反压诱导有效应力增生模式与土体强度关联机制研究

反压施加是提高土体饱和度的常用有效方法,但易引起土体强度参数表观偏离。采用标准球形玻璃珠砂,开展基准固结不排水(consolidated undrain,CU),固结排水(consolidated drained,CD)及干样试验,对偏应力与孔压(或体积应变)数据进行实时精准测记与对比分析,借助p′-q应力路径图,显著呈现并定量分析了反压施加对土体力学特性的影响规律,初步厘清了反压施加对土体强度的影响机制。反压设置对CU试验结果影响显著,孔压发展形态控制着偏应力发展的形态,最终影响强度参数的确定,但应力路径始终约束在修正类剑桥模型的框架范围内。孔压发展模式和速率主要受限于反压设置大小及试样相对密实度,反压越大,孔压潜在变化幅度越大,进而导致偏应力变化区间增大;相对密实度越大,孔压发展速率越大,偏应力增速渐大。初始状态相同时,CU试验孔压发展与CD试验体积应变发展趋势高度一致,展示了试样体积应变势在不同边界条件下的共同本质。初步给出了临界状态时CU残余强度定量预测公式,根据相对密实度及反压值可初步定量评定残余孔压值,进而可确定CU残余强度。

反滤压重及埋深对深厚覆盖层允许坡降影响研究

反滤压重及埋深均会影响土体允许坡降,但目前尚无法量化这些影响。量化反滤压重及埋深的影响是合理确定允许坡降,科学评价坝基渗流安全的关键。采用轴向应力模拟反滤压重及埋深的作用,针对泸定水电站下游坝基(3)-1层,开展了(3)-1层级配包络线在不同轴向应力条件下的渗透试验,量化了反滤压重及埋深对(3)-1层临界坡降的影响。结果表明:随着轴向应力的增大,(3)-1层上包线和平均线土体的临界坡降呈线性增加趋势,而下包线土体的临界坡降受轴向应力影响很小。基于试验结果,量化了反滤压重和埋深对(3)-1层允许坡降的贡献,建立了随轴向应力变化的(3)-1层土体允许坡降公式,提出了可考虑反滤压重措施及土体埋深影响的允许坡降建议取值方法,该方法可供后续类似工程借鉴采用。

地下通道开挖反压加固对地铁隧道变形影响分析

为研究不同控制措施下基坑开挖对下卧隧道拱顶竖向位移的影响,依托郑州市二七广场隧道工程,在验证数值计算可靠性的基础上,利用有限差分软件MIDAS GTS对地层加固与反压两种措施下隧道拱顶竖向位移的变形规律进行分析,并采用正交试验方法研究加固宽度、加固深度、反压宽度和反压荷载对隧道拱顶竖向位移的影响。结果表明:在类似工程中,随着上跨基坑坑底加固宽度和深度的增加,下卧地铁盾构隧道拱顶竖向位移随之非线性递减,且其纵向变形曲线拟合函数的宽度系数i呈非线性增大;随着反压荷载和反压范围的增加,下卧地铁盾构隧道拱顶竖向位移随之线性递减;坑底加固深度对下卧地铁盾构隧道的影响程度要依次大于反压荷载、加固宽度及反压宽度;坑底加固设计时,建议加固宽度和加固深度易设为基坑开挖深度的0.3倍和0.4倍;坑底加固与反压堆载综合设计时,从变形控制效果、施工流程、施工成本3个方面考虑,正交试验的16组方案中,方案4和方案15控制效果最佳,其中方案4施工成本低于方案15,方案15的变形控制效果优于方案4。本文成果可为粉质黏土或粉土地层条件下类似工程提供设计依据。

一种具有反压保护功能的高性能LDO设计

针对LDO在反向电压状态下存在反灌电流现象并会对芯片造成损坏的问题,传统方案一般采用二极管进行反向保护,但这种方法会显著增大LDO的最小压差。文章采用MOS管替换二极管的方式来构成反向电压保护结构,并优化误差放大器和功率管尺寸,设计出的LDO最小压差在500 mA满负载下达到251 mV。然而加入防反向MOS管会使功率管的栅极驱动电容负载增大,给环路的稳定度带来难题。针对该问题,文章使用零极点抵消技术,通过引入零点的方式解决了LDO环路稳定困难的问题。电路基于TSMC 0.18μm BCD工艺设计,测试结果与仿真结果相符。结果表明,在2.5~20 V的输入电压范围内,负载电流为0~500 mA时,电路的输出电压为1.2 V,精度在±1%以内;负载调整率和线性调整率分别为0.85μV/mA和11.65μV/V;PSRR为93.4 dB@100 Hz。

