用液化度概念评价岩土结构地震液化变形的探讨

地震液化研究的核心是变形。在很多情况下地基虽未达到完全液化,然而饱和砂土由于超静水压的上升而造成的软化,使得地基及其上部结构发生较大变形。由于工程设计人员很难预测变形大小,因此引入液化度概念来间接表征岩土结构的变形。针对目前液化程度评价方法的缺点,给出采用液化度概念的原由,对液化度的概念进行了明确的定义并给出其计算方法。接着,通过分析1995年日本阪神大地震中沉箱结构液化变形,例证液化度评价岩土结构变形的重要意义。最后,提出用液化度评价岩土结构变形的研究思路,分析不同影响因素并建立它们之间经验的函数关系,提出工程设计中可通过不同影响因素的组合来优化地基处理范围,达到经济合理的效果。

石灰改性磷石膏的工程性质研究

磷石膏改性后力学性质会大为改善,可用于多种类型的填方工程。文章分析了磷石膏的化学组分。提出了石灰含量与最优含水率的线性关系;试验表明石灰可以降低磷石膏的压缩性质,提高磷石膏的抗剪性能中。还分析了石灰改性磷石膏性质变化的化学机理,以及加入石灰的环境保护作用,综合比较提出了的石灰含量的变化对磷石膏工程性质的影响。

岩土微结构试验研究综述

岩土材料复杂的物理力学性能是其微结构系统状态和整体行为的集中体现。简要说明了岩土材料微结构测试手段研究的必要性,阐述了岩土材料微结构测试手段的研究现状。主要从静态和动态两类试验方法对其进行总结和归纳,并分析了今后的研究方向及发展趋势。

双向土工格栅与黏土界面作用特性试验研究

在加筋土工程中加筋与填土间的界面作用特性是最关键的技术指标,直接决定该工程的稳定性。室内拉拔试验结果表明,双向土工格栅与黏土界面的表观摩擦阻力随法向应力的增加而增加;在较低的法向应力作用下,双向土工格栅与黏土界面间的破坏形式为土工格栅的整体拔出破坏;当法向应力增加到一定值后,双向土工格栅与黏土界面间的破坏形式由土工格栅的整体拔出破坏转变为土工格栅的纵肋拔出破坏;双向土工格栅整体拔出破坏时,表观黏着力小于纵肋拔出破坏时的表观黏着力,而表观摩擦角则相反。

红砂岩强度特性的微结构试验研究

为探讨红砂岩强度特性的微观机制,运用自主开发的微细结构光学测试系统,对荷载作用下红砂岩微结构的演化进行全程观测,并测定对应岩样的无侧限抗压强度和提取相应的微结构量化参数。运用多元线性回归分析法对微结构量化参数和无侧限抗压强度进行关联性分析,筛选出对红砂岩无侧限抗压强度有显著影响的微结构要素,并对荷载作用下显著性微结构要素的演化特性进行分析。研究结果表明:在单轴压缩条件下,红砂岩先结构强化,后结构劣化,直至最终破坏;红砂岩的单轴抗压强度主要与密实程度、微孔洞等缺陷的分布情况及矿物颗粒之间的联结状态有关,随着红砂岩风化程度的增强,以上各因素对其单轴抗压强度的影响将更加显著;伴随荷载的增加,红砂岩的矿物颗粒面积比例及欧拉数总体上趋于减小,孔隙向着集中化和集团化的趋势发展,红砂岩抗变形能力逐步丧失。

酸碱污染土压缩特性的室内试验研究

随着我国工业化进程加速,工业企业对地基土污染问题已成为较为严重的环境岩土工程问题。酸碱污染使地基土改性。为此,通过人工方法制备了4种不同浓度的酸、碱污染土,对不同浓度酸碱污染土的压缩变形性质研究。试验结果表明,随着污染浓度的增加酸碱污染土的压缩系数增大,回弹指数也增大,而前期固结压力是减小的。碱污染土的压缩系数变化比酸污染土大。并对影响酸碱污染土压缩性的各种因素进行分析研究,包括土污染前后的粒度分析、塑性指数、含水率分析以及孔隙比。同时,研究了土在污染前后压缩性质变化对地基土的勘察评价造成的影响。

