有效地将局部破坏引发的连续破坏控制在设定范围内,而当阻断单元中加强桩数量不足时,连续破坏具有跨越效应,即越过阻断单元继续发展,并转而导致阻断单元破坏。对于支护桩受弯破坏型的连续破坏,冠梁破坏或主动切断冠梁并不能阻断连续破坏的传递,相反可能加剧连续破坏。

关键词:基坑;悬臂排桩支护;连续破坏;阻断单元;荷载传递系数

刚性与柔性桩承式路堤竖向承载特性分析

张乾青1,李振宝1,马  彬 1,李亮亮2,李庶安3,吴建群4

(1. 山东大学岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061;2. 山东正元建设工程有限责任公司,山东 济南 250100;

3. 山东高速股份有限公司,山东 济南 250014;4. 汤始建华建材(山东)有限公司,山东 淄博 256401)

摘  要:基于软弱地基高速公路桩承式路堤现场试验,获得了预应力高强混凝土管桩和高压旋喷桩承载特性随时间的变化规律。现场试验与数值模拟结果对比分析验证了有限元模型界面单元和本构模型选取的有效性。采用有限元数值模拟软件分析了预应力高强混凝土管桩在不同阶段的承载特性,研究了桩长、桩径和面积置换率对桩承式路堤性能的影响,获得了桩承式路堤中刚性桩的设计优化参数。数值计算结果表明,桩帽可显著提高桩体承载力,且桩帽尺寸与桩间距比值对路堤沉降有显著影响,其比值为0.67~0.74时路堤沉降可得到有效控制。

关键词:软弱地基;刚性桩;有限元数值模拟;现场试验;承载特性

隧道突泥破坏的耦合格子Boltzmann-离散元法模拟

金  磊 1,曾亚武 2,程  涛 1,李晶晶 1

(1. 湖北理工学院土木建筑工程学院,湖北 黄石 435003;2. 武汉大学土木建筑工程学院,湖北 武汉 430072)

摘  要:为了探究隧道突泥灾害的灾变机制,开发了耦合格子Boltzmann–离散元法(LBM-DEM)数值计算平台并对隧道突泥破坏的演化过程进行了模拟,分析了致灾介质颗粒黏结强度、水压力及突泥口尺寸等因素对隧道突泥破坏特征的影响。结果表明:基于LBM-DEM模拟能再现隧道突泥破坏“启动、加速、缓慢和稳定”等连续4个阶段的演化过程;无黏结的致灾介质突泥破坏形态近似为直线,有一定黏结强度的致灾介质突泥破坏形态总体呈圆弧或抛物线状,突泥破坏区扩展范围和稳定后的突泥量随着颗粒间黏结强度的增大而逐渐减小;水压力越大,突泥灾害发生后突泥量增长越快,最终的突泥量也越大,且颗粒间黏结强度较大时水压力的这种影响越显著;当致灾介质颗粒间无黏结时,不同突泥口尺寸的模型在稳定后突泥量和破坏区范围基本相同,而当颗粒间形成一定强度的黏结后,突泥口尺寸越大,突泥灾害发生后突泥量增长越快,稳定后的突泥量也越多;隧道突泥破坏是致灾岩土介质、水压和开挖三者综合作用的结果。

关键词:隧道工程;突泥;格子Boltzmann方法(LBM);离散元法(DEM);颗粒–流体耦合

硫酸盐侵蚀作用下隧道衬砌时变力学行为研究

何文正1,2,徐林生*1

(1. 重庆交通大学土木工程学院,重庆 400074;2. 重庆广播电视大学城市建设工程学院,重庆 401520)

