预留土堤对深基坑力学性状的影响分析

预留土堤在基坑支护中应用广泛,但在设计计算时往往以经验为准,存在一定的盲目性和不确定性。依托在建工程,采用FLAC3D建立了数值分析模型,通过改变预留土堤的高度和宽度,研究了基坑支护桩水平位移、基坑周边地表沉降、桩身弯矩、安全系数以及潜在滑动面的变化规律,最后提出了经济合理的预留土堤设计参数。结果表明:基坑支护桩的最大位移发生在桩顶,基坑周边地表沉降呈“凹槽形”分布,最大沉降量距离基坑边缘2~3 m;桩身弯矩沿桩长呈“鼓肚形”变化规律,峰值点在距离桩底8~12 m处;桩前预留土堤的设计宽度不应大于8 m,否则对于减小支护桩位移和弯矩、基坑周边地表沉降益处不大,而且会占用基坑有限的施工作业面;桩前预留土堤的高度不应大于5 m,否则其稳定性将难以保证。

某软土堤基堤防加高工程断面型式设计

堤防工程是抵御洪水入侵、保护居民和工农业生产安全的重要措施。堤防加高结构设计是堤防工程中的重要内容。以平阳县鳌江干流水头段带溪右岸防洪工程为例,在软土堤基条件下,针对在保证堤防稳定运行的前提下减少工程占地和后续沉降的问题,通过对堤防加高断面结构型式进行多方案的技术经济比较,选择合适的断面结构型式。

一种混合式防护土堤设计

火炸药及其制品工厂具有易燃易爆危险性,其危险品生产工房与其他生产工(库)房及周围民用建筑物要有一定的安全距离。若完全距离选择不得当,一旦发生爆炸事故就会给人民财产带来巨大的损失。影响安全距离的因素很多,从事故发生的建筑物考虑主要有:该工房的爆炸危险等级,其中危险品的感度和药量;该工房有无防护情况,如有无防护土堤等;该工房的建筑结构,如有无泄爆面,屋盖是否为可燃材料等。本设计的主要研究在其他条件一定时,防护土堤的设置对安全距离的影响。

基坑内预留土堤对基坑性状的影响分析

对粘性土基坑中预留土堤作用下的悬臂式排桩支护基坑性状进行不排水数值分析,研究了土堤尺寸、桩土相对刚度等各种因素影响。分析表明:在临时支挡结构前预留土堤可以明显地减小支挡结构变形和支护桩的嵌入深度与弯矩,从而降低工程造价。只要土堤自身稳定性满足要求,合理地增大土堤宽度和高度,可以减小基坑的变形和桩身弯矩,但在较小的坡度条件下无论是在粘土层中还是砂性土层中,预留土堤高度低于1.5 m,宽度小于2.0 m时比较经济。支护桩的刚度越大,要更大的土堤宽度才能有效地减小支护结构的侧移;粘土层不排水强度越大,土堤尺寸对侧移的影响就越小。

成层软土地基上土堤填筑稳定性的塑性极限分析

针对成层软土地基上土堤填筑的稳定性分析问题,考虑地基土体的不排水抗剪强度既随土层变化又随深度任意线性变化,根据工程实践中揭示的堤基深层破坏模式,基于塑性极限分析的上限理论,构建满足运动许可的对数螺旋线与圆弧组合的转动破坏机制,建立了便于快速评估成层软土地基上土堤填筑稳定性的临界高度、无量纲化的稳定数、稳定图、最小安全系数和临界滑动面的分析计算方法,并将计算结果与2个土堤失稳现场试验工程案例的实测结果进行了对比。结果表明,采用本文方法计算得到的土堤最小安全系数接近于土堤失稳时的最小安全系数的理论值1.0,计算确定的临界滑动面也与实测的临界滑动面比较接近,从而验证了本文方法的适用性。

求解非饱和土堤初始浸润线的一种解析法

土堤的非饱和非稳定渗流计算分析中,堤内初始的浸润线位置对计算结果影响很大.分析土堤受到降雨、蒸发、径流及入渗影响作用,引入平均渗透强度的概念,建立了土堤的水收支平衡模型.将前阶段土体内部的渗流场视为一个暂态稳定渗流场,推导了土堤由于长期水分运动特征引起的初始浸润线的解析解.通过对日本江户川堤防的浸润线实测值与解析解计算结果进行比较分析,得出较为合理的结果.并对长江永安堤防初始浸润线进行了计算分析.

