上海黏土强度特性真三轴试验研究

利用自主改造的、大主应力与小主应力方向由刚性加压板加载、中主应力方向由围压室液压加载的自动控制刚柔复合真三轴仪,对上海原状软土进行同一π面上不同洛德角真三轴固结排水剪切试验。原状土样通过分块抽样法获取,共进行了5组不同洛德角(0°、15°、30°、45°和60°)排水剪切试验。试验结果显示,上海原状软土抗剪强度、屈服和破坏点位置随洛德角的增大而减小,体积变化量先增大后减小。三向应力状态下上海软土的破坏强度接近空间滑移面(SMP)破坏准则。

软岩地下洞库施工的水土耦合有限元模拟

为了解决饱和软岩地下洞库开挖稳定数值模拟分析中的2项关键问题:合适的本构模型和超孔隙水压对岩体受力变形的影响,基于软岩的类超固结土性质,将下负荷面理论应用于修正剑桥模型,推导出适用于研究软岩地层开挖数值模拟的简易本构模型,并通过三轴试验结果与数值模拟结果相比较验证新本构模型的适用性;然后通过某一实际软岩地下洞库开挖工程的数值模拟,对比分析水土耦合和水土非耦合方法得到的数值模拟结果与现场实测结果间的符合程度.结果表明,新提出的所需参数较少的简易软岩本构模型能较好地模拟岩体在开挖过程中的受力变形特征,同时发现采用水土耦合算法模拟饱和软岩地下洞室开挖能够很好地模拟实际开挖过程中围岩的受力与变形情况.

双圆盾构盾尾注浆对地层沉降的影响分析

双圆盾构(DOT)具有地下空间占用少、施工效率高、经济效益好等优点,在国内已有成功应用实例,但如何控制施工过程中产生的地层沉降一直是个技术难题。本论文针对某双圆盾构隧道施工过程中引起地表沉降过大问题,通过多个断面地表沉降测量和分层沉降监测,结合双圆盾构实际施工参数和现场调研结果对双圆盾构沉降机理开展研究。文章揭示了在软土地层中,盾尾注浆是控制双圆盾构施工引起的地层沉降的关键,并提出了注浆设备改造及工艺改造要求。

自动控制真三轴仪的研制及验证

真三轴仪在土工理论研究与实际应用上有着广泛的应用。在研究黏土的长期力学特性时,需要进行长时间的固结排水试验,这就要求实现试验过程的全自动控制,以提高试验可靠性,并减轻操作人员的劳动负担。本文介绍全自动真三轴仪的系统组成和加压方法,自动控制系统和测量系统,以及控制程序。然后给出试验方法。最后用橡胶块试验和重塑土试验来验证设备的准确性和适用性。

堆积软岩的黏弹塑性本构模型及其数值计算应用

堆积软岩的主要力学特性有应变软化、流变、受中间主应力影响等,为了尽可能完整地描述这些力学特性,提出一个全新的黏弹塑性本构模型。该模型基于下负荷面和tij概念,以超固结状态与正常固结状态之间的孔隙比差ρ为状态变量,并在该状态参量的演化律中引入非齐次函数,使模型能综合描述软岩的应变软化、流变和受中间主应力影响的力学特性。新模型仅比剑桥模型多了4个参数,而且4个参数都具有明确物理意义,可通过常规三轴试验确定。以降雨引起的软岩边坡的渐进性破坏为工程背景,用水土耦合有限元来探讨2种不同地下水位变化对边坡破坏的影响,从坡体的剪应变分布、位移矢量、破坏的传播等方面分析边坡的破坏机制。

既有三轴剪力仪的自动化改造及应用

为了开发新的上海软土本构模型,需要对既有的旧型三轴仪进行自动化改造,为获得大量试验数据提供物质基础。在分析既有设备的系统构造后,根据三轴仪的基本原理,对围压及反压加压路径进行全面改造,提高了可靠性并简化了操作流程;同时实现了位移测量和体积变化测量的自动化。最后进行了上海黏土试验以验证设备的可靠性。改造工作将原有闲置仪器进行充分再利用,改善了科研条件。介绍的方法可直接或者稍加改动后用于其他类似三轴仪的改造。