离心模型试验中土工格栅拉力测量

选用高密度聚乙烯制成的三维土工网夹层作为模型土工格栅,进行一组软土地基上加筋路堤的离心模型试验。通过浇注的环氧树脂带应变测试与图像分析相结合的方法,研究路堤填筑过程中加筋材料拉应力的发展与分布。对环氧树脂分别进行了连续加载和分级加载标定试验,并提出相应的线弹性模型和广义开尔文模型。试验结果表明:(1)广义开尔文模型能较好地描述环氧树脂的力学特性,引进的时间因子使其能适用于不同拉伸速率的拉力计算;(2)线弹性模型未考虑环氧树脂的蠕变变形,弹性模量因加载速率不同而有所差异,故其无法准确计算路堤施工过程中的筋材拉力,试验的计算值平均偏大16%;(3)图像分析与应变测试具有较好的一致性,其偏差与位移大小和方向有关。

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验研究

对打设竖向排水体的软土地基加筋石灰土路堤进行离心模型试验,并同时进行了1组不加筋石灰土路堤的对照试验。在地基土中及其表面埋设和安装了位移计、孔隙水压力计和土压力计,并在模型土工格栅上黏贴了应变片以测试加筋拉力。试验结果表明:(1)加筋减少了沉降量,其减少量8%左右,加筋路堤呈现较明显的地面隆起,而不加筋路堤主要表现为沉降;(2)加筋和不加筋路堤地基中两者的孔隙水压力基本接近,在每一堆载休止期,孔隙水压力都呈较明显的消散;(3)加筋后,路堤堆载压力可明显扩散,加筋路堤中心下地基土压力比不加筋路堤要小6%～10%,而坡脚下土压力前者比后者大40%左右;(4)模型格栅拉力随加速度的增大变化规律较好,在休止期拉力持续增大,与沉降规律一致。在堆载高度0～2 m期间,格栅拉力较均匀分布,其后格栅中心处拉力明显比两侧增大;(5)加筋对提高石灰土路堤的稳定性作用明显,可考虑在石灰土中加筋以提高其抗拉强度,并可进一步提高路堤的稳定性。

软土地基加筋石灰土路堤离心模型试验数值模拟

建立以离心试验几何尺寸的有限元数值模型,模拟变加速度加载下软土地基加筋石灰土路堤中的位移、土压力、孔隙水压力和加筋拉力随时间的变化规律,并与离心模型试验结果进行比较;同时,采用该数值模型计算了不加筋、加1,2层筋时路堤和地基位移情况。计算结果表明,加筋路堤沉降量、土压力、孔隙水压力和加筋拉力的计算值与离心试验实测值吻合很好或基本一致,表明该数值模型是合理的;不加筋路堤的中心沉降量和坡脚下地基水平位移比加1层筋时明显大一些,两者在加速度为100.0 g时地面坡脚处的水平位移差值达近2 mm,而加2层筋时位移与加1层筋接近。

同济大学地下建筑与工程系，上海200092．

针对土木工程专业大多数本科生未能透彻理解摩尔一库伦强度理论的现状，提出采用伺服控制系统进行加载和卸载条件下岩石的应力应变全过程实验，而后建立三维数值模型模拟实验曲线，并以动画形式展现试样在受力过程中剪切面的形成及其贯通。实验教改成果对学生全面掌握摩尔一库伦强度理论实质，增强实验兴趣，提高对课程的认知能力，以及拓展数值分析知识水平等都具有重要意义。

原状土地基石灰土路堤离心模型试验

对原状软土地基石灰土路堤进行了离心模型试验，分析了试验过程中拍摄的模型图片、位移计测得的路堤和地基表面位移，以及模型地基侧面的标记点位移等值线图.分析结果表明，原状软土地基上的石灰土路堤在2~4 m的堆载过程中由于地基不均匀沉降开始断裂；地基中最大水平位移增量Δδmax与路堤中心下地基沉降增量ΔS之比值在4~6 m的路堤堆载阶段发生突变，预示地基趋于失稳，这与离心模型试验观察结果及采用不排水剪指标的太沙基地基承载力计算结果一致；鉴于石灰土的脆性和低抗拉强度，在实际软土地基石灰土路堤工程中可采用低于2 m的低路堤形式，也可在石灰土路堤中采用加筋的方式来提高其整体性、抗拉强度和减小地基的不均匀沉降量.

