砂土自由场地基水平垂直振动离心模拟试验

利用最新研制的R500B振动台在450 g-t离心机上对砂土自由场地基在水平和垂直地震下的动态反应做了离心模拟试验研究。模拟离心重力场为30 g,振动台在水平和垂直方向的控制最大加速度分别为20 g和10 g。模型内布置相应的微型加速度计以测量地震反应。结果表明,在水平和竖向同时激振与单向分别激振砂土两种情况下,砂土地基有不同的动力反应,应在设计中予以考虑水平和竖向同时激振的耦合作用对砂土地基的影响。

地铁盾构管片弯曲变形特性试验研究

介绍了北京地铁五号线工程盾构管片的抗弯能力试验,根据试验数据对管片的抗弯能力做了分析,给出弯矩与变形能力曲线,并对管片弯曲能力计算方法做了理论分析,通过试验数据与理论计算结果比较分析,给出工程用弯曲能力计算公式.

用有效应力解释非饱和土的弹塑性行为

在巴塞罗那基本模型BBM模型的框架下,应用有效应力和应力双变量分别解释非饱和土弹塑性行为的不同特点。对文献试验数据的分析表明:在应力双变量构成的应力空间中,存在两个初始LC屈服面,加载强化过程中也具有两个LC后继屈服面;相反,有效应力空间中,非饱和土具有唯一的初始LC屈服面,加载强化过程中LC屈服面也保持唯一。非饱和土在两个应力空间中的不同表现与非饱和土的水分滞回性质相关。与采用应力双变量的弹塑性模型不同,采用了有效应力的弹塑性模型,可直接反映水分滞回的影响。

沉管隧道地基加固区整平船插桩计算分析

对经DCM或高压旋喷桩加固后的外海沉管隧道地基,整平船施工时桩腿下插深度目前并没有成熟计算方法。以传统极限平衡理论为基础,考虑桩腿包围面积的影响、加固桩体强度影响以及加固体对整平船桩腿的约束作用3个因素,提出了加固区整平船插桩深度计算方法,并结合工程实例分析了插桩深度,可为外海整平船稳定性计算及类似工程提供参考。

R500B离心机振动台动力试验性能分析

利用已有试验数据分析了振动台激励波和输出波之间的相干性,包括水平激振、竖向激振以及水平和竖向同时激振方式,采用激励地震波的频率范围为90～350 Hz,台面上振动质量为443 kg,离心加速度为30 g。也分析了对频率为120 Hz正弦波的模拟结果。结果表明,R500B离心机地震模拟振动台对复杂地震波和正弦波具有良好的模拟能力。

离心模型中测量基质吸力的微型传感器

本文分析了3种应用于离心模型中测量非饱和土基质吸力的微型传感器。其中,电阻率微型传感器测量饱和度,通过土水特征曲线来求基质吸力,只能间接测量。热传导传感器相对体积较大,不受周围土体盐分的影响,适用于现场长期观测,但应用于离心模型还有待改进。改进的PDCR-81及其类似的微型张力计,体积微小,可直接测量非饱和土中的基质吸力。但其饱和程度会影响其测值,对饱和要求较高。为了进一步研究PDCR-81在离心模型试验中的测量基质吸力的可行性,笔者对PDCR-81做适当改进,应用其测量了非饱和土中吸力。试验发现,严格的饱和过程可以延长基质吸力稳定时间。

沉管隧道垄沟碎石基床工程特性试验研究

通过室内大型载荷模型试验研究沉管隧道带垄沟碎石基床的力学特性。试验碎石基床的加载方法包括满铺碎石、压拢顶、压垄沟3种,模型宽1.2 m,高0.8 m,长2.0 m。试验过程中测量竖向荷载、表面沉降和位移、垄沟空间变化、混凝土加载梁的钢筋应力发展以及试验槽侧移。结果表明:直至750 kPa的荷载压力下,3种碎石基床试验中沉降和荷载呈线性变化,说明碎石基床处于压密的弹性阶段;加载过程中,垄沟空间随荷载增加呈线性减小,并被逐渐压平;带垄沟碎石基床与满铺碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,最终沉降基本一致,可以认为垄沟对基床力学性质无显著影响,但在工程中应计入由于垄沟存在导致接触面积差异,试验还发现带垄沟碎石基床的混凝土加载梁钢筋应力较满铺碎石基层情况下增加20%~30%;建立了带垄沟碎石基床数值模拟方法,模拟结果表明:满铺、压垄沟碎石基床的荷载沉降曲线基本一致,也证明2种基床的变形和承载力一致。