摘  要:隧道钢筋混凝土衬砌在硫酸盐侵蚀作用下将发生化学–力学耦合作用,导致其力学性能退化,其退化规律受多方面因素的影响。为了揭示硫酸盐地层中的隧道衬砌在多因素耦合作用下的宏观力学性能退化时变规律,提出了一种硫酸盐侵蚀混凝土的化学–力学全过程分析模型。模型以改进后的硫酸根离子扩散–反应方程组为基础,结合荷载对混凝土孔隙率的影响规律和荷载–钙矾石生长共同作用下的体应变变化规律,计算了混凝土的无量纲损伤参数,以此建立了硫酸盐侵蚀作用下的钢筋混凝土衬砌承载力演变模型,并用试验数据对提出的模型进行了验证。研究结果表明,硫酸盐侵蚀将显著降低钢筋混凝土衬砌的承载能力,受侵蚀的衬砌更容易发生大偏心破坏。该研究成果构建了硫酸根离子扩散–反应过程与隧道衬砌宏观力学性能演化之"间的桥梁关系,可以为硫酸盐地层隧道结构的耐久性评估提供参考。

关键词:硫酸盐侵蚀;隧道衬砌;损伤;耦合

基于CSUH模型的砂/黏土不排水柱孔扩张统一解

武孝天,徐永福*

(上海交通大学土木工程系,上海 200240)

摘  要:目前大多解答难以合理考虑密砂和超固结土的诸多力学特性,因而解答与实际情况存在一定偏差,此外可以统一描述砂土和黏土不排水柱孔扩张的解答很少。基于CSUH 本构模型(Unified hardening model for clays and sands)推导了砂土和黏土中不排水柱孔扩张的弹塑性刚度矩阵[Dep]。在此基础上,联合大应变理论推导了不排水扩孔的控制方程,最后通过数值方法得到了方程的半数值半解析解。计算结果表明,预测结果不仅可以合理模拟柱孔扩张过程中松砂的液化和正常固结土的硬化,还可以模拟密砂和超固结土的剪胀、峰值强度、密实状态的衰化和特征状态等特性,因此可以合理模拟砂/黏土柱孔扩张过程中土体应力场和应变场的变化规律。

关键词:柱孔扩张;砂/黏土;CSUH 模型;不排水解

钙质砂颗粒的尺寸效应及雪崩动力学特性试验研究

王  磊 1,蒋  翔 1,2,肖  杨 1,2,吴焕然 1,2,单军杰 1,刘汉龙*1,2,姚志华 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. 空军工程大学机场建筑工程系,陕西 西安 710038)

摘  要:钙质砂广泛分布于沿海大陆架与海岸线上,是岛礁工程中重要的岩土材料。其容易发生颗粒破碎的特点,给岛礁工程及海洋工程的建设带来了极大的挑战。对取自南海某岛礁的3种平均粒径的钙质砂进行了单颗粒压缩破碎试验。试验方法为力学加载与声发射监测同步采集并结合光学显微镜实时观测。采用 Weibull分布研究了钙质砂的单颗粒破碎强度,结果表明钙质砂颗粒特征强度存在尺寸效应。采用雪崩动力学统计方法,分析了钙质砂颗粒破碎过程中声发射信号的声发射能量分布特性、等候时间分布以及余震序列分布。不同粒径的钙质砂颗粒的等候时间分布及余震序列分布均满足良好的幂律关系并拥有相同的幂律指数。对于声发射能量分布,平均粒径为0.9,1.58 mm的钙质砂颗粒由直方图法和最大似然估计法得到的幂律分布及幂律指数都相近,在1.40左右。而平均粒径 2.18 mm的钙质砂颗粒幂律分布显著大于另外两个粒径颗粒并表现出混合幂律分布。

关键词:钙质砂;颗粒破碎;尺寸效应;Weibull分布;雪崩动力学

考虑岩体构造损伤的强震大型滑坡启动成因

梁  靖1,崔圣华1,2,裴向军*1,黄润秋1

(1. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059;2. 四川省地质矿产勘查开发局 405 地质队,四川 成都 611800)

