负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验

现有传统处理工程泥浆的方法存在耗时、耗能、昂贵等缺点,而负压排水法具有绿色节能、施工简单、有效提高排水速率等特点。进行了负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验研究,对其可行性进行讨论分析。通过使用自制试验箱和负压虹吸装置进行试验,并在虹吸管内连接测压表对装置负压实时监测。试验结果表明:在排水管内径为4 mm的前提下,负压排水能长期稳定进行;负压大小、排水效率都与排水高差呈正相关,且负压排水法处理小厚度泥浆效果较好,处理大厚度泥浆效果则会稍差。用该方法处理工程泥浆高效且免动力,可运用于实际。

基于室内模型试验的深层堆积层古滑坡破坏机理

采用物理模型试验、理论分析及有限元数值模拟等,研究滑坡的变形破坏机理.结果表明,50 mm/h降雨条件下滑坡下部首先出现裂缝,随着降雨持续,裂缝向滑坡中部延伸,前缘局部垮塌,滑坡后缘地形坡度转折处相继出现横向裂缝;滑坡前部降雨入渗速度为5.56×10^(-4) cm/s,滑坡下部裂缝形成后,降雨沿裂缝优势入渗浸润、软化滑带,导致滑带土抗剪强度降低,滑坡发生牵引式破坏;降雨2 h后,滑坡上部滑带土压力开始持续减小,表明滑带土抗剪强度降低至滑坡滑动的临界值,导致滑坡上部沿滑带处发生整体推移式蠕滑变形.滑坡破坏机理为初始降雨,坡表入渗较慢,主要以孔隙流入渗为主,由于裂缝的存在导致降雨迅速入渗,在碎石土与炭质板岩碎屑接触面形成饱水带,增加滑坡内部孔隙水压,降低滑带土炭质板岩抗剪强度,导致抗滑力减小而复活.

锚杆加固散粒体室内模型试验研究

锚杆加固在土木工程领域中被广泛应用,是一种有效的加固方法。散粒体是一种常见的土体类型,其稳定性直接影响工程结构的安全性。通过室内模型试验,探究锚杆加固对散粒体的加固效果,为工程实践提供参考依据。首先,详细分析了散粒体特性与锚杆加固技术。其次,探讨了锚杆支护机理与特性研究。然后,设计了锚杆加固散粒体室内模型试验。最后,通过不同监测点验证了锚杆加固技术。结果表明,锚杆加固是一种有效的散粒体加固方法,能够提高其稳定性和承载能力。

螺旋桩室内模型试验设计及结果分析

曲线螺旋桩是一种施工速度快、环境污染低、成桩质量高的新型抗拔桩,在公路、建筑等各类地基工程中应用广泛。具有增大桩土间接触面、提高桩侧摩阻力、增强桩身抗拔承载力的作用。为进一步了解螺旋桩的抗拔承载机理,该文采取室内模型试验方法,对不同螺旋宽度及厚度的曲线螺旋桩展开模拟试验,分别监测不同抗拔荷载作用下各组模型的上拔位移量、桩身轴力、侧摩阻力及桩周土压力变化,进而分析出上拔荷载作用下螺旋宽度、螺旋厚度对桩身承载力发挥机理所产生的影响,总结出螺旋宽度是抗拔承载机理主要影响因素的结论,旨在为地基工程中曲线螺旋桩的科学应用提供参考。

砂土中隧道施工引起土体内部沉降规律特征的室内模型试验研究

随着城市建设的发展,隧道下穿管线以及建(构)筑物基础事故案例逐渐增多,由隧道施工引起的地层沉降问题日益受到重视。针对这一问题,本文基于室内大型模型试验,以干砂为填料,通过调整模型箱底部沉降条的沉降量模拟了隧道施工过程中地层的沉降。分析了对不同深度土体沉降量、地层损失量,研究不同深度土层沉降规律以及地层损失量变化特征。试验结果表明,沉降槽宽度系数与土层埋深之间具有较好的线性关系;不同深度土层的沉降槽体积不是一个常数,与中心最大沉降量Smax以及沉降槽宽度系数i有直接关系;地层损失量受沉降发展程度、埋深等因素影响。

隧道锚抗拔作用机理的室内模型试验

通过室内模型试验对隧道锚的抗拔作用机理和承载能力进行了研究,设计加工了隧道锚室内模型装置,通过多种配比材料的强度和变形试验确定了用于模拟隧道锚区现场围岩的相似材料,采用多种监测手段进行了隧道锚拉拔荷载作用下地表和围岩内部的变形、应变和应力监测.结果表明:在拉拔荷载的作用下,锚塞体顶部靠近地表的岩体先进入拉破坏,随着锚塞体的传力作用,锚塞体与围岩接触部位侧摩阻力逐渐达到极限,然后荷载逐渐传递到围岩内部,锚塞体附近围岩进入剪切破坏,个别部位为拉破坏,围岩破坏形态为从锚塞体底部向上发散的倒锥型破坏面.隧道锚承载能力由两部分组成:1锚塞体和围岩接触面的极限摩阻力;2围岩剪切-拉破坏的极限阻力,即夹持效应.50倍设计缆力下围岩处于弹性阶段,这表明目前的隧道锚设计是偏于保守的,存在进一步优化的空间.

