粗糙岩石裂隙低速非线性渗流模型及试验验证

岩体粗糙裂隙非线性渗透特性是岩体渗流研究的重要课题。针对Javadi所提T模型中亚裂隙中速度恒定这一假设的不足,将其修正为速度与开度成正比的经验关系,考虑黏性压降和局部压降,提出了新的低速下粗糙裂隙非线性渗流模型(MT模型)。为了验证MT模型的正确性,对5种不同粗糙裂隙进行了低流量的饱和渗流试验,将现有模型及MT模型的预测值与试验结果进行对比,分析表明MT模型与试验结果更为吻合,且模型适用于粗糙性系数JRC≤10的低粗糙度裂隙,雷诺数小于1 000的低流速情况。对MT模型进行分析,初步揭露了粗糙裂隙的非线性渗流机制,即小雷诺数下的Darcy流和大雷诺数下的Forchheimer流,并用临界雷诺数区分两种流动行为。分析了裂隙的粗糙度和开度对非线性渗流特性的影响,表明裂隙越粗糙或开度越小,则临界雷诺数越小,非线性作用将越强。提出了临界雷诺数与水力开度和绝对粗糙度的经验关系式,同时指出该关系式适用于JRC≤10的低粗糙度裂隙。

海相沉积软土水泥固化机理研究

文章开展了不同盐离子条件下高含盐水泥土无侧限抗压强度试验,分析了参数对其强度的影响,并基于试验结果研究了可溶盐离子与海相沉积高含盐软土水泥的固化机理。研究结果显示,可溶盐离子对海相沉积水泥土试块的强度有一定的负作用。造成这一现象的原因在于:Mg^(2+)降低试块的胶结力,Cl^(-)阻止“火山灰效应”,SO_(4)^(2-)参与反应生成钙矾石,当膨胀力高于胶结力时,钙矾石发生破裂。

海相沉积高含盐水泥土力学特性研究

为研究可溶盐离子类别与含量对海相沉积高含盐软土强度的影响,文中设计16组试验配比方案,对不同盐离子含量、类型以及龄期条件下海相沉积高含盐软土进行无侧限抗压强度试验,研究各因素对水泥土强度的影响特性。研究结果显示,可溶盐离子对海相沉积水泥土试块的强度有负作用,且作用效果与盐离子含量和龄期均呈正相关。

化学固结渣土层的应力和位移分析

浦东机场围区堆填了大量来自市内建设区域的盾构渣土,由于土质原因无法直接用作市政道路的路基,化学固结是基于施工特性和经济效益的最优选择。先简单阐述了固结剂的选择,用于路面结构层位和稳定渣土材料的设计过程,提出各层次的掺量、压实度和7 d无侧限抗压强度需求,以设计目标压实度和无侧限抗压强度的最低要求为依据,通过对浦东机场软土固结处理方法进行先期模拟,采用有限元分析方法,基于固结层地基在路堤荷载作用下的应力、应变特点,确定了不同影响因素作用下固结层的地表沉降变化曲线以及附加应力分布曲线。研究表明,硬壳层的扩散应力以及封闭效应的存在使得其更好地保护下部软土,从而体现出更好的工程特性。