摘  要:岩质滑坡通常受控于一系列与断层、褶皱和剪切带等相关的复杂岩体构造损伤面和软弱带,为滑坡启动提供了潜在破坏边界。为研究断裂与背斜构造背景下岩体损伤和不连续地质界面对滑坡三维边界形成和启动模式的影响,选择 2008年汶川Ms8.0级特大地震在大水闸背斜两翼碳酸盐岩地层触发的4处大型滑坡为实例,开展了详细的工程地质调查、结构面测量、岩体强度测试及GSI岩体质量评价。结果表明:断裂活动与背斜演化导致的构造损伤差异显著,岩体质量从背斜轴部向两翼总体呈逐渐增加趋势,仅局部显著降低,并对滑坡的启动位置有着重要控制作用;同时,构造损伤背景下,特定岩体结构面与构造软弱带共同控制着滑坡启动机制,并将控制类型归纳为“控制侧滑型”、“控制底滑型”、“控制滑体型”及“控制基座型”;此外,地震滑坡与非地震滑坡的GSI对比表明,强震可能通过降低岩体质量条件促使滑坡快速启动,进而加快构造损伤区的地貌侵蚀过程。考虑复杂构造环境岩体损伤对评估强震潜在 大型滑坡发生位置、启动机制和模式有重要作用。

关键词:地震滑坡;GSI;构造损伤;岩体质量;构造软弱带;启动机制

土砂互层隧道塌方及演变规律的模型试验研究

徐海岩1,王志杰*1,陈昌健1,蔡李斌1,李  振1,邓宇航1,夏  勇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. 中国铁路设计集团有限公司,天津 300142)

摘  要:塌方作为软弱地层隧道施工建设的一个重大安全风险,在层状地层隧道建设中尤其值得格外关注。隧道塌方的预防和管控得益于其表现及演变规律的全面掌控。以第四系土砂互层地层隧道为研究对象,通过相似模型试验并结 合数字图像处理技术,首次研究得出土砂互层地层隧道塌方特征及演变规律。结果表明:①围岩破坏非瞬间破坏、而呈渐进性破坏,破坏始于拱脚处围岩裂隙发育并向上扩展、拱脚处围岩产生局部掉块,接着拱顶上方围岩小范围塌落,裂隙扩展和失稳塌落循序渐进,拱顶上方围岩大范围塌落,最终使得拱顶上方围岩不断离层破坏。②土砂互层地层隧道拱顶上方围岩破坏表现为“层内围岩剪切破坏,层间围岩离层弯曲破坏”的塌方特征,互层特性对塌方影响显著,跨厚比越大、砂土比越大,塌方破坏越显著。③塌方对拱顶上方围岩沉降主要影响范围为1倍隧道跨度,隧道施工建设中应加强上述范围内围岩加固。所得结果能够为土砂互层地层隧道施工建设过程中的塌方防控提供借鉴。

关键词:土砂互层;隧道塌方;演变规律;互层特性;模型试验;数字图像处理技术

红黏土土质覆盖层水力参数随服役时间演变规律分析

焦卫国 1,3,季永新 2,张  玥1,3,贺明卫 1,3,刘振男 1,3

(1. 贵州理工学院土木工程学院,贵州 贵阳 550003;2. 中国建筑第四工程局有限公司工程技术研究院(技术中心),广东 广州 510665,

3. 贵州理工学院乡村建设工程技术研究中心,贵州 贵阳 550003)

摘  要:红黏土具有高液(塑)限、低渗透、中—低压缩性和较高的力学强度,在西南喀斯特地区广泛用于路基、土石坝、各类尾矿和垃圾填埋封顶覆盖等防渗工程。对红黏土开展了实验室和现场水力参数对比测试;在填埋场建设了红黏土覆盖层试验区并开展了自然气候条件下的长期服役水力参数监测;分析对比了有、无植被红黏土水力参数的不同变化。结果表明:①红黏土饱和渗透系数在10-7 cm/s量级,渗透性低,防渗性能好;有效储水率约18.8%,与粉土—粉质黏土相当,储水能力好。②现场大体量大范围施工而实验室精细制样导致两者土样结构有显著差异。干密度相近时,现场土饱和入渗系数比室内重塑土大36.62%,防渗设计中应充分考虑实验室到现场间压实土防渗性能的“打折”现象。③在2.0年的长期服役中,无植被红黏土覆盖层在日照、降雨循环作用下因土层开裂导致渗透系数较建设之"初最大增加2.9×104 倍;有植被时渗透系数较建设之"初或减小或增加,最大增加10倍,且与植被生长状态有关。有、无植被红黏土入渗系数和开裂情况对比表明:植被对土质覆盖层细粒土因日照-降雨气候作用导致防渗性能的劣化有明显的抑制作用。

