干湿循环作用下压实黄土三轴剪切特性试验研究

为研究干湿循环引起的压实黄土结构损伤对其应力-应变特征及三轴剪切强度的影响,对最优含水率条件下压实到干密度为1.7 g/cm3的黄土试样进行不同路径的干湿循环试验和三轴剪切试验。结果表明:干湿循环对压实黄土的三轴剪切特性影响显著,随着干湿循环次数的增加,压实黄土的应力-应变曲线先急剧下移,再逐渐上移,最后趋于稳定;干湿循环对压实黄土三轴剪切强度具有劣化作用,存在临界干湿循环次数nc,当干湿循环次数小于临界干湿循环次数时强度指标急剧减小,等于临界干湿循环次数时强度指标最小,大于临界干湿循环次数时强度指标逐渐增大并趋于稳定;分段函数能够较好反映三轴剪切强度指标的劣化规律和劣化过程;受干湿循环幅度影响,压实黄土存在干湿循环最劣含水率ww,可以根据压实完成后黄土的瞬时含水率是否接近或等于最劣含水率来评价干湿循环对三轴剪切强度的劣化程度。

桩基成孔施工中防塌泥浆性能试验分析

塌孔、缩径是桩基成孔施工中经常出现的问题,成孔的质量直接影响钻孔灌注桩桩体的质量。目前的成孔施工中除了下套管之外最有效的护壁方法就是采用防塌泥浆护壁。通过对各种组分泥浆试验性能参数的比较与分析,优选出防塌泥浆最佳配方,从而提高钻孔灌注桩成孔施工中孔壁的稳定性。

基于高校学生专业的辅导员配置问题探讨

新时期高校辅导员工作是大学生健康成长过程中最主要的工作,在对目前高校大学生存在的问题进行深入分析、对高校辅导员队伍配置存在的问题进行探讨后,结合学生和辅导员各自存在的问题,提出按照学生专业配置辅导员能够充分发挥辅导员全面指导学生的作用,使高校辅导员真正成为大学生健康成长的指导者和引路人。

软弱地层中桩孔人工冻结数值模拟分析

人工冻结数值模拟分析以温度场理论为基础,模拟分析冻结壁形成过程中等温线的分布情况以及冻结壁达到设计要求的时间因素。在一定假设条件下通过选取具体的工程地质参数,重点分析四根冻结管共同作用下,在直径80 cm的56#桩周围形成冻结壁开始发生交圈所需时间。冻结壁达到设计要求0.55 m。得出各冻结管在土体中形成的冻结壁发生交圈时等温线的分布图和所需的时间,冻结壁达到设计要求时等温线分布图。

非饱和压实黄土结构特性试验研究

对增(减)湿到相同含水率及相同干密度的不同结构性非饱和压实黄土进行土-水特征曲线试验和三轴剪切试验,研究制样含水率引起的结构变化对非饱和压实黄土基质吸力、应力-应变特征及结构性参数的影响。研究结果表明:制样含水率引起的结构性对非饱和压实黄土的土-水特征曲线有明显的影响,小于塑限时基质吸力随制样含水率的增大而增大,最优制样含水率时非饱和压实黄土具有均匀小孔隙的团粒凝聚结构使其吸力相对最大;应力-应变曲线在最优结构状态时位于坐标最上端,小于最优制样含水率时的结构弱化程度相对较低,其应力-应变曲线逐渐下移,大于最优制样含水率时土样的结构弱化程度较高,其应力-应变曲线位于最下端;定义的结构性参数m?r能够合理反映压实黄土的结构性,弥补了压实土工程中用最优含水率和最大干密度指标无法反映土结构性影响的不足;屈服结构性参数m?r0能够合理反映出不同制样含水率压实黄土的结构弱化程度,结构弱化程度还反映在三轴剪切破坏强度上。

