中等风化砂岩和泥质粉砂岩力学特性试验研究

对中等风化砂岩和泥质粉砂岩试件开展无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验和竖向循环荷载试验,研究了围压、循环荷载比等因素对两种原状极软岩试样的抗压强度、变形模量、累积变形的影响。试验结果表明:试样在围压作用下先为体缩后变为体胀,试样开始发生体胀时对应的应变比应力达到峰值时的破坏应变略小;围压越大,软岩试样脆性越显著。随着循环荷载比的增大,试样轴向累积塑性应变由稳定型转变为破坏型。

水泥土芯样强度变形特性及本构关系试验研究

为了研究现场施工工艺下水泥土的强度及变形特性,对水泥搅拌桩钻孔芯样进行了无侧限抗压强度试验与三轴试验,分析了水泥掺量与围压对水泥土芯样强度、变形特性的影响规律。结果表明:随着水泥掺量的提高,水泥土芯样的强度明显增强,变形模量显著增大,但其破坏应变变小,脆性增大;水泥掺量超过18%的水泥土芯样其应力-应变关系表现为软化型,随着围压的提高,其强度增强,破坏应变增大,脆性降低,且应力-应变关系曲线有可能发生转型;不同围压下的水泥土芯样三轴试验先为体缩,后变化为体胀,发生剪胀的应变较破坏应变略小,是由剪切面上颗粒错动引起的,在颗粒错动达到一定程度后抗剪强度才发挥到峰值;水泥土的结构屈服应力比较大,在围压的作用下其胶结结构未发生破损,强度包线满足摩尔-库仑线性强度规律;根据水泥土的强度变形特征,应力-应变全曲线分弹性、塑性、软化3个阶段,可采用Popovics模型对其进行模拟,与试验结果较为吻合。

动弹模量阻尼比测试技术与归一化特性研究

动弹模量与阻尼比是土动力分析最基本的力学参数,一般通过较小应变范围的动三轴试验得到,测试技术的可靠性与试验参数求取的准确性是进行抗震安全性评估的关键。通过室内动三轴试验,比较了力与位移传感器内置与外置、不同相对位置等因素对滞回圈、动弹模量与阻尼比的影响,提出了针对存在残余变形的不闭合滞回圈的动弹模量与阻尼比的计算方法,比较了频率、围压、固结比等因素对试验成果的影响规律及特征,并在Janbu公式中引入固结比的幂函数影响因子,对不同围压、不同固结比下的动弹模量阻尼比进行了归一化特性研究。研究成果有利于提高国内科研机构在土动力参数测试方面的能力,对抗震工程与科研有积极的参考价值。

索塔承台大体积混凝土温度控制研究

由于索塔承台混凝土体积大,水化热高,导致内部温度、内表温差过大,很容易产生温度裂缝,因此有必要对其进行温度控制。采用线单元解耦算法对榕江大桥索塔承台混凝土不同浇筑方案进行数值模拟,分析浇筑厚度、冷却水及冷却水温度对混凝土温度、应力的影响,从而选择合适的浇筑及温控方案,并将现场实测数据与计算数据进行对比。研究结果表明:混凝土内部温度通常在浇筑后第3~4 d达到峰值,降温速率小于升温速率;通冷却水可降低最高温度3℃~4℃,且可增加混凝土降温速率;但降低冷却水温度对混凝土内部温度影响有限,且会增大混凝土内部应力;根据数值计算结果,承台采用分3层浇筑、冷却水温度为25℃的施工方案;实测承台第1浇筑层内部温度最大为65.8℃,内表温差最大为24.3℃,内部温度、内表温差和应力均未超过规范允许值,温控方案合理。研究成果对索塔承台大体积混凝土的浇筑及温控具有一定参考价值。

水工室温沥青混凝土工程特性试验研究

为消除热沥青施工引起的环境污染问题,解决高寒条件下直接修建高沥青混凝土心墙坝的筑坝技术难题,开展水工室温沥青新技术,研制可用于沥青混凝土心墙的室温沥青,建立了室温沥青的混合料最佳配合比确定方法及拌和工艺;研制了高低温三轴试验温控装置,实现了三轴试验温度的全自动精确控制,针对不同类型沥青的混凝土试件进行不同温度条件下的三轴试验,揭示围压与温度对沥青混凝土心墙性能的影响规律,并对不同类型的沥青的适用性进行评价。研究成果可为类似复杂条件下沥青混凝土心墙堆石坝的设计、施工及运行管理提供科学依据,具有重要的理论与实践意义。

基于Mindlin-Geddes法计算桩基沉降

近年来,我国很多城市发生了大面积地基沉降问题,其影响因素是多方面的,如由于填海造地,沿海地区地基处于欠固结状态,以及大规模的密集高层建筑物群等因素。基于Mindlin-Geddes应力解,并根据叠加原理计算群桩内任一点处的应力,采用分层总和法计算桩-箱基础内任一点处的沉降量。该方法考虑了桩与土,桩与桩之间的相互作用,能够计算复杂基础形式的群桩沉降问题,尤其是由于复合桩侧摩擦阻力造成的地基沉降。并以深圳某办公楼为算例,考虑周围两栋建筑物对其沉降的影响,应用此方法计算的最终沉降量与实际的沉降量很接近,达到计算精度要求,可为群桩设计提供指导。