岩土材料在非关联流动法则下剪胀角选取探讨

岩土材料属于摩擦型材料,其强度特性时参数指标的选取至关重要。当前对剪胀角存在模糊认识,导致在理论分析和数值模拟分析中常会产生较大误差。在分析传统的滑移线场理论的基础上,采用广义塑性理论,证明了岩土材料在非关联流动法则条件下的剪胀角应取φ/2,且此时体变必为0。通过对具有精确理论解的经典Prandtl地基承载力课题的数值模拟分析,分别对关联流动法则、非关联流动法则剪胀角取φ/2及非关联流动法则剪胀角取0三种情况下地基的承载力进行了计算。结果表明,上述3种情况下得到的极限荷载的误差为2%,但滑移线场与理论解有较大差异。其中,在非关联流动法则条件下,采用剪胀角ψ=φ/2所得到的滑移线场与Prandtl理论解一致,而采用ψ=0所得到的滑移线场与理论解有较大的偏差。这说明目前在非关联流动法则条件下采用ψ=0虽然可得到相应的正确的极限荷载,但是相应的滑移线场具有较大的误差,同时也证明了岩土材料在非关联流动法则条件下的剪胀角应该选取φ/2,而不是目前通常采用的0。

地基承载力的有限元计算及其在桥基中的应用

有限元强度折减法在边坡稳定性分析中的应用已取得了一定的成果, 但在地基承载力稳定分析中是否适用尚不得而知。本文采用有限元分析软件ANSYS求得了无重土地基的极限承载力, 并与传统的Prandtl解进行了对比, 两者误差在5%以内, 且其滑移线与Prandtl解相近, 说明了采用有限元法求解极限荷载是准确可靠的。文中详细列出了两种方法得到的塑性区和滑移线的异同点。进一步应用于桥基承载力安全系数的计算, 并与经验解进行了比较。

强夯有效加固深度的模糊预估

将模糊信息优化处理技术应用于强夯有效加固深度的预估,编制了强夯有效加固深度模糊近似推理的计算程序KFIDM,证明该法比传统的预估方法更为有效和实用。

三峡库区饱和碎石土地基承载力研究

三峡库区表层是第四系松散堆积体 ,碎、砾石含量一般在 3 0 %～ 70 %。三峡水库蓄水以后 ,原来在天然状态下的碎石土地基将会受到水的浸泡而饱和 ,从而导致其承载力下降 ,但现行的《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ 0 2 4 85 )并没有给出饱和状态下碎石土地基的承载力 ,这给蓄水后碎石土地基的承载力的复核与评估带来了极大不便。为解决这一问题 ,首先对库区典型的碎石土在天然及饱和状态下的抗剪强度指标进行了试验研究 ,得到了碎石土的粘聚力和内摩擦角在天然及饱和状态下的变化规律。依据试验结果 ,采用碎石土地基承载力的经典计算公式 ,即地基极限承载力的Bell解 ,对桥基饱水后承载力进行折减 ,结合规范给出了饱和碎石土地基的承载力值 。

土木工程专业基础课程“四精”教学模式探析

专业基础课是联系公共基础课与专业课的桥梁,土木工程专业重要的理论与技术基础课程,在土木工程专业人才培养中具有举足轻重的作用,本文针对技术类土木工程专业的要求,以《结构力学》"四精"教学模式为例,从教学内容、案例教学、网络课程、能力培养等四个方面对专业基础的教学进行了探讨,为类似课程教学提供参考。

吹砂填方技术及其在某港口工程中的应用

探讨了吹砂填方结合塑料排水板在大面积高填方地基处理工程中的独特优势,取得了较好的吹填效果,对类似工程有一定的参考价值。

滑移线场理论中不同流动法则的极限分析有限元解

广义塑性理论表明,关联流动法则是非关联流动法则中的一种特殊情况.从理论上证明了在非关联流动法则条件下,速度矢量方向与破坏面夹角为φ,而不是目前通常采用的φ/2,澄清了传统滑移线场理论中对于这两种流动法则的模糊认识.通过极限分析有限元法,再次证明了滑移线场理论中用关联流动法则与非关联流动法则可得到相同的应力滑移线、极限荷载及速度滑移线,只是速度矢量方向不同.说明极限分析有限元法不仅可以精确地解决求地基极限荷载问题,而且有助于搞清滑移线场理论中采用非关联与关联流动法则的区别.

强夯法加固软土地基有效加固深度研究

首先给出了有效加固深度的定义 ,分析了影响软土地基有效加固深度的主要因素 ,并在此基础上探讨了各种估算方法在软土地基中的应用 ,以推动强夯法的发展与应用。

军事土木工程技术类学员培养的若干思考

从人才培养顶层设计、课堂教学、教学科研互动等方面,探讨了高水平土木工程技术类本科学员的培养方法与途径,对土木工程专业人才培养质量的提高有一定的参考价值。

简单信息分配法预估强夯有效加固深度

本文将简单信息分配法用于强夯有效加固深度的预估 ,以拓宽研究此类问题的途径 ,推动强夯法的合理运用和发展。

水对库区岩体的弱化及地基承载力稳定性研究

三峡水库的成功蓄水,给库区人民带来前所未有的发展机遇的同时,也带来了诸多挑战,首当其冲的就是蓄水引起的地质灾害问题。本文从水对库区岩土体的弱化作用入手,通过一系列的库区岩土体弱化试验、数值模拟和理论分析,深入探讨蓄水引起的库区岩体弱化及地基承载力稳定性问题。本文的主要工作与创新点如下:

极限分析有限元法讲座——Ⅰ岩土工程极限分析有限元法

经典岩土工程极限分析方法一般采用解析方法,有些还要对滑动面作假设,且不适用于非均质材料,尤其是强度不均的岩石工程,从而使极限分析法的应用受到限制。随着计算技术的发展,极限分析有限元法应运而生,它能通过强度降低或者荷载增加直接算得岩土工程的安全系数和滑动面,十分贴近工程设计。为此,探讨了极限分析有限元法及其在边坡、地基、隧道稳定性计算中的应用,算例表明了此法的可行性,拓宽了该方法的应用范围。随着计算机技术与计算力学的发展,岩土工程极限分析有限元法正在成为一门新的学问,而且有着良好的发展前景。

库水位下降时渗透力及地下水浸润线的计算

研究表明,边坡中的地下水对坡体的稳定系数起着决定性的作用,然而在三峡库区滑坡的治理设计中,计算库水作用下坡体中的地下水位时,尚没有统一的方法,不同的单位根据以往的经验选用不同的方法,这些方法大都缺乏理论依据。为了完善库水下降情况下边坡的稳定性分析方法,根据包辛涅斯克(Boussinesq)非稳定渗流微分方程,通过拉普拉斯正变换和逆变换,得到了库水位下降时坡体内浸润线的简化计算公式,该公式考虑了渗透系数、下降速度、给水度、含水层厚度和下降高度的影响。以求得的浸润线为基础,用流网的流线与等势线垂直的性质来确定土条边界上的静水压力,证明了渗透力与土条中的水重和周边静水压力是一对平衡力,得到了条分法中渗透力的计算公式。算例分析表明,在库水下降过程中,存在一个对坡体稳定性最不利的水位,该水位在坡体总高度的下1/3～1/4位置。

极限分析有限元法讲座Ⅲ——增量加载有限元法求解地基极限承载力

利用有限元法,通过增量加载的方式来求解地基极限承载力。随着荷载的逐渐增加,地基由初始的线性弹性状态逐渐过渡到塑性流动的极限破坏状态,此时有限元的计算将不收敛。它不但可以获得地基的极限荷载的值及荷载-位移关系,而且还能得到经典极限分析法中所采用到的破坏机构。当采用关联流动法则或采用剪胀角为 φ/2 的非关联流动法则时,获得的破坏机构与 Prandtl 的破坏机构一样。对 Prandtl 解的经典算例进行了分析,结果表明:屈服准则的选用对计算结果的影响很大,选择与实际问题相匹配的屈服准则方能得到比较精确的结果。在求解平面应变问题时,在关联流动法则条件下,采用Mohr-Coulomb 内切圆屈服准则,或在非关联流动法则下采用 Mohr-Coulomb 匹配 DP 准则所得结果与 Prandtl 精确解极为接近,可望应用于实际工程分析中。

水对三峡库区碎石土的弱化作用

通过筛分试验对三峡库区现场取得的碎石土确定平均级配,然后用代替法设计其试验级配。结合碎石土的特点,采用细粒土含量控制试样的含水量,在同一竖向压力下制样。通过对库区不同含水量和不同含石量碎石土的剪切强度及参数的研究,结果表明,含水量不同,碎石引起强度变化的临界含石量也不同;碎石含量不变时,c值随含水量变化幅度不大,但?值随含水量变化会有较大变化;碎石土从天然状态到饱和状态,内摩擦角依据碎石含量不同,可降3°～10°左右。为估计三峡库区蓄水后旱桥桥基与路基承载力的降低提供了依据。

节理岩石地基极限承载力的有限元分析

应用有限元法对节理岩石地基进行了数值模拟,其中夹层模型与接触模型的计算结果都比较稳定,计算精度都比较高,但接触模型在建模过程中比较繁琐,故通过采用夹层模型对存在单个节理的岩石地基进行数值分析,其结果表明:有单个节理的地基的极限承载力并不随着该节理倾角的变化而单调递增或递减;随着倾角的逐渐增加,极限承载力先是逐渐减少到一个最小值,而后逐渐增加。节理强度对岩石地基的极限承载力影响很大,但当节理倾角比较小或比较大时,节理的强度对计算结果的影响并不显著。另外,节理的位置也有较大的影响,当节理深度距基础很近时,极限承载力大幅降低。在实际工程中,对于节理岩石地基的极限承载力要慎重分析。

军事土木工程专业防灾减灾概论教学改革的探索与实践

本文在分析军事土木工程专业《防灾减灾概论》课程的开设背景以及目前教学面临的问题基础上,研究了该课程的课程内容优化、教学方式更新和考核方式改革等内容,并介绍了其在具体教学实施过程中的应用和效果,最后提出了下一步需改进的建议。

沟谷软基区箱涵高路堤变形失稳三维数值模拟

针对沟谷软基区复杂地形、不均匀非等厚软土分布地基,利用更能反映实际问题的三维数值模拟方法,采用Drucker-Prager模型进行数值求解,分析路基的沉降及变形,进行了路基病害机理研究,探讨修筑箱涵通道及高填路基而出现的变形与失稳问题,以及不均匀非等厚软土地基的处理与箱涵路堤反压护道等处治建议.总结了在道路工程建设当中遭遇同类性质问题时,设计与施工应当注意的问题和采取的有效措施.

加拿大皇家军事学院土木工程人才培养模式探究

新一轮军改对军事土木工程人才培养方案提出了新的要求。在研究加拿大皇家军事学院的土木工程人才培养方案的基础上,分析了其人才培养方案的特点,结合笔者的工作和教育经历,提出了加强我军军事土木工程人才培养方案制定的建议。

动力固结法加固软土地基有效加固深度浅析

动力固结法加固地基的有效加固深度问题，国内外到目前为止还没有比较一致的看法。本文首先给出了有效加固深度的定义，并对软土地基有效加固深度的预估方法进行了探讨，以推动动力固结法在软土地基处理工程中的应用与发展。