非饱和土吸力的温度性质

根据热力学理论,讨论非饱和土中的土吸力随温度变化的情况,得到在一般情况下非饱和土中的土吸力随着温度增加而线性减小的规律.

考虑海床土吸力的SCR-Spar整体波浪响应分析

研究海床土吸力对深海钢悬链线立管(SCR)与Spar平台整体波浪响应的影响。分别采用大挠度曲线梁模型、弹性地基梁模型模拟SCR的悬垂段和流线段,考虑SCR与Spar的动力耦合效应,提出整体分析法,并基于锚链/SCR分析程序Ca-ble3D开发V-Cable3D。考虑海床土吸力影响,时域动力响应分析获得一海况下SCR顶点和触地点的位移、张力、弯矩和应力时程。比较分析表明:SCR顶点和触地点附近分别存在波浪响应过程中的张力最大值和弯矩最大值,吸力对这两个特征量以及立管应力状态影响较大。提出的整体分析法为SCR波浪响应分析方法提供了新思路,对SCR与海床的相互作用分析有一定的参考意义。

温度对非饱和路基土吸力影响的研究

季节性的温度变化和日温差变化,导致路基土吸力变化,所以研究温度对非饱和路基土吸力的影响意义较大。用连通侧管式张力计测得路基土在含水量不变化时不同温度下的基质吸力值,发现基质吸力值并非恒定,而是随着温度的升高,近似线性降低,随着温度的降低,其值线性升高。分析温度吸力影响的机理后,提出了温度对基质吸力影响的修正公式,使得基质吸力的测量更为精确。

水闸工程设计中土湿吸力计算模型应用研究

在水闸工程设计中,土湿吸力计算是其稳定设计的关键指标。为提高土湿吸力计算的准确度,本文结合非饱和土压强度计算模型,同时结合原位观测试验对土湿吸力进行现场测定,从而对计算模型精度进行验证。结果表明,非饱和土压强度模型具有较好的计算精度,研究成果对于水闸稳定性设计指标的计算具有重要参考价值。

基质吸力对黄河大堤非饱和土渗透能力的影响

针对测定非饱和土基质吸力计算较难的问题,制作了非饱和土三轴仪测定非饱和土吸力,采用直接与间接法测定非饱和土渗透系数。以黄河大堤险工段饱和非饱和土为例,分析了基质吸力、含水率及渗流系数间的关系,获得了基质吸力对非饱和土渗透能力的影响,为堤防渗透稳定性评价及预测提供了依据。

三轴试验中非饱和土试样吸力的量测

本文作者改装了常规三轴仪使之能量测非饱和土试样的孔隙水压力和控制孔隙气压力，并与轴移技术所测得的吸力进行了对比验证。利用这种改装的仪器和轴移技术，进行了一组非饱和土试样的排气常含水量三轴剪切试验，量测出剪切过程中的吸力变化值，试验中发现围压和剪切应变对试样的吸力均有较大影响。

基于非饱和土压强度计算模型的土湿吸力物理模型试验分析

土湿吸力是水利工程设计重要指标,含水率是影响土湿吸力关键因素。结合土体含水率物理模型试验方式,基于非饱和土压强度计算模型推算土体不同含水率下的土湿吸力。试验成果表明:不同土体干密度下,含水率增加土湿吸力下降明显,当含水率达到25%时,土湿吸力下降特征最为明显,且含水率与土湿吸力的相关性最佳。随着土湿吸力的增加,土体抗剪强度逐渐增加,当土湿吸力在10~15MPa之间时,土体抗剪强度趋于稳定,土体干密度对抗剪强度也有所影响。

膨胀土收缩开裂特性研究

在干燥环境中,由于蒸发失水,膨胀土发生收缩,表面容易产生纵横交错的裂隙网络(龟裂)。龟裂的产生会极大弱化土体的工程性质,并导致各种工程问题。随着极端干旱气候的频发,膨胀土龟裂问题将会越来越多,越来越显著。开展龟裂研究对揭示龟裂现象的本质规律和指导膨胀土地区的工程实践有重要意义。龟裂的形成和发展是一个动态的过程,与土中水分的蒸发速率、应力状态、收缩特性等直接相关:龟裂形成时水分蒸发处于常速率阶段;吸力和抗拉强度是制约龟裂形成的两个关键力学参数,当土体中的吸力引起的张拉应力超过土体的抗拉强度时,龟裂便会产生;龟裂是孔隙发生收缩的直观表现。总体上,力的作用和收缩空间是土体龟裂形成的两个必要条件。此外,膨胀土龟裂具有非常复杂的发生发展过程,受土质学、土力学、土结构、试验条件和方法等许多因素的影响。龟裂定量分析是龟裂研究的重要内容之一,能为龟裂机理研究及相关理论模型的建立提供必要参数。计算机图形处理技术具有效率高、操作性强、精度高等优点,为龟裂定量分析提供了强有力的工具。目前关于土体龟裂研究还存在许多不足之处,在今后的工作中,应该重视龟裂形成和发展过程的动态特征,围绕与土体龟裂相关的水-土作用关系、力学机制、收缩变形机制、大尺度现场试验和三维观测分析技术等方面开展更多的针对性研究,综合考虑龟裂形成过程中的土质学、土力学和土结构因素,结合宏观现象与微观分析,建立土体龟裂的理论体系。

