K_(0)≠1时条形基础地基临塑荷载公式

目前土力学教材中给出的条形基础临塑荷载公式都是假定侧压力系数K_(0)=1,其计算结果偏大。已有文献在推导K_(0)≠1的临塑荷载公式时,由于近似计算或假定不合理,导致给出的公式不准确。本文首先沿基底附加应力产生的地基中主应力方向建立局部直角坐标系,得到K_(0)≠1时地基中一点的应力表达式;再通过误差分析,确定出主应力开平方近似计算式中系数的合理取值;然后根据塑性区开展深度为0,得到局部坐标系与竖向的夹角;最后将应力表达式代入Coulomb准则,利用开平方近似计算式、三角函数级数展开式,通过求导得到临塑荷载公式。算例表明:对于通常情况下的条形基础,K_(0)≠1时地基土自重应力引起的主应力轴偏转角度较小,采用土力学教材中公式计算临塑荷载误差在10%以内,采用本文提出的公式计算临塑荷载,可以保证误差小于1.0%。

节理岩体应力波反演模型研究

通过分析垂直节理面入射应力波的传播过程,得出节理界面产生的各次回波波形函数表达式,确定波源处的振动组合,从而建立以该振动信号分析为基础的反演节理特征的模型。该模型不仅能反演出节理的一些基本特征,包括:节理的位置、节理内充填物的波阻抗、品质因子、以及节理宽度与波速比值,而且还能反演出节理另一侧岩石的波阻抗,这一成果无疑将扩大应力波在节理岩体测试中的应用范围。

反射波初至时刻判断中的信号对比法

在地表波动测试中,若不考虑上部岩层不均匀性,与发射点距离相等的测点上测得的振动信号理应吻合,而当某测点最先有节理面反射纵波传播至时,其振动信号就与其它测点振动信号发生偏离,故可通过信号对比判断出该测点处节理反射波初至时刻,该方法应用于实测信号,判断出的节理反射波初至时刻误差<1%.

地震作用下边坡动力系数有限元分析

地震对边坡稳定性有重要影响,地震波在坡体内会产生动力放大效应,动力系数受边坡形态的影响。采用有限元方法作边坡动力分析时,根据边坡固有频率和坡体阻尼比确定出阻尼矩阵,选取合理的计算域宽度,边界采用人工一致边界,地震加速度输到基底。动力分析结果表明,坡度越大,边坡动力系数越大,动力系数沿坡高方向是变化的,坡脚处最小,坡顶处最大,以滑裂面以上楔体重心处的动力系数作为地震作用下边坡的动力系数值较合理,对于工程上较陡的边坡来说,动力系数在1.6-1.8之间。

岩石单轴受压体应变与长期强度关系

为了验证可根据岩石单轴受压体应变最大值大致对应出岩石的长期强度这一观点,对4个砂岩试样进行单轴受压试验,采用千分表测出受压过程中的径向变形,计算出径向应变和体应变,得出岩样单轴受压时轴向应力-体应变曲线,结果表明:岩石单轴受压时发生的是剪切破坏,轴向应力-体应变曲线极不规则.得出的结论是无法根据岩石单轴受压体应变的变化特征确定出岩石的长期强度.

土变形模量的柔性承载板测试研究

目前平板载荷试验(PLT)所用的承载板均为刚性承载板,无法考虑板底压力实际分布,测试出的地基土变形模量E_0存在一定的偏差。为实现板底均匀加载,在刚性承载板下加装气囊,研制出一种适用于PLT的柔性承载板。采用柔性承载板测试时,气囊内部变形量由电感式位移传感器测出,各级载荷值由合力P与囊内气压p同时控制。室内对比试验结果表明,刚性承载板测试出的E_0比柔性承载板测试出的E_0偏大14.0%,有限元模拟同样也表明刚性承载板测试出的E_0偏大10%以上,采用柔性承载板可得到E_0的准确值。研究认为土体变形模量的柔性承载板测试法具有可行性和先进性,成本及效率方面完全可以接受。