关键词:填埋场;覆盖层;黏土;长期服役;水力参数;演变规律;植被根系

单轴荷载作用下砂岩的破裂与速度结构层析成像

郑强强 1,2,3,徐  颖*2,胡  浩 1,钱佳威 3,宗  琦 2,谢  平 4

(1. 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. 安徽理工大学土木建筑学院,安徽 淮南 232001;3. 中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽 合肥 230026;4. 淮南矿业(集团)有限公司顾北煤矿,安徽 淮南 232150)

摘  要:受载岩石内的破裂程度随荷载的增大而增加,同时伴有速度结构的变化。采用声发射(AE)监测单轴荷载作用下的砂岩,依据AE信号特征,将加载过程划分为3个阶段,并分析不同阶段内受载砂岩的破裂规律。最后,基于延时双差层析成像技术,反演各阶段间和阶段内的速度结构。结果表明:在受载砂岩的 3 个阶段中,速度结构依次经历先小幅增加后逐渐减小,最后迅速降低。比较各阶段内分段间的速度结构变化,第Ⅰ阶段内分段间增加的区域最多,且增幅最大;而第Ⅲ阶段内的两分段间的变化规律则与之"相反。此外,考虑岩石的非均质性,在裂缝的作用下,部分区域的岩块脱离受载砂岩形成“单体”,且随着荷载的继续增加,仍会出现速度结构增加的现象。基于延时双差层析成像技术反演的速度结构,不仅再现了受载过程中砂岩的速度结构演化,同时也可表征任一截面受载岩石的破裂程度和影响范围。本文的研究成果,可为受载岩体的稳定性评估和危险性预警提供一定的参考。

关键词:速度结构;演化;延时双差层析成像;声发射;破裂

基于Bootstrap-SVR-ANN算法的TBM施工速度预测

闫长斌1,汪鹤健1,周建军2,杨风威3,彭万军3

(1. 郑州大学土木工程学院,河南 郑州 450001;2. 盾构及掘进技术国家重点实验室,河南 郑州 450001;

3. 黄河勘测规划设计研究院有限公司,河南 郑州 450003)

摘 要:合理评价预测施工速度关乎隧道 TBM 施工的成败与效益。现有的TBM施工速度预测模型多利用岩体参数和掘进参数预测瞬时/平均施工速度,对掘进过程中的不确定性和施工风险考虑不足。基于此,引入区间预测方法,提出一种基于Bootstrap-SVR-ANN 算法的TBM施工速度预测模型。以兰州水源地建设工程输水隧洞双护盾TBM施工为工程依托,分析了单一性输入参数的不足,指出了选择岩体质量分级指标(RMR)、TBM工作条件等级(TWCR)两个综合性参数的合理性,并对构建的 TBM 施工速度区间预测模型的有效性进行了验证。研究表明,TBM 施工速度区间预测模型不但具有良好的点预测效果,而且预测区间可将TBM 施工速度的实测值完全包络,模型可靠性较高;模型测试集在 90%,95%置信水平下的MPIW分别为9.84,11.73 m/d,随着置信水平的提高,预测区间可容纳的不确定性也不断上升;TBM掘进过程中可能的风险性与区间宽度的异常相互印证,验证了区间预测模型可以定量解释施工过程中不确定性的特点。研究成果可为TBM掘进效能预测、施工工期估算和掘进参数优化等提供科学参考。

关键词:隧道掘进机(TBM);施工速度;区间预测;Bootstrap 方法;支持向量回归;神经网络

水下浅埋双孔平行隧道渗流场的解析研究

郭玉峰1,王华宁*1,2,蒋明镜2,3

(1. 同济大学航空航天与力学学院,上海 200092;2. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092;3. 天津大学土木工程学院,天津 300072)