考虑反压土作用的单排钢板桩围堰设计研究

为提高临时工程方案的简便性和经济性,以上海市某内河河道工程为例,对单排钢板桩顺河围堰+半幅过流方案进行研究。通过有限元模拟,分析不同因素对单排钢板桩围堰桩顶水平位移的影响规律,提出宽度3m、高度2m为最优的反压土台尺度。经实际工程计算,结合主体结构边界条件预留土台后,单排钢板桩围堰结构稳定和水平位移均满足规范要求。考虑反压土作用可优化设计方案和节约投资,结论可供类似工程参考。

软土地区反压护道合理断面设计

软土地区反压护道断面设计中常根据工程经验拟定若干个尺寸进行反复试算,计算量大且易出现反压护道断面尺寸不够科学合理的问题。文中以洞庭湖平原某高速公路反压护道为例,利用整体圆弧法稳定性分析原理推导将滑动面上内摩擦角φ的作用包含于黏聚力c中的“综合c法”,并采用该方法分析反压护道的合理断面尺寸。结果表明,反压护道高度一般为40%~25%路堤高度,对应的反压护道宽度为5~35 m;绘制反压护道合理断面计算图,其中不同内摩擦角对应的曲线接近平行,当稳定系数F取1.1时,内摩擦角1°的作用大约相当于黏聚力0.1 kPa的作用,可通过换算简化不同内摩擦角的线性内插,与根据规范方法计算所得稳定系数对比,稳定系数F取1.1较贴近实际工程。

反压土+斜抛撑在基坑变形加固中的应用

基坑监测数据是反映基坑施工安全的重要指标依据,当监测数据超过预警值时,需对基坑支护体系采取加强措施。本文以华欣财富广场项目为例,为保证基坑开挖及施工安全,对地下室开挖过程中原支护体系突发位移的问题进行应急处理,采取坑底反压土结合φ609×16mm钢管斜抛撑的方式对基坑进行应急加固,分析了地基反压土+斜抛撑的支撑加固方式在应对基坑位移时的应用效果。结果证明,采用该技术对基坑支护进行加固,保证了项目的施工安全。

高速公路水中钢梁支架桩反压试验技术研究

本文以京雄高速公路永定河特大桥主桥(60+50+300+50+60)m飞燕式提篮钢箱拱桥施工为背景。主墩为12号、13号墩,主墩基础采用桩基承台基础,拱座设计为4个左右幅分离式的拱座,工程实例,分析了组合支架体系在水中的支架设计、施工控制要点等,并通过对支架体系采用反压试验,验证了施工技术的合理性。本文深入探讨了京雄高速公路永定河特大桥主桥施工过程中的技术创新与实践经验,通过反压试验的科学验证,确保了工程质量与安全,为同类桥梁建设提供了宝贵的参考与指导。

反压法在黄土地区某高速公路沟谷型滑坡治理中的应用

以黄土高原地区某高速公路沟谷型滑坡为例,介绍本滑坡采用反压法治理的工程治理措施,并评价反压前后滑坡的稳定性。本文研究结果反映出,反压法作为一种处治滑坡的常用技术手段,在治理黄土高原地区沟谷型滑坡,具有施工简便、造价低、治理效果好等优势,在公路、铁路项目中还可以兼做弃土场,利于节约用地,实现低成本对沟谷型滑坡的整治。本文研究结果可为类似工程提供一定借鉴和参考。

山岭隧道洞口浅埋偏压段施工平台反压作用效果探讨

文章依托某山岭高速公路隧道工程,利用Midas GTS NX有限元软件数值模拟手段,分析了隧道浅埋偏压段落填筑施工平台的反压作用效果。结果表明:浅埋偏压段落隧道衬砌变形最大处位于外侧拱肩,隧道衬砌受力最大处位于内侧拱脚,填筑施工平台对隧道衬砌受力及变形可起到一定的改善作用,同时可有效提升山体安全系数,减小塑性变形区。由此可见,采用填筑施工平台等反压措施处理山体偏压应力是保障浅埋偏压段落隧道安全进洞,减少工程造价,保护环境的重要手段和有效方法。

反压土斜支撑组合在矿山基坑支护中的应用

矿山基坑支护是矿山工程中的重要环节的一部分,也是保证矿山开采的安全稳定性的来源.反压土斜支撑组合是一种常用的基坑支护技术,通过结合反压土和斜支撑的作用,能够有效地保证基坑的稳定性和安全性.本文将着重介绍反压土斜支撑组合在矿山基坑支护中的应用,包括其特点、作用机理以及施工监测与质量控制以及对其应用效果进行评价与分析,并通过优化设计探讨如何提高支护效果和节约成本.总结应用成果、分析问题与不足,并展望未来研究方向.

