重庆市长江边某地砂岩、砂泥岩、泥岩循环往复剪切强度变化规律研究

为研究重庆市长江边某地砂岩、砂泥岩、泥岩在往复剪切条件下的强度变化规律,通过控制砂泥岩颗粒配合比,分别在100、200、300、400kPa的法向应力条件下进行8次循环往复剪切试验。结果表明,随往复剪切次数的增加,三种试样的峰值剪切强度整体均呈减小趋势,且砂岩的峰值剪切强度最大,泥岩的剪切强度最小;三种岩石试样的抗剪强度指标变化规律总体一致,粘聚力先增后减,内摩擦角逐渐减小;砂岩的残余粘聚力最小,残余内摩擦角最大,泥岩的残余粘聚力最大,残余内摩擦角最小。结果可为工程实践中土料的选取提供参考。

基于应变评价边坡-地基失稳的过程控制

传统的边坡监测手段主要是监测局部区域的水平位移,然而应力和应变指标可更直观体现边坡的实时状态。根据光纤传感分布式监测技术的原理,建立了边坡-地基数值模型,采用水平应变的评价指标,对其变形失稳过程开展了研究。结果表明:在加载过程中,相对于水平位移指标,边坡内部的水平应变指标可以更好地体现边坡的变形失稳过程并能够预测实际破坏的滑动面。坡体内部设置的6条水平测线中最大水平应变与稳定性系数呈较好的对数关系,通过比较,建议主要对坡中区域进行布线监控。此外,引入水平应变加速度指标,得到了与边坡稳定性系数的关系,并可预测边坡-地基的稳定性劣化趋势,进而实现过程控制。

水位变动对框架码头排架桩弯矩影响试验研究

为探究岸坡后方水平作用力下水位变动时排架桩体弯矩沿桩身变化规律,试验设置7组水位变动方案,在后方40KN水平均布荷载作用下测定桩身应变;并分析弯矩变化。结果表明,与水位上升相比,水位下降时A桩弯矩平均增量最大,为24.20 N·m;D桩弯矩平均增幅最大,为22.76%;C桩弯矩减小。距坡肩较近的A桩与B桩桩身弯矩随水位升高而减小,距坡脚较近的D桩桩身弯矩随水位降低而减小,中部C桩弯矩变化规律不明显。水位上升时各桩身弯矩曲线变化形状与下降时一致,水位变动并没有改变排架结构中桩体弯矩沿桩身分布曲线的形状,但影响弯矩数值大小。

砂岩-泥岩沉积互层面剪切特性数值模拟研究

沉积层面力学特性是探究砂岩泥岩互层岩质边坡变形及稳定的重要因素。以室内试验结果为依据,采用接触面与薄层单元模拟层面剪切特性,对比了两者应力应变曲线特点,分析了开挖条件下软硬互层岩质边坡层间应力分布。结果表明,接触面模拟砂岩泥岩界面特性时,其剪切应力应变曲线符合双曲线特征,呈应变软化现象,存在明显残余强度。薄层单元模拟层面剪切力学特性时存在初期应力剧增现象,模拟结果与试验值存在一定程度离散性。接触面与薄层单元均能模拟砂岩泥岩界面剪切应力应变特性。顺层岩质边坡开挖时难以控制接触面法开挖过程模型计算收敛程度,薄层单元方式更能有利于模拟开挖作用下其层面剪应力分布(即剪切错动效应)。

浸水时间对砂泥岩填料压缩特性影响试验研究

土料压缩特性参数是计算地基沉降变形的重要指标。为明确砂泥岩混合填料在不同浸水时间下压缩特性,设置7组不同时间的浸水方案、2种浸水方式,采用侧限压缩试验探究砂泥岩填料经不同时间浸水后的强度变化规律。试验结果表明,与不浸水试样相比,砂泥岩混合料浸水1 h后轴向变形增大11.48%,浸水5 d后,压缩模量降低了31.22%,压缩系数增大了45.03%;浸水5 d后,轴向变形比浸水1 h增大了47.40%,孔隙比减小了7.71%。长时间浸水降低砂泥岩混合料压缩模量,增大其压缩系数,其压缩变形增大。建议将压缩系数、压缩指数与压缩模量相结合来评判砂泥岩混合料长期浸水条件下的压缩特性。不同浸水时间下的应力应变曲线在lnε-ln p平面内呈直线,曲线簇呈扫帚状且有汇聚趋势。浸水饱和与真空抽气饱和的试验数据差值小于5%,这两种饱和试验方法对砂泥岩混合料压缩特性的影响不明显。