摘  要:目前对于双孔隧道渗流场的解析求解多基于单孔隧道渗流场的简单叠加,未真实满足洞周边界条件,所得结果存在误差。基于质量守恒定律和达西定律,采用保角变换法和 Schwartz迭代法对水下双线平行隧道稳态渗流场进行了推导,经过2~3次迭代后获得了高精度的解答。采用Comsol软件对该问题进行数值模拟,并将数值模拟结果与本文解析解进行对比,发现在全域范围二者均吻合良好。与叠加法解答的对比显示,本解答与叠加法解答在远区一致;而隧道附近叠加法的误差较大。最后,讨论了隧道间距、埋深和相对大小对双孔平行隧道渗流场水头分布、渗流量的影响。

关键词:双孔平行隧道;渗流场;解析解;Schwartz 迭代法;保角变换

考虑降雨因素影响的隧道施工扰动地层响应分析

张治国 1,2,3,4,张洋彬1,张孟喜2,赵其华3,马伟斌4

(1. 上海理工大学环境与建筑学院,上海 200093;2. 上海大学土木工程系,上海 200444;3. 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川 成都 610059;4. 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)

摘  要:目前关于降雨影响在土建工程上的应用研究一般是针对边坡稳定性,还较少考虑对隧道开挖的土工影响,尤其是力学解析机理研究还非常少见。基于分层假定Green-Ampt模型来模拟降雨入渗过程,采用复变函数理论对雨浸地层进行分区映射计算,尝试提出了降雨影响下隧道开挖引起的周围地层位移场和应力场理论分析方法。此外,利用既有工程监测数据与理论解析结果进行对比,验证了所提出方法的可靠性。最后,通过参数分析,获取降雨强度、降雨历时、饱和渗透系数以及饱和层基质吸力等主要降雨参数对降雨区域隧道开挖诱发地层变形的影响规律。结果表明: 所提出的理论方法可以较好反映降雨作用下隧道施工对扰动地层响应的影响。降雨强度和饱和层基质吸力对地层变形影响显著,而饱和渗透系数对雨浸地层入渗速率及变形速率有较大影响;随着降雨历时的增长,湿润锋发展深度不断增大且最终趋于稳定,而发展速率呈现出逐渐衰弱直至为零的规律,隧道开挖引起的地层变形也随之"越来越大,其位移变化速率呈现出逐渐减小收敛至某一特定值的规律。研究成果对多雨地区、降雨灾害气候下隧道施工控制具有一定理论指导意义。

关键词:隧道开挖;降雨;地层响应;Green-Ampt 模型;湿润锋;复变函数理论

基于SED准则的近场动力学及岩石类材料裂纹扩展模拟

马鹏飞 1,李树忱*1,袁  超 2,周慧颖 1,王曼灵 1,王修伟 1

(1. 山东大学岩土与结构工程研究中心,山东 济南 250061;2. 山东大学土建与水利学院,山东 济南 250061)

摘  要:在近场动力学理论的基础上,引入反应岩石类材料破坏特性的应变能密度(SED)准则,同时利用服从Weibull 分布的临界破坏条件来描述岩石的异质性,弥补了近场动力学方法在模拟岩石类材料裂纹扩展时无法反应岩石应变软化特性及异质性的不足。利用基于SED 准则的近场动力学方法模拟了含有不同倾角单裂纹岩石在单轴压缩条件下的裂纹扩展过程,分析了翼型裂纹、次生共面剪切裂纹及反翼型裂纹扩展的机理。利用提出的方法模拟了含双平行裂纹岩石在单轴压缩条件下的裂纹扩展过程,结果表明预制双平行裂纹岩石破坏可分为3个阶段:翼型裂纹第一次贯通;剪切裂纹第二次贯通形成闭合的破坏环;剪切裂纹形成宏观裂纹引发破坏。最后将本文模拟的结果与前人室内试验及数值模拟的结果对比,以验证方法的有效性,通过对比发现提出的理论可较好的模拟岩石类材料裂纹扩展的过程有着很好的应用前景。

关键词:岩石破裂;近场动力学;裂纹扩展;SED准则

基于空间面变化的各向异性强度变化规律研究

许  萍 1,孙志军 1,邵生俊 2

(1.西安理工大学水利水电学院,陕西 西安 710048;2.西安理工大学土木与建筑工程学院岩土工程研究所,陕西 西安 710048)