水泥砂浆固化土物理力学特性试验研究

为了解水泥砂浆固化土的掺砂量与强度之间的关系,找出具有工程应用前景的配比,在不同掺砂量不同龄期条件下对水泥砂浆固化土进行了无侧限抗压强度试验,研究了水泥砂浆固化土的强度和变形特性,分析了掺砂量和龄期对水泥砂浆固化土的强度和变形特性的影响。研究结果表明:在水泥土中掺入一定量的砂,可有效提高水泥土强度;一定水泥掺入比下,存在一个最佳掺砂量,使水泥砂浆固化土强度(qu)最高,变形系数(E50)最大;水泥砂浆固化土与水泥土的应力应变曲线均有明显的峰值,应力应变关系属加工软化型,其残余强度随着掺砂量的增加而增加;采用水泥砂浆搅拌桩加固软弱地基时,即使采用较高的掺砂量和置换率,加固体本身重量增加有限,下卧层附加应力增加也很小。

压实膨胀土路基的膨胀变形规律研究

首先分析了现有规范中膨胀土膨胀量计算方法存在的缺陷,然后以宁淮高速公路淮安段膨胀土为研究对象,根据膨胀土的有荷膨胀率试验成果,分析探讨膨胀土有荷膨胀率与填土初始含水率、上覆荷载和压实度的关系,总结提出了在侧向约束条件下,压实膨胀土的有荷膨胀率与初始含水率、上覆荷载和压实度之间的关系式,并使用该公式得到的膨胀率计算了宁淮高速公路直接使用膨胀土作为路堤填料可能产生的膨胀变形量,分析了初始含水率不同对膨胀量的影响。

考虑含水率影响的红砂岩损伤统计模型

为了描述红砂岩在不同含水率条件下的力学特性,通过对不同含水率的红砂岩进行单轴压缩试验,分析了含水率变化对其强度和变形特性的影响.结果表明:含水率小于3%时,红砂岩有较高的强度;含水率大于3%时,红砂岩的强度明显降低;但含水率超过6%后,强度衰减趋势显著变缓.含水率与弹性模量及峰值强度之间呈指数函数变化,而峰值强度对应的应变随含水率变化呈线性函数变化.将试验确定的关系式作为边界条件,运用损伤统计理论和Lemaitre应变等价性假说,推导出了能反映含水率影响的红砂岩损伤统计模型.

单轴压缩条件下红砂岩微细结构演化规律的试验研究

通过单轴压缩微细结构试验,采集了红砂岩的微细结构图像系列,提取了微细结构量化参数,对不同风化程度红砂岩在单轴压缩条件下微细结构的演化规律进行了分析.试验结果表明:在单轴压缩条件下,红砂岩的内部结构将经历劣化减弱、稳定劣化、加速劣化以及破坏4个阶段;随荷载的增加,红砂岩的颗粒面积比例总体上趋于减小,颗粒定向性逐渐减弱,较大颗粒逐渐破碎,导致其平面分布越来越分散;孔隙的变化趋势恰好与颗粒相反.同时,还研究了不同风化程度红砂岩的水理特性和膨胀特性.研究结果为荷载作用下岩石微细结构演化规律研究及相应本构关系的建立提供了重要的依据.

刚性桩复合地基垫层合理厚度确定方法

垫层厚度的设计是复合地基承载力能否全部发挥的关键因素,垫层的合理厚度基本是靠经验取值,缺少理论根据。基于垫层-桩-土相互作用机制,考虑使复合地基中桩和桩间土承载力发挥度相等的情况下,给出了垫层合理厚度的计算方法。利用该方法可对刚性桩复合地基进行优化设计。分析表明可以通过调整垫层厚度来调节桩-土应力比,较好地发挥桩和土的承载力,达到降低工程造价的目的。

现浇薄壁管桩在低应变瞬态集中荷载作用下的动力响应解析解

管桩低应变检测时,平截面假定并不满足,应力波的传播不能简单地用一维波动方程描述。对于薄壁的大直径管桩,桩顶各点的动力响应沿径向变化不大,因此,可以假定各物理量沿径向无变化而建立只含有变量z,θ,t的波动方程。采用分离变量法和常数变易法求得了该波动方程的解析解,并对一个算例进行了计算分析,探讨了桩顶的动力响应和平截面假定的影响深度问题,并把计算结果与一维波动理论以及三维有限元的结果进行了对比分析。

使用CTMAB改良剂改良天然膨胀土的试验研究

CTMAB是一种新型的有机阳离子表面活性剂,采用CTMAB对天然膨胀土进行了化学改良试验研究,探讨了其改良机制和改良效果。试验结果表明:经过改良剂改良后的膨胀土与原状土相比,其塑性和膨胀性得到了明显降低,水稳定性有了显著提高,在经过不同次数的反复溶漓后,土样仍具有一定的强度。说明了CTMAB对膨胀土的工程性质有一定的改善作用。该成果已申请获得了国家发明专利。