双对数平面内砂岩颗粒料孔隙比-应力曲线变化规律

为探究灰白砂岩颗粒料在侧限压缩情形下孔隙比—应力（e-p）曲线变化规律及其数学表达,设置砂泥配比、干密度及含水率三因素共11种方案,得到各方案下砂岩颗粒料的e-p曲线,并将e-p曲线与双对数坐标指数模型曲线进行对比,评价模型理论e-p曲线与砂岩颗粒料试验曲线吻合程度。试验结果及模型分析表明,不同砂泥配比时,双对数坐标指数模型颗粒料e-p曲线变化趋势与试验曲线一致;不同干密度时,当轴向应力处于0~0.8MPa时,该模型曲线与试验曲线吻合程度较高;不同含水率作用下砂岩颗粒料试验e-p曲线呈相互穿插形态,当应力处于0.4~1.6 MPa且含水率高于6%时,模型孔隙比理论值大于试验值。可见基于标准砂不同初始孔隙比建立的双对数坐标指数模型对不同干密度砂岩颗粒料e-p曲线数学表述吻合度较高,与不同砂泥配比及初始含水率的e-p曲线吻合度较低。

砂泥岩岸坡变形对排架结构弯矩影响试验研究

针对内河典型框架式码头岸坡受荷载作用发生变形,以主动土压力形式作用于下部桩体,进而影响排架结构受力,甚至发生错位、变形等破坏情况,通过大型模型试验,探究在水平推力和设计水位作用下砂泥岩混合料变坡比岸坡对单排架各桩梁的弯矩分布规律。结果表明:弯矩分布体现出框架码头刚度大、整体性好的特点,桩梁受力均匀;在岸坡变形产生的土压力作用下,分担了较大推力的后桩和具有特殊的传递分配荷载能力的横梁,都产生了较大弯矩,设计时都应充分考虑;水位作用改变了排架受力,使得桩周土体侧向应力增大,桩身弯矩也随着增大,从而影响码头结构安全性与整体稳定性。

砂泥岩颗粒料压缩-回弹特性试验研究

为研究砂泥岩颗粒料中泥岩颗粒粒径对其压缩及回弹特性的影响,通过向砂岩颗粒中掺入相同颗粒级配曲线泥岩颗粒方法及同粒径组按比例替换方式配制了2类8种砂泥岩混合料,选用侧限压缩固结试验得到了8种混合料e-P曲线及ε-P曲线;并计算出其压缩指标和回弹指标。试验结果表明,按不同比例掺入同一级配曲线泥岩颗粒的砂泥岩混合料,回弹指标与压缩指标随泥岩颗粒百分比增加而呈相反的变化趋势。在同一粒径组中泥岩颗粒含量为20%的砂泥岩颗粒混合料中,其回弹指标与压缩指标随泥岩颗粒替换粒径的增大而呈相反的变化趋势;而泥岩粒径在0.5~1.0 mm时混合料轴向应变比其他粒径范围内小,压缩模量随掺入泥岩颗粒的中值粒径增大而减小,回弹模量则与之相反。在控制填料压缩指标及回弹指标条件下,岸坡填筑区填料可按有效粒径值部分掺入挖方泥岩颗粒。

砼-土界面抗剪特性试验研究

利用改进的直剪装置对砂岩泥岩混合土料和不同粗糙表面的混凝土块进行直剪试验,观察土料变形特征,探究不同的界面粗糙度对砼-土界面剪切特性的影响。通过简化应力应变关系曲线的方法得出计算参数,利用峰值剪应力得出接触面抗剪性能,分析切向刚度系数k的意义。通过观察可以证实土体的基本变形阶段和破坏变形阶段的过程,即达到峰值剪应力前的基本变形过程,之后的破坏变形过程。结合试验现象对两个阶段的土体摩擦过程进行分析,即土体与结构物接触面的摩擦过程和土体与残余在结构物上的土体的摩擦过程。