摘  要:基于SMP准则,研究了八面体面6个主应力空间域与空间滑动面、应力状态3者之"间的关系,考虑土材料的空间滑动面会随着主应力的夹角变化,提出一般应力条件下的各向异性材料的强度变化规律表达式。对真三轴条件下各向异性黄土强度特性的模拟结果表明,建立的基于空间面变化的各向异性强度变化表达能够较好地反映黄土材料在一般应力条件下的强度变化规律,尤其是材料空间滑动面方向与应力主轴成任意角度时的强度变化具有较好的适用性。

关键词:空间面变化;各向异性;真三轴试验;强度变化;黄土

蓄水初期红石岩堰塞坝混凝土防渗墙变形与受力分析

何  宁1, 2,何  斌1,张宗亮3,张中流1,周彦章*1,汪璋淳1,郑  栋4

(1. 彩神app下载安卓版水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210029,2. 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室,江苏  南京 210029,3. 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南 昆明 650051,4. 长江勘测规划设计研究有限责任公司,湖北 武汉 430010)

摘  要:针对堰塞湖开发利用工程安全保障等技术理论问题,以牛栏江红石岩堰塞湖综合水利枢纽为工程依托,设计提出了基于分布式光纤传感技术的堰塞坝混凝土防渗墙变形与受力监测技术及其埋设安装方法,首次实施并成功应用于红石岩堰塞坝混凝土防渗墙安全监测。分析讨论了蓄水初期堰塞坝混凝土防渗墙变形与受力规律:分布式光纤传感测量技术满足防渗墙变形受力监测需要和精度要求,蓄水初期墙体混凝土总体受压,受蓄水过程影响明显;堆石体对防渗墙的支撑力存在较多应力集中,堰塞坝堆石体材料呈明显不均匀性;蓄水初期墙体混凝土受力总体小于混凝土材料强度指标,防渗墙保有良好安全余量,可有效保障防渗墙长期变形和受力安全。

关键词:红石岩堰塞坝;蓄水初期;混凝土防渗墙;分布式光纤监测;变形受力

基于海上风电试桩数据的大直径桩p–y模型研究

王  卫 1,闫俊义 2,刘建平 2

(1. 中国长江三峡集团有限公司科学技术研究院,北京 100038;2. 中国三峡新能源(集团)股份有限公司,北京 100053)

摘  要:近海风电基础结构以大直径钢管桩为主,然而采用的设计方法仍是基于海上油气平台小直径桩试桩试验总结提出的p–y模型,其预测结果相对保守,可靠性值得商榷。鉴于此,提出一种综合考虑桩径和地层深度影响的黏土 p–y修正模型,基于海上风电原位试桩数据对比分析API规范推荐的黏土p–y模型和砂土p–y模型,以及黏土p–y修正模型对水平受荷桩的桩侧土体抗力、桩身变形和桩身弯矩预测的准确性。研究结果表明:API规范推荐的黏土p–y模型显著高估了淤泥混砂和黏土的桩周土体抗力,砂土p–y模型的预测值比实测值约高一个数量级;黏土p–y修正模型对淤泥混砂和黏土的桩侧土体抗力有很好的预测性;基于黏土p–y修正模型和 Sorensen 等提出的砂土p–y模型能够较精准地预测海床地基中的桩身变形和桩身弯矩。

关键词:海上风电;水平受荷桩;原位试桩试验;p–y模型

干湿、冻融循环对膨胀土土–水及收缩特征的影响

赵贵涛 1,韩  仲*1,2,邹维列1,2,王协群 3

(1. 武汉大学土木建筑工程学院,湖北 武汉 430072;2. 武汉大学教育部水工岩石力学重点实验室,湖北 武汉 430072;

3. 武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北 武汉 430070)