堆体边坡根土复合体抗剪强度试验研究

经生态修复的堆体边坡多位于城镇生态涵养带和水源保护区,在降雨侵蚀作用下坡体浅层失稳现象严重,不同类型植被根系对土体强度指标影响的定量化是亟待解决的问题之一。以伊洛河流域粉黏土堆体边坡为例,量测单位样方内狗牙根及沙棘的植株高度、植株密度,调查土层深度20~30 cm、直径0.0~1.0 mm的狗牙根根系,调查深度40~50 cm、直径1.0~2.0 mm的沙棘根系,测量整理根长量、根体积、根系密度,确定加入土体中的根系直径及重量,测取各覆被条件下土样常规物理力学指标,采用GDS三轴试验仪对重塑根土试样开展一系列不固结不排水三轴试验,分析试样破坏荷载、根系强度影响系数、抗剪强度指标增长率。试验结果显示:相同围压下各根土复合试样破坏荷载均大于素土试样破坏荷载,狗牙根土试样、沙棘根土试样、狗牙根沙棘根土试样的破坏荷载约是素土试样破坏荷载的倍数依次为1.29~1.35倍、4.52~4.79倍、4.68~4.95倍;狗牙根根系强度影响系数随着围压的增大而减小,而含有沙棘根系试样的根系强度影响系数随着围压的增大而增大;含根系土试样的抗剪强度包络线均位于素土试样抗剪强度包络线上方,狗牙根根系对土体抗剪强度指标的改善主要体现在黏聚力上,而含沙棘根系土试样的黏聚力与内摩擦角均有相对更大幅度的提高;狗牙根土试样黏聚力增长率为35.63%、内摩擦角增长率为16.24%,沙棘根土试样黏聚力增长率为219.13%、内摩擦角增长率为254.02%,狗牙根沙棘混合土试样黏聚力增长率为224.88%、内摩擦角增长率为261.64%。不同类型根系对土体强度的贡献值是不同的,沙棘根系大于狗牙根根系。

根系形态对土体强度影响的试验研究

为了明确原状与重塑狗牙根根土的强度对应关系,应用激光扫描仪及根系图像分析软件研究狗牙根根系形态,分析根长密度、根系密度、根体积三项根系指标,用室内三轴试验分析原状与重塑狗牙根根土强度特性。结果显示:狗牙根根系多呈交错状分布,部分竖直、倾斜状分布;三项根系指标在0.0~30.0 cm段土体内占总根量的比例依次为93.6%、85.2%、93.8%;狗牙根根系显著提高了原状根土的粘聚力,倾斜状根系分布形态不能稳定体现根系对土体强度的提高,各根系分布形态下土体强度均随围压的增加而增大,对土体强度增长的贡献表现为交错>竖直>倾斜。根系倾斜角度与单位体积内根系形态指标是影响根土复合体强度增长差异的主因,狗牙根根系呈交错、竖直、倾斜分布的重塑根土试样破坏强度依次是原状根土试样破坏强度的0.68~1.11倍、0.56~0.95倍、0.38~0.74倍。

软土冻结状态下桩基施工工艺探讨

在软土层中设计钻孔灌注桩时桩基成孔受到塌孔、缩颈等孔内事故频发的影响,严重影响桩基础的质量。土层在冻结状态下强度大大提高,采用人工冻结技术,使土层中形成圆柱状冻结壁,在其中进行钻孔。文章主要探讨人工冻结条件下在软土地层中桩基的施工工艺,工程实践证明该施工工艺具有良好的施工效果。

冻结土层中桩基成孔用泥浆性能试验分析

冻结土层在我国分布广泛,在其中进行桩基成孔最主要的技术就是循环泥浆液的抗冻性,为了使低温环境中泥浆保持正常的性能,通过试验分析得出抗低温介质乙二醇、氯化钠以及乙二醇和氯化钠混合物在低温条件下的抗低温性能。将低温介质加入常温状态的泥浆配方中进行试验,分析试验成果得到最优的抗低温泥浆配方应用于冻结土层的桩基础施工中。工程应用表明所得泥浆配方能够在-8℃环境中保持良好的性能。