非地质类专业岩矿鉴定实验教学方法探讨

针对土木、交通、水利工程等非地质类专业的本科生,工程地质实验课更侧重于地质与工程结合的需求,从教学理念、教学方法、教学手段等方面对非地质专业本科生的岩矿鉴定实验教学进行了探讨,提出和实施了在轻松学习环境下的"感官认识-兴趣驱动-实践贯通与互动交流-深刻印象-强化能力"教学模式,其基本思想是从激发学生的学习兴趣入手,注重学生的学习过程,突出学生实践能力和创新精神的培养目标,注重对学生专业技能和综合能力的培养。

工程地质实验教学体系创新的理论与实践

针对培养面向未来行业发展及社会需求的土木人才需求,通过构建实验教学资源平台,将学科发展前沿成果持续转化到实验教学中;构建信息化教学系统,将数字化教学技术与传统课堂实验教学紧密融合;构建实验教学成效反馈机制,将工程地质实践应用与实验教学成效反馈有机结合等。一系列举措的实施,土木工程实验教学示范中心的工程地质实验教学体系建设成果取得了显著的示范作用和辐射效应,形成了面向学科发展与教学技术进步的工程地质实验教学创新体系,为同济大学土木工程一流学科建设提供了支撑。

加筋土挡墙相似比例模型试验研究

本文对一软土地基上土工格栅反包直立墙面加筋土挡墙进行了相似比例模型试验,以土工格栅为筋材,以砂土为填料,分析其在顶部条形荷载作用下,墙顶沉降、墙面水平位移、墙底地基垂直应力、地基中孔隙水压力、加筋应变的变化规律。对其工作性状及其稳定性作了探讨。

抗滑桩锚固长度对均质边坡滑动面及抗滑能力影响 研究

利用透明土技术开展不同锚固长度抗滑桩加固均质边坡可视化模型试验,并结合粒子图像测速技术(PIV),展现抗滑桩加固均质边坡内部位移场演化及其滑移破坏过程,以揭示锚固长度对均质边坡滑动面和抗滑能力的影响机理。研究结果表明:抗滑桩加固边坡的滑动面深度随抗滑桩锚固长度的增加而加深,同时抗滑能力得到提高,但当锚固长度超过其最优锚固长度后滑动面变浅,表现为越顶破坏,使得抗滑桩抗滑能力大幅降低;当抗滑桩锚固长度达到其最优锚固长度时,出现靠近桩底端位置和越顶的两个深浅不一的滑动面;随着锚固长度的增加,抗滑桩上部外侧受拉区减小,而下部内侧受拉区增大,最大弯矩位置均在距桩顶约0.4倍桩长处,而当锚固长度超过其最优锚固长度后,则出现下部外侧受拉而中上部内侧受拉,其最大弯矩位置在距桩顶约0.35倍桩长处;抗滑桩最优锚固长度与岩性、桩间距、桩体刚度等因素相关,在实际工程设计中应考虑这些因素以确定优化的锚固长度。

消能抗震锚杆的研究进展与思考

消能锚杆在加固边坡工程、基坑工程和巷道工程中具有良好的支护和容错能力,已经被广泛地研究和应用.系统地介绍了传统消能抗震锚杆的研发现状.根据消能抗震锚杆在外荷载消失后是否可自行恢复,进一步将其分为变形不可自复位型锚杆和变形可自复位型锚杆,并就几种典型消能抗震锚杆的工作机理及优缺点做了分析.在此基础上,进一步总结了现有抗震锚杆技术存在的主要问题:现在消能锚杆结构存在设计缺陷、不同荷载力学作用机制导致锚杆力学响应存在显著差异、现有消能锚杆无法适应岩土体的动力变形.最后,基于抗震结构自复位性的特点,提出了一种具有自复位结构的新型多级消能抗震锚杆,该锚杆具有多级缓冲消能的特点,且能实现在外部荷载减小或消失时其消能部件变形可恢复的效果,有望为强震区、爆破区及高地应力区的边坡、隧道、矿井巷道等工程持续提供有效的支护力.

考虑表面形貌特征的岩体结构面蠕变特性

工程岩体开挖会遇到各种复杂应力条件,岩体在荷载作用下随时间会产生流变现象,这种“累进性破坏”导致工程岩体常出现滑坡、塌方、大变形和支护困难等问题.为解释天然岩体结构面的流变现象,以天然红砂岩结构面为研究对象,基于结构面三维形貌扫描试验、结构面分级加载剪切蠕变试验,对天然岩体结构面的剪切蠕变特性进行系统研究.研究发现,岩体结构面蠕变变形量与蠕变应力和结构面三维形貌特征指标正相关;岩体结构面蠕变曲线可分为3个阶段,即过渡蠕变、稳态蠕变和加速蠕变阶段,当法向应力一定时,结构面三维形貌特征指标越大,发生的蠕变破坏越剧烈;基于结构面剪切蠕变曲线与剪切蠕变速率曲线特征,建立了参数物理意义明确的岩体结构面剪切蠕变经验模型.

地震作用下岩质边坡大型振动台试验研究进展

大型振动台试验方法可真实有效地模拟地震作用,是近年来研究边坡地震动响应特性的常用方法,被学者们广泛用于模拟研究各类支护结构加固的边坡工程中.通过综述学者们有关边坡大型振动台模型试验的相关文献,对其研究方法、研究对象及主要结论进行了分类评述.最后,通过分析目前岩质边坡大型振动台物理模拟试验研究中存在的问题,指明了今后的研究方向,为深入认识地震作用下岩质边坡的动力响应特性、变形破坏规律及支护结构与岩土体动力耦合作用机理奠定了基础,具有重要的理论意义和工程价值.