零屈服应力下混凝土三轴受压塑性模型

为了模拟混凝土真三轴压缩的力学性质,在分析混凝土真三轴和常规三轴压缩试验结果基础上,以经典塑性力学为理论基础,建立了混凝土的真三轴本构模型.模型考虑了混凝土初始屈服强度为0的实验特性,采用4参数的Hsieh-Ting-Chen作为破坏准则,假定材料强化和软化符合各向同性和非相关联的塑性流动法则,并将混凝土压缩实验中的扩容和塑性功相联系起来,把lode角引入塑性势函数中.模型与两种不同配比的混凝土立方体试件分别在6组不同加载路径下的试验结果进行了验证.

混凝土一种假三轴塑性本构模型

在试验中发现:混凝土在很小的压力下就有塑性变形,混凝土的应力状态达到峰值前甚至峰值后不一定会有扩容.考虑了这两个试验现象,在构造的模型中假定混凝土初始屈服强度为零,从而模型算出的单调加载条件下的应力_应变曲线具有和试验相符合的光滑、连续的特征.提出了判断材料的应力状态到达峰值前是否出现扩容的方法,使模型能对扩容和不出现扩容两种试验现象进行模拟.模型与沿4组假三轴压缩比例加载应力路径对混凝土加载的试验结果进行了对比,模型对实验中混凝土的峰前段应力_应变关系能进行合理模拟,对峰值后可模拟小段范围内的应力_应变关系及其趋势.

湿陷性黄土与膨胀土的分级增湿变形特性试验研究

对陕西张桥的湿陷性黄土和安康的膨胀土分别进行了分级增湿变形试验。根据试验结果分析了这两种土的应力应变关系曲线、增湿变形过程中基质吸力变化特点及增湿变形类型。分析表明,其两者的增湿变形应力应变曲线形态完全不同,湿陷性黄土的应力应变曲线明显分为压缩、湿陷变形和固结压密3段,并且在湿陷变形转变为固结压密时有一个明显的转点。膨胀土的应力则随变形增加呈衰减趋势,并且在增湿变形中以体积变形为主,剪切变形较少。湿陷性黄土和膨胀土在增湿过程中基质吸力变化亦表现出明显的差异,前者随含水率明显变化,随应力变化较小,而后者随含水率和应力的增加均有较大变化。最后提出湿陷性黄土的湿陷起始应力和膨胀土的膨胀应力两个概念,进一步合理分析了两者的特征力。

地铁管片环向接头弯曲刚度试验研究

对某城市地铁管片环向接头的弯曲变形特性进行了试验研究。加载采用两套设备 ,一套用来施加环向荷载 ,另一套用来施加弯矩。加载方法是先施加环向荷载到 75 0kN ,然后维持环向压力不变 ,施加弯矩。分别得到了在正弯矩作用下和负弯矩作用下管片接头处的弯矩 -相对转角关系曲线。每条曲线大体上分为两个部分 ,分别对应于环向接触面在张开前的变形过程和张开后的变形过程。

离心机振动台输入输出波相似程度评价方法研究

离心机振动台台面真实振动(输出波)与试验设计采用的地震波(输入波)之间的相似程度是反映振动台性能的一个重要指标。中国水利水电科学研究院在2010年12月成功安装了具有水平和垂直双向控制振动的离心机振动台R500B,进行了8次台面性能检测试验,以此试验结果为基础,结合2种对于输入输出地震波相似程度的评价方法,检验了R500B模拟各类地震波的性能。评价结果表明:由于R500B安装了地震波输入调整模块,能够较好地模拟多种地震波,因此能够模拟各类建筑物在不同地震条件下的各种反应,说明使用R500B开展的离心动力模型试验具有较高的可靠性和良好的工程应用前景。