考虑应力修正的麦秆土直剪试验抗剪强度指标研究

为了分析麦秆含量对土壤抗剪强度指标的影响,获取更可靠的抗剪强度指标,推广能源节约型农业耕作生产,用TMS-PRO计算机控制质构仪做麦秆剪切试验。用应变控制式直剪试验研究原状与重塑麦秆土抗剪强度指标,分析麦秆含量对土壤抗剪强度指标的影响。应用应力修正法对直剪试验的正应力与剪应力进行修正,研究修正前、后麦秆土抗剪强度指标的变化量及随麦秆含量的变化规律,并对原状与重塑麦秆土修正前、后的黏聚力、内摩擦角拟合线分别进行叠加。试验结果表明:麦秆抗剪强度随含水量的增加而增大,麦秆土抗剪强度指标随麦秆含量的增加而增大,黏聚力符合线性拟合的规律、内摩擦角符合二次函数拟合的规律。考虑应力修正后原状与重塑麦秆土黏聚力较修正前提高了24%、内摩擦角较修正前提高了18%;未经修正的原状与重塑麦秆土在麦秆含量为0.58%时具有相同的黏聚力,在麦秆含量为0.37%时具有相同的内摩擦角;考虑应力修正后的原状与重塑麦秆土在麦秆含量为0.65%时具有相同的黏聚力,在麦秆含量为0.40%时具有相同的内摩擦角;在交汇点之后麦秆土抗剪强度指标增速表现为原状大于重塑。

根系特征参数对土体强度影响的试验研究

为了明确狗牙根根系对边坡土体强度的影响,沿土体深度方向向下分段测量根表面积指数(RAI)、根系横截面积比(RAR),应用张力监测计获取各分段土体吸力,运用应变控制式直剪试验获取各RAR下土体抗剪强度指标。结果显示:狗牙根根系特征参数随土层深度增大呈指数型递减,RAI与RAR正相关;土体吸力与RAI正相关,当RAI<0.029时土体吸力增量几乎为零;当RAR<0.022‰时土体抗剪强度指标增量接近于0,存在最优RAR=0.810‰使土体具有最高黏聚力。这说明狗牙根根系对土体强度的提高存在阈值(RAI≥0.029、RAR≥0.022‰),当RAI<0.029时狗牙根根系对土体吸力的提高可以忽略,当RAR<0.022‰时狗牙根根系对土体抗剪强度指标的提高也可以忽略;当RAR>0.810‰时土体黏聚力降低,说明狗牙根根系对土体强度的提高是有限的。

复杂环境下的隧道爆破振动控制研究

针对贵阳地铁2号线龙洞堡机场隧道爆破施工难题,运用理论分析和现场监测的方法,在对工程地质条件以及周边复杂环境分析的基础上,提出了总体施工方案和爆破设计方法。对爆源周边的建筑设施进行振动监测,根据萨道夫斯基经验公式,用最小二乘法对实测数据进行回归分析,计算出爆破地震波衰减系数α和k值,得出适合该地区爆破地震波传播衰减公式;并进一步计算了保护对象安全振速要求的单段最大起爆药量,确定爆破规模。结果表明:爆破施工开挖产生的振动效应均在安全允许范围之内;地表振速峰值与预测公式计算值相关性较好,两者均能在一定程度上反映地表爆破地震波的振动规律。从工程实施的效果来看,研究成果与结论取得了较好的应用,保障了工程爆破顺利完成。

考虑干湿循环影响的压实黄土结构性本构关系

为研究不同干湿循环条件下压实黄土的结构性本构关系,对不同干湿循环条件下压实黄土试样进行固结排水三轴剪切试验。结果表明:不同结构状态压实黄土的三轴剪切力学特性差异明显,表现出明显的结构性。在分析干湿循环作用下压实黄土三轴剪切应力-应变关系曲线的基础上,根据综合结构势理论定义了干湿循环三轴剪切结构性参数,并验证了其合理性;将该结构性参数进行变换并将其引入Duncan-Chang模型,建立了能够反映干湿循环影响的三轴剪切结构性本构关系。利用该结构性本构关系式计算得到的应力-应变值与试验值进行对比分析,其结果较为一致,验证了干湿循环压实黄土结构性本构关系的正确性和合理性。进一步利用结构性本构关系,对某黄土填方工程实例进行了数值计算初步分析,揭示出干湿循环对填方地基的变形影响较大。

桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法初探

为确定桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量的合理取值,开展桩-土界面大型剪切试验,研究桩间黄土卸荷湿陷状态下桩-土界面剪切强度、剪切位移及桩-土界面法向力之间的相关关系。结果表明:在桩间土中性点深度范围内,不同竖向应力和含水率状态下的桩-土界面剪切强度可代表桩侧负摩阻力。利用卸荷量与桩侧负摩阻力互为作用力与反作用力的力学原理,并在分析卸荷量随湿陷深度和湿陷进程变化规律的基础上,提出黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法,通过对比卸荷量计算值与不同黄土地区桩侧负摩阻力现场实测值,以验证其合理性。该方法不仅为科学评价黄土卸荷湿陷特性提供卸荷作用量化手段,还为相关黄土工程的优化设计提供理论参考依据。

干湿循环作用下压实黄土动强度性质试验研究

为了解干湿循环作用下压实黄土动强度的变化规律,对不同干湿循环路径的试样开展土动三轴试验和扫描电镜试验,得到不同干湿循环次数下压实黄土的动强度和微观结构图像。结果表明:压实黄土的动强度和动强度指标随干湿循环次数增加先减小再逐渐增大,受干湿循环幅度影响,曲线的转折点明显不同;动强度指标劣化度随干湿循环次数增加先增大再减小,甚至出现负值;临界干湿循环次数nc是压实黄土整体结构损伤和整体结构强化的界限,不同干湿循环幅度的临界干湿循环次数不同。干湿循环过程中土样的宏观与微观结构特征表明,增湿过程孔隙数量不断增多和减湿过程土样表面及内部出现裂隙导致了压实黄土结构损伤和动强度降低;土颗粒结构向镶嵌结构发展,孔隙结构向均匀小孔隙演化和基质吸力使土样趋于密实是结构强化和动强度提高的主要原因。

考虑双向地震作用的无柱地铁车站振动台试验研究

国内地铁车站一般采用有柱形式,目前尚无针对无柱地铁车站,考虑水平以及竖向地震作用下的抗震性能研究。以南宁地铁五号线金桥无柱地铁客运站为研究对象,开展多种工况下考虑土–结构相互作用以及水平和竖向地震作用下,无柱大跨地铁车站模型的地震振动台模拟试验,研究该类车站模型结构和周围土体地震响应的一般规律。试验结果表明:(1)模型地基加速度响应随着地震动幅值的增加而增大;在地基深处地震动主要以竖向Z方向加速度分量为主,在土层表面,则以横向X方向加速度分量起主导作用。(2)随着地震动幅值的增加,结构的基本频率呈现逐渐下降的趋势;在水平地震动作用下,水平方向测点加速度反应傅里叶谱在20~40 Hz高频成分逐渐增大,而低频成分逐渐被滤掉。(3)竖向地震动作用下无柱地铁模型结构中板变形较大,且双向地震作用下模型结构的加速度峰值均大于单向地震。(4)当地震动作用较大时,土与结构相互作用剧烈,底板与土体出现了脱离现象,模型结构底部的土压力出现了降低趋势。(5)在大震作用下,模型结构的破坏主要集中于顶板与侧墙交接处,且沿着加载方向出现了细微裂缝,车站顶板与侧墙连接处以及中板为该类车站结构薄弱位置,在设计中应对这些部位进行加强处理。(6)无柱地铁车站的中板应力增幅受双向地震作用下的影响较大,在加速度峰值为0.484 g的EL Centro波作用下,中板处的应力峰值为单向地震作用下的2.5倍左右;而加速度峰值可为单向地震作用下的1.4~1.5倍,故双向地震作用对无柱地铁车站的影响不可忽视。