从微结构分析温度对水泥土强度形成的影响

为研究温度变化对水泥土强度形成的影响，将两种水泥土样分别在25±2℃、10±2℃、0±2℃的温度下进行养护，随后测试各龄期试样的无侧限抗压强度，并拍摄不同龄期各试样的微结构图片，提取并分析微结构特征参数．研究表明：龄期（1～4d内）较短时，水泥土无侧限抗压强度对温度变化不敏感；在7～40d内，提高养护温度，水泥土无侧限抗压强度显著增大；随着龄期的增长，水泥土微结构量化参数均发生了显著变化，且具有一定的规律性；养护温度高于10℃时，水泥土内部的水泥易于水化；粉土土粒之间缺少结构性联结和相对较低的孔隙比造成了水泥粉土强度相对较低．

自嵌式砌块与双向土工格栅的摩擦强度试验研究

在自嵌式砌块加筋挡土墙工程中,加筋与填土及自嵌式砌块的界面作用特性是最关键的技术指标,直接决定该工程的内部稳定性。通过室内拉拔试验可知,当法向应力大于24.8 kPa时,双向土工格栅会在其与上砌块后缘互锁连接接触处被拉断,而不是从混凝土砌块间被拔出,且此时双向土工格栅发挥出的抗拉强度远小于其条带拉伸情况下的抗拉强度;双向土工格栅与混凝土砌块界面间的强度包线由两段直线组成,当法向应力小于24.8 kPa时,摩擦强度随法向应力的增大而增大;当法向应力大于24.8 kPa时,摩擦强度为一常数。

交通荷载下低路堤路基的动力响应

为分析交通荷载在低路堤及其路基中的扩散和传递变化规律,从路基土工程特性和耦合动力学的角度,建立路基动力分析耦合力学模型,推导出耦合运动方程,以江苏连盐高速公路为研究背景,探讨不同工况下路基的动力响应规律.结果表明:车重、路堤高度、加载方式、路面基层刚度对路基振动影响明显,而车速对路基的影响不大,并将数值解和现场实测值进行比较,验证了所建路基耦合动力模型及计算方法的可靠性.

黏土与EPS颗粒混合轻质土的动力变形特性试验研究

通过室内动三轴试验研究了黏土与EPS颗粒混合轻质土(LCES)在动荷载作用下的变形特性,着重分析了围压、水泥含量和EPS掺入比的影响。结果表明:LCES的动应力应变关系符合双曲线关系;在相同的动应力作用下,LCES产生的应变随着围压和水泥含量的增大而减小;在动应变相同的情况下,随着围压和水泥含量的增大,LCES的割线动弹性模量Esec增大而阻尼比λ减小;EPS掺入比对LCES的动力变形特性的影响相对较小,不同EPS掺入比的σd–εd曲线、Esec–εd曲线和λ–εd曲线都发生了相交,交点前后EPS掺入比的大小对LCES变形特性的影响趋势是截然相反的,交点处的动应变值εint一般在0.5%～3.0%范围内,其大小与LCES的配比以及围压有关。

考虑固结参数变化时砂井地基的非线性径向固结

传统的砂井地基径向固结理论基于小应变理论,所以假设固结过程中体积压缩系数mv和水平渗透系数kh为常数。然而,固结过程中的mv和kh均随孔隙比e的减小而呈非线性变化。在Hansbo理论基础上,引入普遍压缩方程和普遍渗透性变化方程来分别表示正常固结土的e-σ′和e-kh的非线性变化关系,得到砂井地基非线性径向固结解,并与前者进行对比分析,探讨了非线性固结参数λ和加荷比△p/σ0′对固结过程的影响。结果表明:λ和△p/σ0′是控制砂井地基非线性径向固结过程的两个重要因素。

真空-堆载预压作用下软土蠕变特性试验研究

采用改进的、可施加负压的三轴仪开展了真空预压、堆载预压以及真空-堆载联合预压作用下软土的固结蠕变试验,描述了加载率、应力比和时间等对软土蠕变特性的影响,分析了轴向应变(率)、体积应变(率)及偏应变(率)与应力比和时间之间的关系。结果表明:轴向应变率和体积应变率与时间的对数关系并非线性,但经过若干天以后可近似认为是线性关系;在不同应力比n下,体应变与时间的关系可用双曲线方程来表示;偏应变、偏应变率与时间的关系符合双曲线方程,通过温州软黏土样的蠕变试验结果验证了其有效性。

钻孔灌注桩荷载传递机理试验研究

通过桩基静载试验实测数据,分析了桩身轴力的荷载传递机理.结果表明:桩顶荷载主要通过桩侧摩阻力逐渐向下传递,具有明显的摩擦桩特点,桩侧摩阻力所占比重较大,而桩端阻力所占比重较小;桩底沉渣厚度显著影响桩顶沉降量与极限承载力.