瑞典法三角函数积分解析式及滑面搜寻改进方法

为提高瑞典条分法的工程分析效果,通过三角函数积分得到均质边坡稳定系数解析式,将该积分式用于边坡分析,不仅可以节省计算工作量,还可以得到瑞典法精确解;为了解决目前边坡滑面搜寻方法的不足,提出了通过搜寻圆弧在坡顶面的截距和圆弧半径来确定出最危险圆弧面,该方法不仅能减小搜寻用时,还能保证滑面追踪的准确性。

节理产状的应力波反射法反演研究

节理对岩体工程有重要的影响,采用应力波反演节理产状有重要的工程意义。根据解析几何理论严密推导出节理面反射波走时公式,该公式建立节理真倾向、真倾角值与测点走时的直接关系。通过复信号分析可得到信号的瞬时振幅、相位和频率,节理岩体模拟试验测得的信号分析表明,即使面波干扰严重,由瞬时频率还是能有效判断节理反射波初至时刻,得到不同测线上的测点走时,在MATLAB平台上编制程序,由这些测点走时搜寻出反射波等时圆圆心,最终能很好地反演出节理产状。

复信号分析在反射波初至时刻判断中的应用

节理产状应力波反演时,关键问题在根据测试振动信号判断出节理面反射纵波初至时刻。借助H ilbert变换可实现信号的复信号分析,人工合成振动信号的复信号分析说明了瞬时振幅、瞬时频率二者在反射波识别方面均有很好的效果,用节理岩体模拟实验测得的信号分析表明,即使面波干扰严重,瞬时频率还是能有效判断节理反射纵波初至时刻。

一个能够优化边坡安全稳定系数计算的解析式

简化Bishop法是工程界分析边坡安全稳定性应用最普遍的极限平衡方法,通过三角函数积分得到均质边坡简化Bishop法稳定系数解析式,将该积分式用于边坡分析,不仅可以节省计算工作量,还可以得到安全稳定系数最精确解。

基于柔性承载板载荷试验的土抗剪强度参数反演研究

传统的刚性承载板载荷试验(PLT)主要确定地基的承载力,不能用来反演土的抗剪强度参数c、j。通过刚性承载板下加装气囊,研制出一种适用于载荷试验的柔性承载板,两个电感式位移传感器分别布置于板内边缘处,用于测量该处气囊厚度变化量dδ。用柔性承载板开展载荷试验时板底压力P均匀分布,同时在柔性承载板一侧采用柔性水压板施加恒定的均匀地表荷载,根据两条p-dδ曲线变化规律得出2个临塑荷载,将临塑荷载与地表荷载值代入理论公式反演出c、j。分别采用黏性土和干砂开展室内载荷试验,证明了该反演方法的可行性,通过分析认为该反演方法具有适用性和先进性。

岩石直接拉伸试验装置及方法

岩石直接拉伸(单轴拉伸)试验是测试岩石抗拉强度、拉伸变形模量最准确的方法。为解决目前直接拉伸试验装置结构复杂、无法避免弯扭的问题,提出采用等边角铝作为对中粘接装置,芳纶纤维绳与两个吊环组合作为拉伸装置。针对岩样直径在不同高度处和不同方向上的差异,提出垫纸条的对中粘接方法。在铝棒的侧面粘贴6个应变片,多次拉伸试验测出铝棒偏心距e最大为0.24 mm,最小仅为0.04 mm,验证了该对中粘接装置及方法在开展直接拉伸试验方面有很好的效果。开展了2个岩样的拉伸试验,测试出岩石较准确的拉伸力学参数。该套装置具有结构简单、制作成本低的优点,适合于在岩石直接拉伸试验中推广应用。