无粘性土堤漫顶溃决水流运动试验研究

堤防溃决时溃口附近水流形态及溃决流量变化过程的正确描述是指导溃口堵复及时避险、预测溃堤洪水演进并进一步评估淹没损失的前提条件。通过弯道水槽中的概化模型试验,根据无粘性土堤防漫顶溃决的溃口变化和水流运动特征,将无粘性土堤防溃决过程分为漫流、冲槽、展宽及稳定4个阶段。试验系统研究了堤防溃决后河道以及溃口附近水位的变化过程,研究了河道洪水流量、洪水位和筑堤材料对溃口处水位的影响。基于大量的试验资料,进一步归纳总结出溃决流量与溃口口门宽度及溃口处水头变化之间的关系。

无粘性土堤漫顶溃决过程初步研究

通过概化水槽试验针对不同的河道流量、洪水位、筑堤材料和堤防断面形式等条件,系统研究了溃口横向展宽、垂向冲刷及内外江水位变化过程、影响因素及发展规律。因溃决流量过程难以实测,基于堤防溃口附近水面变化的实测资料,采用1维非恒定溃堤水流数学模型精确模拟了溃决流量过程。研究结果表明,溃决流量变化滞后于溃口处水头变化,与溃口横向宽度以及溃口处水头密切相关,且符合侧堰溢流规律。研究成果可以为堤防减灾以及灾害评估提供初步技术依据。

新疆单线铁路土堤式挡风墙坡角优化研究

为提高新疆单线铁路土堤式挡风墙的防风效果,防止列车倾覆,提出只改变挡风墙的迎风侧坡角而背风侧坡角不变(方案1),以及挡风墙的迎风侧坡角和背风侧坡角相等且同步改变(方案2)的2种优化方案。采用数值模拟计算方法对比这2种优化方案对列车气动力系数的影响。结果表明:在列车处于静止状态下,方案1中挡风墙迎风侧最佳坡角为57°,方案2中挡风墙迎风侧和背风侧最佳坡角均为69°;在列车以20～120km.h-1速度运行的动态状态下,按方案1,为达到列车倾覆力矩为0的最佳防风效果,挡风墙迎风侧坡角也必须随着列车运行速度的增大而增大;而按方案2,挡风墙的迎风侧和背风侧坡角基本不随列车速度的变化而变化。因此建议在实际工程中采用方案2进行土堤式挡风墙坡脚的优化设计。

加筋土堤表层壁体效果的评价

用水平加筋材料加固土堤时,常常在表层设置一列土袋用于施工中临时挡土及固定水平加筋材料。该列土袋形成一表层壁体,对土堤整体稳定有着很大作用。介绍了考虑表层壁体对加筋土堤的整体稳定作用的方法。该方法分为两个步骤来验算土堤的最小安全系数:其一是将表层一列土袋假想成一刚性壁体,该假想刚性壁体作为一薄壁挡墙作用于后面的补强土堤上;其二是对设有土袋的区域,稳定计算中考虑由于土袋张力引起的附加粘聚力c。并重点说明了该附加粘聚力c的产生机理并给出试验验证结果。

凌汛期堤防漫顶溃口破坏规律断面模型试验Ⅰ:黏性土堤

凌汛期河道存在大量冰凌,导致河流壅塞、水位上涨,对堤防安全造成了严重隐患。为了探究凌汛期黏性土堤的漫顶溃口破坏规律,建立了室内水槽物理模型,模拟了冰凌条件下的堤防漫顶破坏,通过改变堤身含水率和河道流量,分析了冰凌条件下溃堤时的溃口破坏形式、溃口发展过程和水位变化过程。结果表明:溃堤过程中冰凌挤压对堤体的破坏作用明显,堤身含水率和河道流量对溃堤过程有显著的影响;与洪水条件相比,冰凌条件下溃堤时溃口前期发展较为缓慢,而中、后期较为强烈;冰凌条件下的堤前水位峰值要高于洪水条件。

某沿海吹填土堤边坡稳定的颗粒流细观模拟分析

针对浙江省宁波市沿海某围垦吹填土堤边坡稳定问题,引入颗粒流方法,借助颗粒流双轴试验标定吹填土细观参数,给出了颗粒流法土堤边坡失稳的判据,建立吹填土堤颗粒流分析模型,分别利用强度折减法和重力增加法分析了该土堤边坡的稳定性。结果表明,可直接观察土堤的失稳破坏过程和滑动面的形成;发现整个堤坡表现出上部受拉、中部受剪、底部受压的破坏形式;颗粒流法中的重力增加法的安全系数和强度折减法一致,但其边坡破坏表现为浅层滑动;对比颗粒流法与刚体极限平衡法的计算结果,两者滑坡面形状相似,但安全系数有所偏差。该方法可为沿海吹填土堤边坡设计提供参考依据。

降水条件下土堤稳定性分析

传统的土坡稳定分析方法无法考虑降水作用的影响。基于瑞典条分法的基本理论,采用重度替代方法,推导出了考虑降水效应的安全系数表达方程。在此基础上,以汉中市城固县某土堤为研究对象,分析了降水强度和坡比对土堤安全系数的影响,并分别给出了降水强度和坡比与安全系数的拟合关系。最后,分析了在不同降水强度下坡比对安全系数的影响规律,建议在修筑土堤时考虑当地的降水强度影响。

