竖向及水平向渗流作用下粉砂渗透特性研究

采用自主研制的圆柱形渗流仪及水平渗流装置,开展了粉砂竖向和水平向的渗流试验,获取了两种渗流方向下粉砂的临界水力梯度及其渗透变形特性。在级配、密度、孔隙大小等影响因素相同的前提下,粉砂竖向渗流的临界水力梯度比水平向高出近44%,水平向渗流作用一般高于竖向。基于室内试验成果,采用离散元与计算流体力学耦合的细观力学模型,对粉砂在竖向和水平向的渗流情况进行分析和模拟。结果表明,粉砂的渗透变形拐点与模型试验结果吻合,水平渗流和竖向渗流分别在水力梯度i=0.8,0.4时出现颗粒簇的流失,在水力梯度分别为1.0和0.5时发生整体渗透破坏。

藏东南地区季节性冻土实验研究

西藏藏东南地区作为典型季节性冻土地区之一,由于受特殊的地理、地貌、地质及水文气象条件影响,国内对藏东南地区的季节性冻土研究较少,目前很难在相关文献和资料中查找到。以此为研究对象,采用实地调研,室内试验的方法,对藏东南地区季节性冻土进行物理力学性质研究,为当地各项基础工程建设提供依据。

二元地基基坑降水井周滤网反滤效果试验研究

试验研究了三组干密度不同的二元地基粉砂土在四种不同滤网结构下的反滤效果,其中四种滤网结构分别为(1)无滤网、(2)80目单层滤网结构、(3)120目单层滤网结构、(4)一层80目和一层120目滤网组合结构。试验结果表明:土体的渗透系数受滤网目数的影响,滤网目数越大或孔径越小,土体中的渗透性越低,土中的水越难以排出;滤网对粉砂土拦截效果随滤网孔径的减小而越发显著,滤网目数越大,粘连于滤网上的粉砂土越多,穿透滤网随水流而出的粉砂量越少。试验结果为二元地基管井降水中滤网的选取提供了思路和建议。

二元地基基坑降水结合悬挂式防渗墙及回灌一体化技术

通过构造基坑降水三维概化模型,利用有限元软件FLAC3D分析悬挂式防渗墙和回灌对基坑坑外的水头和地面沉降影响,主要将基坑直接降水工况、设置防渗墙的基坑降水工况和设置防渗墙及回灌井的基坑降水工况进行对比分析.分析结果表明防渗墙和回灌井,可明显提升坑外水头,有效降低了坑外沉降,减小软土层的单位沉降值,对粉砂层和细砂层的单位沉降值影响很小.同时,对比三种工况下的倾斜比,说明了距离防渗墙与回灌井越近,不均匀沉降越小.

双层地基基坑降水-防渗-回灌耦合模型沉降控制研究

针对双层复合地基基坑降水过程中极易引发地基渗透破坏和基坑周边建筑物沉降等问题,为真实模拟现场双层地基三维渗流条件,自行研制了室内大型渗流试验装置,开展了双层地基基坑降水-防渗墙防渗-回灌井回灌的耦合模型试验.试验表明,相对于降水-防渗条件,增设回灌后,基坑外上排测压管水头抬升近10.7%,下排测压管水位抬升约3.1%;各测压管外侧水头比内侧平均高出约2.75%,说明在基坑降水-防渗的同时进行坑外回灌可以有效地提高基坑外回灌井底端土层以上区域的水头高度,减小基坑外建筑物的沉降.运用FLAC3D软件对坑外沉降进行数值计算,进一步印证了模型试验中降水-防渗-回灌耦合模型对沉降控制的效果.相关研究成果对复合地基降水过程中的渗透变形及地基沉降控制有一定的参考价值。

高土质心墙坝坝顶裂缝模拟方法及应用

土质心墙坝坝顶裂缝是目前高土石坝建设及运行中常遇到的病险,其发生和发展大大增加了工程的安全风险。基于扩展有限元的位移模式提出了坝顶裂缝的模拟方法并将其运用到瀑布沟土心墙坝坝顶裂缝模拟中。首先介绍了坝顶裂缝模拟方法的基本原理,其后采用神经网络遗传算法对瀑布沟心墙坝典型监测点监测数据进行了反演,采用反演得到的模型参数同时考虑筑坝料湿化、流变及固结,进行了瀑布沟心墙坝坝顶裂缝模拟。结果表明:采用反演参数计算得到的坝体变形与监测资料较为吻合;蓄水后坝体最大沉降3.27m,向上游最大水平位移1.17m,上游堆石料湿化沉降最大达0.48m,上游坝壳的湿化变形作用导致了坝顶上下游的不均匀变形;模拟得到的坝顶裂缝首次发生在满蓄后,距离坝轴线4.75 m位置处,1个月内裂缝扩展至1.75 m深度(坝顶填土内,未扩展至心墙),运行10 a间坝顶裂缝未发生实质性发展;此外,不考虑上游坝壳湿化时坝顶未有裂缝产生,考虑湿化而不考虑流变时坝顶裂缝扩展深度最大为1.25 m,最大张开宽度为2.7 cm。相关成果可为类似特高土心墙坝工程预防坝顶裂缝的发生提供相关参照。

石灰改良膨胀土膨胀性和水稳定性室内试验研究

针对安徽张庄矿尾矿坝填料膨胀土进行含水率、自由膨胀率δe f、膨胀力Pe和50 kPa压力下的有荷膨胀率δeP50试验,确定膨胀土的膨胀潜势及分布范围,采用掺石灰的方法对土体进行改良并进行击实试验,根据最大干密度和压实度96%制样,研究不同石灰掺量改良土自由膨胀率随养护时间的关系,进行干湿循环试验研究改良土的胀缩变形规律、渗透特性及抗剪强度特性.试验研究结果表明:随着石灰掺量的增加,膨胀土击实后最优含水率逐渐升高、最大干密度逐渐减小;改良土自由膨胀率随着养护时间的增加逐渐减小并于30 d之后趋于稳定;经历6次干湿循环后试样的胀缩变形存在着不可逆性,但掺灰量大于2%的改良土绝对膨胀率小于4%,试样表面无明显裂隙,抗剪强度提高明显,可认为试样膨胀性得到了良好的控制;对于相同石灰掺量的改良土,二次掺灰的改良效果要优于一次掺灰.