非饱和Q_2原状黄土工程特性试验

为了研究非饱和Q2原状黄土的破坏形式、变形、强度和屈服特性,采用SJ-1A型三轴剪力仪改造的非饱和土三轴剪切试验测试系统进行了5组非饱和Q2原状黄土的三轴固结排水剪切试验。试验结果表明:非饱和Q2原状黄土在三轴条件下,呈剪切破坏,破裂角一般在55°～61°;非饱和Q2原状黄土在低围压下呈剪胀性,在高围压下呈剪缩性;随着围压增大,应力应变曲线由软化向硬化发展。此外,通过εv-q/p关系曲线可以较好的确定非饱和Q2原状黄土在各围压下的屈服应力(py,qy),且研究发现随着围压的增加,屈服偏应力qy与屈服球应力py呈对数关系。

基于伊留辛公设的Q_2原状黄土弹塑性本构模型

为了较好地模拟非饱和Q2原状黄土的剪胀性和软化性,进行了一系列非饱和Q2原状黄土室内试验,获得非饱和Q2原状黄土的物理及力学参数。结合应变空间的塑性力学理论,推导出Q2原状黄土的屈服函数和以塑性功为硬化参数的硬化规律。根据伊留辛公设和相关联流动法则,建立了应变空间的Q2原状黄土弹塑性本构模型。通过计算与试验实测值的比较,表明该本构模型能反映Q2原状黄土的剪胀性和软化性。

基于经济安全系数比的隧道穿越超浅埋大偏压段方案优化研究

在黄土高原地区,由于沟壑众多,在隧道选线过程中出现了一种最不利的地形条件,即隧道需穿越超浅埋大偏压地段。为了研究其经济、安全、可靠的穿越方案,提出经济安全系数比的概念及计算原理。对隧道穿越超浅埋大偏压段的方案先进行设计,然后采用有限元强度折减法和相关定额计算出各方案的经济安全系数比,并结合数值模拟方法对3种典型穿越方案下的隧道围岩应力、洞室变形和初期支护应力等进行计算分析。经过综合对比,得出按反压法设计的穿越方案最优。该方案既有利于超浅埋大偏压隧道的整体稳定,又有利于减少工程造价。