凌汛期堤防漫顶溃口破坏规律断面模型试验Ⅱ:非黏性土堤

为了研究凌汛期堤防漫顶破坏溃口发展规律,分别进行了洪水和冰凌条件下的均质非黏性土堤溃决模型试验。结果表明:两种条件下的溃堤过程均可划分为4个阶段:渗透过流、堤后冲刷、溃口展宽和冲淤平衡,各阶段发展速度和形式有所不同;通过分析溃堤过程、溃口宽度以及流速和水位变化过程的异同点可知,两种条件下流速和水位变化趋势基本一致,冰凌条件下峰值流速明显增大且出现时间提前,峰值流速最大可增加81.5%;同一流量下,增大堤顶宽度对流速和水位的影响不大,而减缓堤身断面的边坡能显著降低堤后水位的上升速度和溃口处峰值流速。试验结果有助于认识凌汛期堤防溃决的过程和特点,可为凌汛期非黏性土堤险情防控和抢险措施的制定提供科学的参考。

冻土条件下无黏性土堤漫顶溃决试验研究

为探究冻土条件下无黏性土堤漫顶溃决过程及溃决区域的水位、流速等水力要素变化规律,开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光传感器的三维成像特性,精确观测了溃堤过程中的溃口形态变化,分析了上游入流恒定时冻土深度对溃口发展过程及溃决区域水力要素的影响。结果表明:(1)冻土条件下的溃堤过程可分为渗透过流、堤后冲刷、横向展宽、冲淤平衡4个阶段,溃堤过程中会出现"陡坎""堤身分层""沟底挑流"等现象;(2)冻土条件下溃决区域的流速变化率和水位变化率均随着冻土深度的增加而减小;(3)冻土条件下溃堤稳定后的过堤流量、溃口宽度及垂向深度均与冻土深度呈负相关;(4)冻土深度对主槽区下游侧溃口的发展影响更大。

冻土条件下均质土堤漫顶溃决试验研究

为了研究冻土条件下的溃堤机理,开展了弯道水槽概化模型试验。基于结构光的三维成像原理,提出了一种无干扰全方位的实时溃口三维参数测量方法,并结合温度传感器监测堤内温度变化,研究了冻土条件下均质土堤漫顶溃决过程中溃口形态的演变规律和溃决区域的水位、流速、流量变化特性。依据试验中溃口冲蚀特点,将溃堤过程划分为渗透过流、堤后冲蚀、横向展宽、冲淤平衡4个阶段,黏性土堤和非黏性土堤第2阶段、第3阶段分别以陡坎冲蚀和失稳坍塌为主要特征,且黏性土堤会出现明显的陡坎合并现象。试验结果还表明:冻结后土体间隙的冰晶体与土颗粒相互胶结,土体的黏聚力增大,溃口扩展速率及溃决区域的水位、流速变化率均减小,且黏性土堤受冻土深度的影响更加明显;冻土条件下堤防背水侧与堤顶的连接处薄弱易溃,应加强维护,且一旦溃堤应优先对临水侧进行封堵。

关于预防土堤仓结露的探讨

土堤仓储粮是解决仓容不足的一种较好的露天储粮方式,它具有结构简单、造价低廉、见效快等优点,对于小麦等品种是一种较为安全的临时储粮设施。土堤仓仓型很多,有土堤型、预制挡板型、A字框架型、围包土堤型、砖墙型等;据有关资料介绍,不管哪一种仓型,盛粮起脊苫盖两层(2×2)PVC“三防”双面涂塑篷布,从每年10月份以后,会在脊部两侧2m范围内的表层0～15cm左右出现结露现象。

土堤仓秋冬季节储粮结露的原因及预防措施

针对土堤仓在秋冬季节粮面结露的产生原因,提出及时通风降温、消除堆垛内温差,在脊部埋置通风笼、通风排湿热和粮面上增加防护层等预防储粮结露的措施,以及对结露粮堆的处理和通风时的注意事项。

土堤仓气密性的测试

通过对围包散存土堤型土提仓和砖围土心仓基型土堤仓分别在不同压盖方式下进行气密性测试,发现这两种仓型在500 Pa的压力下,其半衰期均在1分31秒～7分45秒之间,达到国家规定的仓房气密性的要求,而且苫篷四周边埋入土内与裸露相比,其气密性更好.

天津市滨海地区平原水库软土堤基沉降分析

通过对北塘水库软土堤基沉降计算与工程实测沉降资料的对比,总结分析了天津滨海地区平原水库软土堤基沉降规律及计算方法。