基于PSYPRO露点水势的土体吸力测量方法研究

土体吸力测量对岩土工程稳定性评估至关重要,实时准确量测土体从饱和状态到干燥状态的吸力变化一直是非饱和土力学领域的研究热点和难点。露点水势技术是一种新型土体吸力测量方法。详细介绍了PSYPRO露点水势仪的工作原理以及所需要调试参数的意义,并结合标定试验和蒸发试验给出了PSYPRO露点水势仪测量土体不同吸力区间的最优参数设置推荐。先利用不同浓度NaCl溶液对PST-55湿度计进行标定试验并得到了校正系数,随后开展室内土体蒸发试验,并使用PST-55湿度计和ML3土体含水率传感器分别测量干燥过程中土体吸力和含水率变化,验证了露点水势技术用于土体吸力实时连续监测的可行性和准确性。

膨胀土干燥过程中收缩应力的测试与分析

膨胀土在膨胀过程中会产生膨胀应力,收缩过程中亦会产生收缩应力。探究膨胀土在干燥过程中收缩应力的变化规律对理解收缩变形机制有重要意义。为了掌握膨胀土在干燥过程中内部收缩应力与含水率及吸力之间的关系,在控制相对湿度条件下开展了一系列干燥试验。试验中共配置了3组初始饱和的泥浆样,将试样分别置于装有不同过饱和盐溶液的保湿器中,并在恒温20℃的条件下进行干燥,实时记录试样含水率的变化。此外,在试验过程中,通过在试样内部植入微型压力传感器来测定土体收缩应力随干燥时间的变化。试验结果表明:①在不同相对湿度条件下,土体内水分蒸发特性不同,如相对湿度越小,土体水分蒸发的越快,且蒸发结束后,土体残余含水率越低;②干燥过程中,土体内收缩应力呈现明显的阶段性变化特征。干燥前期,收缩应力随时间的推移增加缓慢,但当达到临界时间点ts或临界含水率ws以后,收缩应力随着干燥的持续开始急剧增加,并且蒸发速率越大,ts和ws越小;③干燥结束后,土体内部收缩应力与环境相对湿度呈负相关,与对应吸力呈正相关。

土体干缩裂隙发育方向及演化特征的层间摩擦效应研究

自然界中的土体通常成层分布,在干旱条件下,表层土体的干缩开裂过程极易受层间接触条件的制约。为了探究土层间摩擦效应对土体干缩裂隙发育方向及其演化特征的影响,开展了一系列室内干燥试验。试验共配置了3组初始饱和的泥浆样,在30℃的室温条件下干燥失水,通过在试样底部铺设不同粗糙度的砂纸来模拟不同土层间的摩擦效应。试验过程中对试样表面及侧面进行定时拍照,从不同角度记录了裂隙发育全过程,通过分析,获得了一些新发现:(1)干缩裂隙不仅能从土体表面向下发育,而且还可能率先从土体底部向上发育,这不同于以往的习惯性认识;(2)初始裂隙的发育位置受土质条件及基底摩擦条件的共同制约,对于非均质性比较严重或者表面存在明显"杂点"的土体而言,裂隙往往首先从表面"杂点"处产生并向下发育,而对均质性较好的土体而言,在基底摩擦效应的影响下裂隙可以率先从土体底部生成并逐渐向上发育,且土体底部的裂隙发育程度甚至会高于表面的裂隙发育程度;(3)底部生成的裂隙以斜向上发育居多,这可能与裂隙发育过程中受到的剪切应力作用有关;(4)干燥过程中,土体呈向心收缩,存在明显的收缩核现象;(5)基底摩擦效应能改变土体干缩开裂过程中内部应力场的演化,从而对土体的横向和纵向收缩应变及剖面含水率的空间分布产生影响,如基底摩擦越大,土体横向收缩应变越小,而纵向收缩应变越大。

锚固技术在岩土工程中的应用

随着工程技术的发展和扩展,我国在岩土工程方面的投入力度不断加大,岩土工程技术也广受关注并取得了阶段性的发展,其中的锚固技术在不断成熟的技术规范和工艺水平下,提高了岩土工程施工的整体水平。文章主要梳理了锚固技术的发展概况,剖析岩土工程施工技术中的实践性、适用性和经济性的选用原则,并探究将锚固技术应用于岩土工程技术时的关键要点主要在于钻孔技术、锚杆杆体的定位、灌浆施工和张力锁定几个方面。