摘  要:研究了冻融循环、干湿循环和交替的干湿—冻融循环对压实膨胀土的微观结构、土–水特征曲线和收缩特征曲线的影响。试验结果表明:冻融、干湿以及干湿—冻融循环显著改变了压实膨胀土的大孔隙系统;干湿循环使压实土样的大孔隙消失,但产生可见的宏观裂隙;冻融循环导致土样产生肉眼不可见的微裂隙;干湿—冻融循环既产生可见的宏观裂缝,又产生不可见的微裂隙。宏观及微观裂隙的产生显著降低了膨胀土在低吸力范围内的持水能力以及从饱和状态到干燥状态的收缩量,但对高吸力范围内的持水能力和土样的缩限和塑限无显著影响;收缩特征曲线等比例收缩段和残余收缩段的斜率在冻融循环和交替的干湿—冻融循环后减小,但在干湿循环后基本保持不变;受3种循环作用后的试样的含水率–孔隙比–吸力关系分布在同一个土–水特征曲面上,该曲面可由本文所提的改进土–水特征曲面模型加以描述。

关键词:膨胀土;干湿—冻融循环;土–水特征曲线;收缩特征曲线;微观结构

纵向非一致激励下非均匀场地中埋地管道的振动台试验研究

韩俊艳,郭之"科,李满君,李立云,侯本伟,杜修力*

(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124)

摘  要:埋地管道的地震响应主要受管道沿线地震动空间分布特性及场地非均匀性的影响。为研究非均匀场地中埋地管道在纵向非一致激励下的抗震性能,开展了均匀和非均匀场地中埋地管道的多点非一致激励振动台模型试验。分析了均匀和非均匀场地中埋地管道在不同地震强度作用下的应变响应,研究了纵向非均匀场地对埋地管道地震反应的影响。试验结果表明,在纵向一致激励作用下,非均匀场地中埋地管道轴向方向上的最大峰值应变出现在场地变化的过渡区,且其高于均匀场地下的峰值应变。在纵向非一致激励作用下,在较低加载等级下,管道峰值应变的大小与均匀场地下相比有所减小,但在较高加载等级下,峰值应变却急剧增加。与纵向一致激励作用不同,在纵向非一致激励和非均匀场地的共同作用下,最大峰值应变可能出现在场地变化的过渡区或土体介质较软的场地中。研究结果为进一步研究非均匀场地对埋地管道地震响应的影响提供了依据。

关键词:埋地管道;多点激励振动台试验;非均匀场地;纵向非一致地震激励

考虑砂土初始各向异性的单剪试验模拟分析

吴则祥1,陈佳莹2,尹振宇*3

(1. 温州大学建筑工程学院,浙江 温州 325000;2. 中交第三航务工程勘察设计院有限公司,上海 200032;3. 香港理工大学土木与环境工程系,香港)

摘  要:在单剪条件下,由于侧边界上不存在互补的剪切应力会导致应力不均匀,使得室内单剪试验研究变得复杂。提出一个考虑砂土初始各向异性的单剪试验数值分析方法。主要是通过引入初始各向异性修正的临界状态本构模型, 并将模型编入有限元大变形计算平台。利用三维有限元分析实际的GDS 型单剪试验条件,以分析在剪切过程中试样的不均匀特征。此项研究可以提高对单剪试验过程中边界效应的理解和认识,并且提供一种分析试样的不均匀性的计算方法。

关键词:单剪试验;本构模型;各向异性;临界状态;有限单元法;砂土

中国古代地下空间典型案例调研与特征分析

朱合华 1, 3,沈  奕*2, 3,赵留园 3,刘  芳 1, 3,李晓军 2, 3

(1. 同济大学土木防灾国家重点实验室,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. 同济大学土木工程学院,上海 200092)

摘  要:第十三届全国土力学及岩土工程学术大会明确把人文作为岩土工程的4项重要品质之"一。人文品质强调了工程承载着不同的人类文明和地域文化特色。为继承和发扬中国在岩土工程领域的深厚文化积淀,从2014年开始对不同地区、不同功能、不同开发程度的7个典型的古代地下空间进行了调查研究,分析了其可能面临的各种地质灾害进行了分类。最后从开发前后对古代地下空间的影响提出了开发指数这一指标,旨在更好的对古代地下空间进行保护性开发,为当代地下空间开发的人文品质提升提供方向。

关键词:古代地下空间;调查研究;开发与保护;人文

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