岩石蠕变对边坡支挡力影响的有限元分析

岩石具有蠕变效应,对砂岩和泥岩岩样分别进行蠕变试验和松弛试验,采用广义Kelvin模型对试验数据作拟合,得到两类岩石在不同压力水平下的蠕变参数,采用有限元程序对重庆地区典型的泥、砂岩互层边坡作数值分析,考虑了边坡开挖卸荷影响区的岩层蠕变效应,分析结果表明,由于泥岩层的剧烈蠕变,支挡锚杆轴力随时间变化明显,最上排锚杆轴力增加幅度达132%,坡顶向外位移也显著增大,建议今后边坡支挡设计时对于上部支挡力增大,对上部尤其第一排锚杆重点加强,加强方法是增加配筋和增大锚固长度。

边坡稳定性分析与滑裂面的确定

本文就边坡稳定性分析、边坡支挡设计中遇到的滑裂面选取问题展开讨论 ,给出了边坡稳定分析滑裂面角的解析式。对于支挡设计中滑裂面角度 ,通过对多种土体参数和边坡参数变化结果的对比分析得出一些定性分析的有用结论 ,相信会对指导工程实践有所帮助。

高校学生课程考试成绩的正态化换算方法研究

课程考试分数是评判学生学习成绩的主要依据。高校的学生奖学金评定、学生评教以及国际合作育人都涉及学生考分换算问题。分析了常用的三种换算方法的不足,提出了一种有助于班级学生成绩趋于正态分布的换算方法。

矩形基础地基临塑荷载公式

目前土力学教材中给出的临塑荷载公式只适用于条形基础。实际工程中柱下矩形基础比条形基础应用更广泛,对矩形基础地基临塑荷载公式开展研究不仅对土力学学科发展具有理论意义,同时对矩形基础设计具有实践价值。首先通过二重积分得到矩形基底左右两侧区域内向上拉应力在基底边缘处产生的应力;再以条形基底地基中主应力方向建立局部直角坐标系,通过应力叠加得到矩形基底边缘处应力表达式;接着对开平方近似计算式中系数n的不同取值作误差分析;最后将应力表达式代入Coulomb强度准则,利用开平方近似计算式和三角函数级数展开式,通过求导得到矩形基础地基临塑荷载公式。不同类型地基土的算例表明,地基土泊松比越小,矩形基础与条形基础的地基临塑荷载比值越小,利用后者的临塑荷载公式计算前者的临塑荷载不安全。

工程硕士岩石力学课程教学改革与实践

为提高岩石力学课程教学效果和工程硕士培养质量,文章对该课程教学进行了改革探索。主要内容包括:教学方法的改革(重视启发式教学、尝试讨论式教学)、开设自主性实验和布置综合性作业等。通过改革,该课程教学质量明显提高,学生满意度大幅提升。

反射波等时圆在岩体节理反演中的应用

节理对岩体工程有重要的影响,采用应力波反演节理产状有重要的工程意义。从振源点发出的应力波经节理面反射后返回地面,利用解析几何理论,根据点、线、面的相互关系,经过严密推导,得出该反射波走时公式,该公式建立了节理真倾向、真倾角值与地面测点走时的直接关系,描述出的地面反射波等时圆概念清晰、明确。实测时,绕发射点环形布置测点,利用MATLAB平台上编写的程序,搜寻出等时圆圆心后,再结合任一测点走时即可反演节理产状。

单向排水管在库岸边坡模型中的实验研究

为了阻止水流通过排水管进入库岸边坡,设计出能满足单向排水要求的排水管。制作库岸边坡室内模型并测试墙背土压力值,实验结果表明,采用单向排水管能大幅减小挡墙背的土压力值,从而降低边坡支挡费用。

土层水平卸荷拱的形成条件

分析了边坡柱板支挡体系中水平卸荷拱形成的条件,导出了水平卸荷拱的形成与柱宽、柱间距、土层参数c和(?)值、柱与土的摩擦系数、水平推力之间的关系,为设计人员提供了确定柱间距与柱宽的定量计算方法,经过初步应用,效果较好。