干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征

为了了解干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征,分别开展了两组干湿循环试验。在控制吸力干湿循环试验中,吸力控制范围为0.4～262 MPa,采用了两种吸力控制方法,分别为渗析法(吸力<4 MPa)和蒸汽平衡法(吸力>4 MPa),当每一级吸力达到平衡时,测量试样对应的含水率和体积;在常规干湿循环试验中,采取了两种干缩路径,分别为全干燥和部分干燥,并测量试样在每次干湿循环过程中的轴向变形及循环结束后的含水率。结果表明:在脱湿和吸湿过程中,试样孔隙比随吸力变化可分3个典型阶段:大幅变化阶段(0.4～9 MPa)、过渡阶段(9～82 MPa)和平缓阶段(82～262 MPa);当吸力大于113 MPa时,试样的胀缩变形基本可逆,而当吸力小于113 MPa时,试样的胀缩变形表现出明显的不可逆性,且不可逆程度随吸力的减小而增加。试样在常规干湿循环过程中的胀缩变形随循环次数的增加逐渐趋于稳定;胀缩特征受干缩路径的影响非常明显,全干缩路径中测得的膨胀率高于部分干缩路径,膨胀速率随干湿循环次数的增加而增加;试样在干湿循环过程中的膨胀率大小在一定程度上取决于吸湿能力。

基于非饱和土压强度计算模型的水利工程土湿吸力计算

采用非饱和土压强度计算模型对水利工程设计土湿吸力进行计算,并分析其影响因素。结果表明:非饱和土压强度计算模型在土湿吸力计算时具有较好的精度,误差低于5%。含水率是土体湿吸力主要影响因素,随着含水率增加土湿吸力逐渐减小,呈现负相关性;土体抗剪强度随着土湿吸力增加而递增,呈现正相关性。

基于非饱和土压强度模型的河道堤防设计关键指标研究

采用非饱和土压强度计算模型对河道堤防土湿吸力进行计算,并结合土湿吸力现场测定值对模型进行验证。结果表明:非饱和土压强度模型由于可考虑土壤含水率的变化,其土湿系列计算值和原位观测试验值之间误差低于5%,具有较好的计算精度。土湿吸力和含水率呈现负相关性,与土体抗剪强度呈现正相关性。

非饱和土基坑工程的监理工作研究

非饱和土基坑工程作为临时性工程,造价偏高,技术复杂,影响因素多,是重要的质量控制点。作为非饱和土基坑工程监理,不仅应根据已有的工程实践经验合理处理复杂问题,而且还应通过对非饱和土理论的学习和技术、方法的应用,有针对性节约投资,加快工程进度。

多筒基础平台冰荷载作用下基础反力分析

本文将边界层模型用于吸力桩 (筒型基础 )这种特殊的桩体 ,对位于渤海湾锦州地区的JZ9- 3筒型基础系缆平台冰力作用下的土压力进行了计算分析 ,并将计算结果与实测数据进行了对比。结果表明计算值基本上反映了基础土 -筒相互作用的应力状态 ,边界层模型可以有效地分析吸力桩

路基上吸力对其回弹模量的影响研究

由于环境的变化，诸如降雨和蒸发，致使土湿度的变化。路基土处于频繁的干－湿循环，这极大地影响了路基土的回弹模量。测试结果表明，环境的变化产生不同的弹性行为，这些变化机理可以用吸力－湿度的关系来解释。研究还显示，中基土的回弹模量的变化与其湿度有关，吸力影响路基上弹笥应变和路面行为。

钢悬链式立管与海床相互作用模拟方法研究

基于大挠度曲线梁模型和弹性地基梁理论,研究了钢悬链式立管与海底相互作用的模拟方法。采用大挠度曲线梁模拟钢悬链式立管的悬垂段,采用弹性地基梁模拟海底流线段。钢悬链式立管与海底相互作用模型不仅考虑了弹性支撑反力和摩擦力,还考虑了动态效应的阻尼力和液化土的吸力。分析表明,采用大挠度曲线梁和弹性地基梁模型分析钢悬链式立管,其单元尺寸的影响较小,可采用较大的计算单元,从而缩短计算时间、减少内存。基于该方法的开发程序与商用程序OrcaFlex吻合较好,但对单元长度的敏感性远远小于OrcaFlex。