土工格栅加筋土回填反压在高陡边坡治理工程中的应用——以兴县城南小学高陡边坡治理为例

土工格栅加筋土回填反压作为一种新型的边坡治理方式,具有施工快、造价低的优点,在工程应用中越来越广泛。文章以兴县城南小学高陡边坡治理为例,根据边坡的地质条件和现场实际情况,通过以土工格栅加筋土回填反压为主的综合治理方案进行治理,治理后边坡整体稳定性良好,以期为类似边坡的治理提供借鉴。

基坑开挖反压土作用机制及其简化分析方法研究

分析了反压土与支护结构相互作用的机制。在此基础上,基于弹性抗力法,结合天津市一些工程经验,建立了考虑反压土影响时支护结构内力和变形的计算方法,并结合工程实例进行比较分析。分析结果表明,反压土高度不变时,随着反压土的坡度减小或反压土宽度的增大,支护结构的最大位移和最大弯矩都逐渐减小;当反压土的坡度减小到一定值或顶宽增大到一定的程度时,支护结构的最大位移和最大弯矩不再减小而趋于一个定值。反压土土质条件对反压土的作用的发挥有着显著作用。开挖前进行良好的降水,开挖过程中注意不要扰动反压土,并对反压土做好良好的护坡,防止雨水侵入土坡,这些措施均有助于保证反压土作用的充分发挥。必要时,可考虑对反压土进行注浆加固。工程实测表明本文建议方法的计算结果与工程实测结果较吻合,并表明在开挖面积较大的基坑工程中,条件适当时,采用基坑内侧预留反压土的方法可不需设置水平支撑,可节约大量基坑支护投资,并缩短工期,具有良好的经济效果。

饱和砂土三轴试验中反压设置与抗剪强度的研究

为增加试样饱和度而采用反压饱和是室内三轴试验中普遍采用的技术手段,但现行规范对试样中反压取值没有具体规定。通过对福建标准砂的一系列固结不排水和固结排水三轴试验,分析了不同反压、围压下饱和砂土的应力–应变关系、孔压发展规律,并分析了几种常用破坏取值标准下土体强度指标的差异。试验结果表明固结不排水三轴试验中,反压对砂土应力应变关系、孔压发展有明显影响,从而影响强度取值;而在固结排水试验中,施加不同的反压对于砂土抗剪强度则基本无影响。在不排水剪切中,建议反压设为300～500 kPa,且在同一组试样中采用统一的反压对试样进行饱和。在破坏标准上,建议采用最大有效主应力比(1/3)max对应强度作为砂土的不排水抗剪强度;而在考虑土体残余强度时,建议采用超静孔压下降为零为破坏标准。

在软土地基上有反压护道路堤及堤坝的稳定计算

用反压护道对软土路基进行处理,是保证路堤及堤坝稳定常用的工程措施之一。而目前较常使用的极限平衡法在对有反压护道的路堤及堤坝稳定性进行分析计算时,其结果及搜索到的滑动面位置和形状与实际差别较大。通过强度折减分析了不同工况下有反压护道的路堤的稳定性,并与极限平衡法进行了对比,结果表明,强度折减法的分析结果更接近工程实际情况。利用早期得出的复杂荷载作用下路堤的填土极限高度计算公式,实现用填土极限高度控制路堤的稳定性。最后,以工程实例验证了强度折减和填土极限高度判断有反压护道路堤稳定性是切实可行的。

反压土对悬臂式支护结构嵌固深度的影响研究

基于Rankine土压力理论、滑移线场理论和Boussinesq解答在均布条形荷载作用下的表达式,建立了考虑反压土自重对坑底土体水平抗力的增强作用和反压土本身的嵌固作用两种机制时悬臂式支护结构嵌固深度的计算方法,并进行了算例分析。研究表明:虽然反压土能提供给支护结构的水平抗力较小,但由于其合力力臂较大,因此对支护结构有明显的嵌固作用;另外,反压土的自重能明显提高坑底土体的水平抗力。综合考虑反压土的以上效应后,支护结构的嵌固深度可以明显减小。基坑内侧预留反压土的施工方法可以省去水平支撑、降低支护结构深度,还可以节约投资和缩短工期,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。因此,在条件许可的情况下,该施工方法应优先选用。