浸水时间对砂泥岩颗粒混合料抗剪强度的影响

为研究浸水时间对砂泥岩颗粒混合料抗剪强度的影响程度,通过直剪试验分析了浸水时间对砂泥岩颗粒混合料的剪应力、抗剪强度及剪胀效应的影响。结果表明,砂泥岩颗粒混合料浸水后剪切过程大致分为弹性阶段和稳定破坏阶段;砂泥岩颗粒混合料的粘聚力随浸水时间呈现"增大—回落—基本稳定"的变化趋势,混合料的内摩擦角在整个剪切过程中变化不大;浸水时间越长,砂泥岩颗粒混合料的剪胀性越小,减缩现象越明显。研究结果为以砂泥岩颗粒混合料为建筑填料的涉水工程建设提供了参考依据。

护岸工程中透水框架消能应用研究综述

四面六边透水框架作为一种形式简单、消能促淤效用显著的水工建筑物被广泛应用于河道治理及岸坡防护工程。从模型试验、物理结构、统计分析及微观机理到排布分列总结其消能机理,以优化其促淤消能功效。但这些研究大多是基于控制变量法进行单因子分析。因此,从具体工程实际情形及多因子相互耦合角度优化透水框架消能效用,进一步挖掘其消能率,明确不同工况下最优参数。

排架结构码头阶梯形岸坡桩土相互作用模型试验研究

为研究排架结构码头阶梯形岸坡桩土相互作用以及水位变化对桩土作用的影响,进行了大型模型试验模拟。根据试验数据,对排架结构桩周土体的侧向应力分布、排架桩身的受力特性以及水位变化的影响进行了讨论。结果表明:水平荷载作用下,排架各桩桩周土体侧向应力分布相似,呈三角形分布。桩周土体侧向应力随荷载的增加而增大;排架结构对岸坡有遮帘效应,起到一定的抗滑作用;排架桩身弯矩值随荷载的增加逐渐增大,桩身弯矩的大小与桩所处的位置有很大关系;水位越高,桩周土体侧向应力越大,桩身弯矩也越大,码头整体稳定性越差。

掺砂高塑性红黏土抗剪强度直剪试验研究

考虑高塑性红黏土的高塑性指数、低压实性以及容易收缩开裂等特殊工程力学性质,开展了掺砂改善高塑性红黏土的研究。为了研究高塑性红黏土掺砂后的力学特性,通过向红黏土中掺入不同比例和不同颗粒粒径的砂料,制备相同干密度和含水率的试样进行直剪试验,探究不同掺砂比例以及不同颗粒粒径对高塑性红黏土直剪强度特性的影响。研究结果表明:高塑性红黏土掺砂后,能够显著提高内摩擦角,降低黏聚力和抗剪强度;掺砂比例对黏聚力的影响远大于对内摩擦角的影响。掺砂比例保持20%不变,高塑性红黏土的内摩擦角随着掺砂颗粒粒径的减小而增大,黏聚力及抗剪强度随着掺砂颗粒粒径的减小而减小。

西南地区典型软硬互嵌顺层岩坡开挖诱发变形及防治研究

针对西南地区软硬互嵌顺层岩质边坡开挖变形及防治问题,通过有限元计算,分析了某典型岩坡开挖后的应力及变形,并对抗滑桩加固后的岩坡进行了对比分析。结果表明:开挖后该软硬互嵌顺层岩质边坡的坡脚处出现压应力集中,开挖平台竖直向及水平向变形数值相接近,开挖坡面以水平向变形为主,开挖坡脚处变形均较小;设置抗滑桩加固后,开挖变形显著变小,且抗滑桩位置处岩体横坡向及竖直向变形存在绕桩分布;顺层岩质高边坡开挖卸荷引起其坡体变形分布以开挖面上部及远离坡脚的开挖平台处最为显著,若要进行岩坡变形防治监测,监测仪器摆放方向以与岩层倾角一致为最佳。