砂土基于室内模型试验土压力分布形式的研究

通过室内对悬臂、单支撑支护,采用砂土进行土压力量测试验,并与朗肯土压力理论进行对比,得出新的土压力分布形式。

多年冻土区铁路通风路基室内模型试验研究

介绍了青藏铁路多年冻土区通风结构路基室内模型试验的研究结果。分析了模型路基典型部位的温度随时间的变化情况及整个路基 2个典型断面在最低负温、最高正温和融化期结束时的温度场特征。通过对不同周期内对应时刻温度场的对比分析表明 :随着时间的推移 ,路基土体的温度有明显的降低 ,最大融化深度在逐渐减小 ,这说明通风管路基结构形式能够有效地为路基提供冷能 ,发挥保护冻土、维持路基稳定性的作用。沿着风向方向 ,路基温度场呈不对称分布 ;通过通风管中心的断面和位于两根通风管中间的断面温度场在同一时刻非常相似 。

单洞四车道隧道开挖室内模型试验研究

沈大高速公路改扩建工程韩家岭单洞四车道超大跨公路隧道,拟采用台阶法开挖方案进行施工.通过室内相似模型试验对台阶法开挖方案进行研究,揭示了开挖过程中围岩的力学行为及其变化规律,为判定该开挖方案的可行性、防止施工过程中可能出现的塌方等事故提供依据.研究结果表明:最大位移发生在拱顶,拱顶下沉应作为围岩稳定判据的关键因素;如果严格控制循环进尺长度,及时施作初期支护,台阶法开挖能够满足隧道快速、安全施工的要求.

砂土中组合荷载下单桩承载特性的室内模型试验研究

在结合前人的研究成果下,考虑相似比配制砂土为模型试验用土,自行设计了模型桩和组合荷载的加载装置,完成了两组室内模型试验。得到了对组合荷载作用下单桩的荷载–位移规律、单桩极限承载力规律及桩身内力和桩侧土体抗力的规律。分析了水平荷载对竖向承载力、弯矩荷载对水平承载力的影响机理,对考虑组合荷载作用下的桩身设计提出局部加强的合理建议。

粉喷桩桩周土施工效应室内模型试验研究

粉喷桩在高速公路软土地基处理工程中得到广泛应用,但是目前对粉喷施工效应问题没有清晰的认识。针对粉喷桩施工效应问题,设计了粉喷桩室内模型试验机并采用大直径PVC管开挖取原状样进行粉喷桩施工试验。通过粉喷桩施工的模型试验,发现对于天然沉积的软土而言施工后桩周土的物理性质没有产生变化,但是桩周土的强度在距桩边一定的范围内强度降低,并且随着喷粉压力增大而增大,离桩边距离减小而增大。

上海某地铁车站室内模型试验降水沉降分析

随着城市地下空间的开发利用,深基坑工程越来越受到人们的关注,尤其是软土地区毗邻已运营地铁段的深基坑开挖更是一项高难度的工程。通过对上海地铁某站的室内降水实验,并在整理和分析了降水井水位和流量、孔隙水压力、分层沉降量、地表沉降量等各种监测数据的基础上,总结出了降水时影响沉降因素之间的关系,为之后的工程降水提供较好的设计经验和改善方案,确保了该地铁基坑工程施工的安全性和围护结构的整体稳定性。

斜向水泥土桩加固路基室内模型试验研究

通过室内模型试验研究斜向水泥土桩加固技术的工作机理是一种比较有效的方法,在国内尚无先例。此次模型试验设计,主要考虑在线路荷载作用下路基本体的沉降变形相似和桩体材料的刚度相似两个方面出发,共设计了8组模型试验,通过模型试验研究了路基顶面沉降变化规律、路基边坡位移变形规律、路基土体内部竖向应力分布规律及水泥土桩体受力变形特征,得到了一系列有价值的结论。

高填石路堤动力响应的室内模型试验及弹塑性有限元分析

高填石路堤在工后运营过程中,长期受到动力荷载的作用。基于相似比理论建立高填石路堤动力响应的室内试验模型,以简谐振动荷载和冲击荷载模拟高填石路堤实际受到的复杂动力荷载,采用动土压力盒和加速度计拾取模型路堤在振动器作用下的响应波形。利用 Drucker-Prager 弹塑性本构模型进行模型路堤的动力响应有限元分析。分析结果表明,有限元分析值与实测值比较接近,即使在较大的动力荷载作用下,高填石路堤内部产生的塑性区也只是暂时的和局部的,仍可维持其整体稳定,且表现出应变硬化的动力特性。