抛石反压法在某软土填方边坡中的成功应用

以珠海某软土填方已出现滑移的边坡处理为背景,介绍了可采用的各种加固处理方案。经过比选采用了抛石反压方案,分析了加固处理的思路,即首先结合实际的滑弧位置通过反分析确定了加固计算所需的参数,然后分析计算了采用不同宽度和不同高度,以及一级反压、二级反压和三级反压平台等的各种抛石反压方案,从而确定了最终的加固方案。通过该工程的成功应用,进一步验证了抛石反压法在软土填方边坡中的经济适用性,可为以后类似工程参考借鉴。

原状黄土的反压饱和法试验研究

含水量是黄土液化特性研究中的一个至关重要的参数,对原状黄土进行充分饱和是饱和黄土动三轴试验中一个不可回避的课题。以WF公司生产的WF12440型空心圆柱扭剪仪为实验平台,运用反压饱和法,对室内原状黄土进行了饱和试验研究。该仪器提供3种不同加压方式增加围压和反压(孔压),即手动加压、自动加压和线性持续加压,通过检测孔隙压力系数B值是否达到0.95以上来判断黄土是否完全饱和。试验表明,即便是初始饱和度较低的原状黄土,也可以采用反压饱和法,在较短的时间内使孔压系数B值达到0.95以上,实现完全饱和,具体可以采用线性连续加压方式;初始压力差,即围压和反压之差一般可设为10 kPa,起始围压也设为10 kPa,太大或太小都会对试样造成破坏;如果孔压在1分钟内的变化值小于围压和反压之间压力差的5%,则认为孔压稳定,即可进行B值检测。

反压对土体强度特性的影响试验研究及其影响机理分析

为提高试样饱和度,室内试验普遍采用反压饱和法,但现行规范中对其反压大小未做具体规定。该文利用竖向-扭转双向耦合剪切仪及全自动真三轴仪,针对福建标准砂(相对密实度30%、58%、70%)及细砂,进行了不同反压下单调排水与不排水剪切试验,分析不同反压下砂土的应力-应变关系、超静孔隙水压力发展规律。试验结果表明:反压对剪胀性砂土的固结不排水剪切强度具有显著影响,且剪胀性越大,其影响更显著;反压对剪缩性砂土的不排水抗剪强度影响不显著;反压对砂土固结排水抗剪强度的影响相对较小;反压对砂土有效抗剪强度指标基本没有影响。本文认为反压对剪胀性砂土的固结不排水抗剪强度产生影响的原因是:反压不同时,土体中的气液混合体的体积模量并不相同,因此相同的体胀趋势或相同的体积回弹下所引起的超静孔隙水压力不同,进而直接影响有效围压及其砂土抗剪强度;而土体发生剪缩时,气液混合体越接近刚体,其体积模量对反压的依赖性越小,因此,相同的剪缩趋势或相同的体积压缩量下,所产生的超静孔隙水压力与反压的大小没有显著的依赖关系,因此在剪缩状态下,反压对砂土的应力-应变关系及抗剪强度没有显著的影响。在固结排水试验中无论反压设定多大,不存在超静孔隙水压力,有效围压与反压大小无关,因此反压对砂土排水抗剪强度没有显著影响。

基坑开挖反压土截面特性对基坑性状影响的有限元分析

根据反压土和支护结构的相互作用机理,采用有限元计算分析了反压土宽度、高度、坡度、放坡级数、面积等截面特征对支护结构位移和内力的影响规律。计算表明,随着反压土宽度、高度、坡度的增长,围护结构内力和位移也随之减小,但当这些截面特性发展到一定值时,其内力和位移减小趋势也逐渐趋于稳定。反压土面积是决定围护结构受力和位移的决定因素,当反压土面积相同时,开挖完成后的围护结构内力和位移基本相同,但随着工后时间的增长,宽高比决定围护结构位移和弯矩变化率的发展趋势。通过对具体的工程实例的分析结果表明,当反压土面积相同时,放坡级数不会影响反压土的受力和位移,合理的放坡级数应根据现场施工难易程度选择。