膨胀土地基增湿变形的离心模型试验研究

【目的】根据渠道地基的运行特点,对浸水条件下的膨胀土渠道地基进行离心模拟试验。【方法】将模型离心加速度增加到60g,然后浸水并保持水头8.5 cm,再用各种传感器测量浸水过程中模型的表面位移、内部土压力和吸力。【结果】在上覆水压力作用下,膨胀土先发生压缩,然后由于水分浸入发生轻微膨胀,并导致侧压力系数逐渐增大。试验后对模型含水量和干密度的测定表明,模型内形成了含水量梯度,干密度随深度逐渐增加而增大。【结论】模型变形和内部土压力变化是模型内部含水量变化的结果,同时也受上覆压力影响;基质吸力主要与含水量有关,受重力加速度变化的影响较小。

TPEI-200g·t土工离心模型试验系统建设

土工离心模型试验技术是研究复杂岩土工程问题的重要手段,受到国内外学者的广泛关注。TPEI-200g·t土工离心模型试验系统于2021年全面建成,其最大离心加速度为200g,最大负载为2 t,有效半径为4 m;数据采集系统采用美国NI模块,为动静一体数据采集系统,共有128个通道,能够采集土压、孔压、应变、位移、加速度等试验参数;该系统配备了多轴机器人、振动台、抛填机器人、水位升降机器人等多种机载设备,能够动态模拟插拔桩、挖坑、打洞、振动、填筑、水位升降等多种现实工况,满足绝大部分情况下土工试验的需要。该试验系统立足于为重大工程项目提供技术服务与支持,为交通行业提供一个高水平的研究平台。

大直径混凝土圆筒施工期稳定性分析

深水敞式码头大直径混凝土圆筒受海域波浪作用,在施工期应验算其稳定性,以此为依据制定合理的施工处置方案。现行规范对波浪力的计算无法考虑波浪力与混凝土圆筒相互作用的三维特点,也不能反映波浪荷载周期性特点。文中采用规范方法和数值模拟相结合来分析波浪的作用,首先利用规范方法计算圆筒的滑移稳定性,确定圆筒的回填渣料;再采用线性绕射波理论分析大直径混凝土圆筒的波浪力,采用Flac3d有限差分软件分析验证了波浪力对大直径混凝土圆筒的作用。结果表明,在施工处置方案下,施工期大直径混凝土圆筒在深水域中受波浪力作用时,波浪力、圆筒与基床之间达到了相互协调平衡,整体处于稳定状态。

饱和砂土地基液化离心机振动台模型试验研究

通过开展饱和砂土地基水平振动的离心机振动台试验,研究了振动液化过程中砂土地基的动力响应沿深度的变化规律,发现在液化过程中,由于剪切模量的变化,液化土层与下部未液化土层之间将形成反射界面,后续传来地震波所携带的能量将通过该界面反射至下部土层,导致其动力响应显著变大;同时发现土层在经历液化过程后,其抗液化能力会显著提高,但再次地震时,发生过液化的土层的动力响应也将明显增大。研究结果能够加深对于饱和砂土地基中地震动传播规律的认识,同时也可为验证和改进现有评估砂土液化影响的计算方法提供试验数据。

一种吹填超软土地基快速加固技术研究与应用

本文通过现场试验研究,开发了一种无砂吹填超软土真空预压快速加固工艺,并通过两项工程实例对该工艺进行验证和应用。研究认为滤管排水板连接,埋入泥下20~30 cm作为真空预压抽气排水通道是可行的;排水板间距对超软土真空预压加固效果的影响是敏感的。在天津港某工程二次真空预压加固的浅层加固中采用56 cm排水板间距,使超软基迅速加固,形成满足重型插板机插板的工作界面,真正实现二次无砂真空预压地基加固。