桥隧邻接工程多源损伤室内模型试验研究

对Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下的桥隧邻接工程,由于施工过程中桥、隧、岩的相互作用或运营中的汽车荷载及其冲击作用的影响而产生的力学行为、作用效应等进行了系统的室内模型试验研究,结果表明:桥隧邻接施工过程对桥、隧结构各部位的受力、变形、位移、沉降以及洞口围岩的压力、沉降和稳定性等均产生很小的影响;但桥头邻接端的汽车荷载及其冲击作用易使桥梁跨中、邻接端及隧道洞身产生较明显的沉降,并使桥头桩基础顶部产生一定的水平位移。因此,应对桥梁的各关键部位及桥头斜坡岩土体等采取局部加强措施,或减小桥梁跨径,加大邻接长度,避免过大的汽车荷载并减小汽车冲击影响等,防止桥梁各关键部位因不利作用而损伤甚至破坏,避免桥头桩基础产生过大沉降或斜坡岩土体出现失稳、滑坡等病害。

真空动力固结饱和软土地基室内模型试验

为研究土层沉降变化和孔隙水压力长消对真空动力固结软土加固效果的影响,设计了真空动力固结室内模型试验装置并进行了针对具体工程项目的试验模拟。通过夯击能变化调节,对真空动力固结处理土层的沉降变化规律和孔隙水压力长消规律进行了分析。试验研究结果表明:夯坑夯沉量和土层表面沉降与夯击击数及夯击能呈正比例变化,但应合理控制夯击击数;多遍真空主动降水和夯击反复作用导致土层竖向压缩量的增长速度呈递减趋势,分层土体的孔隙水压力增幅差异明显,且浅层土体孔压增幅大于深层土体孔压增幅,夯击引起的超孔隙水压力逐渐减小;真空动力固结有效加固深度修正系数αd围绕3.0浮动,且随着夯击能的增加,该系数呈现增大趋势。

水平荷载作用下重力锚室内模型试验及数值模拟分析

在室内物理模型试验的基础上,结合有限元软件,对重力锚在钙质土上的水平承载过程进行了模拟,对有限元计算结果进行了可靠性验证,并进一步对其承载机理进行了深入分析。有限元分析得到的钙质岩土上荷载-位移关系及土体塑性应变结果显示,重力锚在不同土质条件下呈现不同的破坏形式,即渐进式破坏和突变式破坏,不同的破坏形式和锚的基础底面形式和土的物理力学性质等有很大关系;相较于渐进式破坏,突变式破坏具有更大的风险,在设计计算当中需要予以充分的重视。

不同细粒含量下泥石流室内模型试验研究

采用粗砂加细粒,配置不同细粒含量的土样,在特定边坡坡度、不同降雨强度条件下,分别进行了泥石流室内模型试验。基于不同细粒含量下边坡的破坏过程,分析边坡的宏观位移场、孔压、含水率等,研究不同降雨条件下细粒含量对泥石流形成形态的影响。研究结果表明:不同细粒含量的坡体发生泥石流时宏观破坏形态不同;在50mm/h降雨强度条件下,细粒含量为0%~10%的坡体均能发生分层滑动破坏并形成泥石流;细粒含量大于25%时,坡体破坏形态以坡面冲刷破坏为主,难以形成泥石流;在相同细粒含量下,降雨强度的变化能够显著改变坡体的破坏形态并对是否发生泥石流有重要影响;细粒含量影响坡体渗透系数,是坡体不同破坏形态的主要原因之一。

青藏铁路通风路堤室内模型试验研究

正在建设中的青藏铁路即将穿越 5 5 0km的多年冻土区 ,冻土问题是青藏铁路面临的首要工程问题。出于铁路建设中保护冻土的原则 ,对通风路堤这一新的、主动保护冻土的路堤结构形式进行了几何相似比为 1∶4的大型室内试验 ,试验所得的路堤土体温度场分布及土体温度的变化结果表明 ,通风路堤能够有效地降低路堤土体的温度 ,从而达到保护天然地基冻土的目的。但是 ,温度场的分布在通风路堤内并不对称 ,及沿路堤中轴线的两侧左右不对称 ,这样可能会影响到下伏冻土温度的差异 ,从而引起不均匀冻胀、沉降变形。另一方面 ,暖季较高的气温条件下 ,通风管两端的进出口需要堵塞或关闭 ,以免造成土体吸热量较多而引起较大的沉降 ,但由于青藏高原很短的融化期 ,这一影响还有待现场试验工程的验证。

泥岩嵌岩桩承载特性的室内模型试验研究

针对重庆地区工程中泥岩的类型和特点,对3根嵌入中风化泥岩的模型桩进行了研究,着重从嵌岩深度角度出发,探讨了泥岩嵌岩桩的承载能力、轴力传递规律、桩侧摩阻力和桩端阻力分布的特性。结果表明:泥岩嵌岩桩在整个加载过程中呈现出端承摩擦桩的特点,其Q-S曲线呈缓变型;增加嵌岩深度能有效地提高基桩的承载力,减少桩顶沉降;嵌岩深度愈大,其轴力沿桩身从上至下逐渐递减的趋势愈明显;嵌岩段的桩侧摩阻力呈现"上大下小"的双峰分布模式,且随嵌岩深度的增加,靠近桩底的峰值有向下退化的趋向;增加嵌岩深度,能使嵌岩段桩侧摩阻力的发挥更加充分,但对桩端阻力的发挥影响不大;对于桩嵌入泥岩持力层时,建议最优嵌岩深度宜取5D,能够更好地发挥嵌岩桩的承载特性。