美国声波钻进规程ASTM D6914/D6914M-16浅析

声波钻进技术具有速度快、岩心保真好、适用地层广等优点,广泛应用于工程勘察、环境调查、浅源地热、基础工程、矿山治理等领域。为了提高声波钻进施工质量和过程控制,美国材料与实验协会于2004年制定了第一部声波钻进规程D6914-04,后经多次修订完善,形成最新声波钻进规程D6914/D6914M-16。本文根据该版规程内容,从技术原理、钻进设备、成孔工艺等方面展开了阐述。当振动器与钻柱谐振频率重叠时,声波钻头受到的能量达到峰值。钻机和取心钻具是声波钻进的核心设备。成孔工艺主要以双管高频振动、低速回转为主,实现多种目的层的原位取心作业。标准相关内容对声波钻进技术在我国的持续推广具有参考意义。

热机碎岩技术研究

本文介绍了一种非常规碎岩方法——热机碎岩法的碎岩机理、碎岩工具以及工艺等,深入认识了该技术与传统机械碎岩的区别。该工艺利用钻头与岩石摩擦所产生的大量热量,使岩石的内部结构在高温下发生物理或化学变化,进而使岩石强度和磨蚀性显著降低。热机碎岩钻进技术是切实可行的,能提高钻进效率,降低钻进成本。

基于多因素的HDD回拖力计算模型应用研究

本文对非开挖回拖力进行了比较全面的分析和研究，先将回拖轨迹简化为圆弧曲线-水平直线-圆弧曲线，然后将回拖力分为管端阻力、弯曲阻力、水平摩擦阻力、钻井液阻力四个部分，建立各部分阻力的力学数学模型，最终总结出计算管道总回拖力的方法。为了完成对非开挖回拖力的庞大计算量，本文在建立力学模型的基础上，采用C语言，编制了计算机计算程序，能够简单快捷算出回拖力。实践证明，该模型计算值与实测值仅相差5％，比较符合实际，提出的不足对以后模型的改进和现场施工也有一定的指导意义。

地基处理优化技术的应用与发展研究

为了提高复杂情况、高层超高层建筑以及特殊要求建筑地基施工质量,施工技术人员结合材料学、生物学等技术领域,开展了新型地基处理技术应用发展研究。这一研究的开展对于我国地基处理技术发展,起到了不可忽视的促进作用。

非开挖钻孔新型碎泥屑钻头力学模型使用研究

新型碎泥屑钻孔技术是我国当前非开挖钻孔施工中采用的一种新型施工技术。本文针对碎泥屑钻头基础工作原理与结构特征,开展了其理性模型公式研究。这一研究的开展对于新型碎泥屑钻头技术应用质量提升,起到了有效的促进作用。

临近地铁深基坑非开挖施工

深基坑工程在设计、施工等过程中需要涉及到工程岩土学、水文地质学、结构工程学等多学科领域。相比于其他工程,它不仅会对之后的施工造成较大的影响,还具有典型的时空效应。本文将信息化施工与基坑监测进行结合,对临近地铁的深基坑工程进行研究,以便及时根据数据监测结果来对相关的设计和施工进行调整,并依照"设计—施工—监测—优化设计—施工"的工作流程检验信息化施工的效果,从而提升施工的安全性,以获得良好的社会经济效益。

土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究

土体-大气相互作用是指在多种气象要素共同驱动下,地表浅层土体与大气之间进行物质交换与能量传递的复杂过程.受全球气候变化影响,近年来极端气候事件频发.土体的工程性质在日益严峻的气候环境下发生剧烈变化,产生了大量滑坡灾害,给岩土和地质工程领域带来许多新挑战.系统总结了降雨、气温、空气湿度、风以及太阳辐射5个主要气象要素影响边坡稳定性的机制,分析了土体龟裂、地表植被和土体-大气相互作用之间的关联效应.通过介绍各因素在改变边坡稳定性过程中发挥的作用,构建了一个包括气象要素、土体龟裂以及地表植被的土体-大气相互作用分析体系.该体系为今后土体-大气相互作用下土质边坡稳定性研究确定了关键研究问题,所揭示的作用机理可为今后同类研究提供参考.针对该课题的研究现状,笔者提出了今后的研究方向和重点,包括土体-植被-大气相互作用的理论模型、气候作用下冻土坡体失稳机理、极端气候工程地质作用的生态调控措施三个方面.