室内土工模型试验的新方法──桩基渗水力土工模型试验

本文通过桩基渗水力土工模型试验实例，介绍了一种新的室内土工模型试验方法──渗水力土工模型试验。它利用水在土体中的渗流来提供土工模型试验中必须的体积力，因而克服了常规模型试验和离心机模型试验中的一些缺陷。该方法在桩基研究及工程实际中具有良好的应用前景。

利用图象序列测量土工模型位移场的数学模型

建立了利用图象序列测量土工模型位移场的数学模型，并对测量过程的数学描述方法和测量方法中识别函数的几何意义进行研究。结合平面位移场测量问题，给出了实际位移与图象位移之间的关系式及成立条件。

显微镜位移跟踪法在土工模型试验中的应用

在土工模型试验研究中,土体质点的位移跟踪成果能提供有关土的本构特性(如剪胀剪缩特征,剪切带的是否存在、滑移线轨迹)和密度变化规律等多方面的信息。本文建议了一种既易于实现和普及,又具有很高精度的位移跟踪方法——坐标读数显微镜直接测读法。本文描述了试验装置构造。它对轴对称课题的半模试验及平面课题的狭槽试验均适用。文中提出了从位移场转化为介质密度场和应变场的概念和方法,并对这种方法在两种土工模型试验中的应用进行了探讨。成果表明它有着广泛的应用和发展前途。

地下结构抗震性能土工模型箱拟静力试验中土体尺寸的影响研究

随着地下空间的开发和地铁、隧道等地下结构的大规模建设,地下结构的抗震性能受到重视。相比于地上结构抗震性能研究的丰富成果,地下结构抗震性能的研究还远远落后,试验成果相对缺乏。地下结构土工模型箱拟静力试验可以较为合理地反映土与结构的相互作用,是一种适用于地下结构抗震性能研究的试验技术手段。在该试验中,模型箱内土体的尺寸是重要的试验参数,可能会对试验结果产生重要影响。因此,如何确定合理的土体尺寸是地下结构土工模型箱拟静力试验中应该研究的重要内容之一。文中以地下单跨结构为例,通过数值模拟研究了地下结构土工模型箱拟静力试验中土体尺寸对试验结果的影响。结果表明,地下结构土工模型箱拟静力试验中土体尺寸对地下结构抗震性能产生影响,地下结构抗震性能拟静力试验中结构周围的土体不宜忽略;在这一试验中存在一个合理的土体尺寸取值范围,当模型箱内的土体尺寸控制在该范围内时,既可以有效反映土体对地下结构的约束作用,又可以合理地反映地下结构的受力状态,确保获得可信的试验结果,同时有助于适当减小试验中的用土量。文中通过对比分析,给出了典型地下单跨结构拟静力试验中土体尺寸的建议取值。研究结果对地下结构土工模型箱拟静力试验的设计具有参考价值。

土工模型试验在教学中的应用探索

适应土木工程学科实验教学改革的创新要求,根据理论性和实践性并重的课程特点,提出两类土工模型试验在教学中的应用。其一是土力学综合性试验,将土力学课程常规试验项目与地基沉降的模型试验组合进行。其二是地基基础模型试验,分析基础模型与地基土的共同作用的承载性状和变形特征。通过试验的设计、测试和分析的过程,不仅有利于学生掌握理论知识,而且有助于培养学生的创新思维、实践能力和科学素质。

关于滑坡运动的土工模型(三)

四、土工模拟模型及其应用改进的雪撬模型是一种司靠地预测滑坡运动距离的方法。但是关于滑坡危害范围仅仅预测运动距离是不够的,面积预测也需要解决。 Iwasa等人在1980年,Takahashi等人在1986年曾做出了洪水淹没面积预测。Takahashi等人应用同样的方法曾对Nevado del Ruiz火山泥流做过预测。在他们的研究方法中,洪水和泥流都是在二维水平面按流体来对待的,并假定没有摩阻力。所以。

土工模型试验研究状况综述

本文扼要地综述了土工模型试验种类及其研究状况。针对构造新颖的渗水力模型试验方法，重点阐述了它的基本原理及其在地基基础方面的应用前景。

霍尔锚拖曳运动状态离心模型试验与数值模拟研究

对于平铺或浅埋在海床中的海底管道和电缆,意外的拖锚作业是影响其安全运营的重要因素之一。由于锚在土中的拖动过程中时刻发生着土的大变形和破坏,涉及材料非线性、几何非线性及接触非线性等诸多力学问题,通过解析的研究手段很难准确地分析拖锚过程。采用离心模型试验和数值分析相结合的手段展开拖锚研究,测试和计算了不同重量的船锚在不同类型海床上的运动趋势、拖曳力发展规律、入土深度等。结果表明,在低强度的黏性土海床上拖锚,极有可能会产生一种假抓底现象;在中高强度的黏性土海床上拖锚,锚的拖动过程可以分为土台形成阶段、锚爪楔入阶段和运动稳定阶段三个阶段;在无黏性土和黏性土海床上,达到稳定阶段时拖动的距离分别是锚长的4倍和1.27~1.96倍;对于质量大于6 t的霍尔锚,无论在黏性土海床还是非黏性土海床上,锚爪的入土深度均大于1 m,拖锚作业很有可能会对海管或海缆造成直接损坏,需要引起重视。

抛锚对海底管道影响的离心模型试验研究

锚击是影响海底管道安全运营的重要因素之一。采用天科院TK-C500土工离心机以及新开发的抛锚试验装置开展了抛锚离心模型试验,测量了海底管道的受力变化,分析了抛锚作业对浅埋海底管道的影响。试验结果表明,落距对管道弯矩的变化有着普遍性的影响,管道弯矩增量与落点的水平距离和管道埋深呈现明显的非线性特征。当12.3 t霍尔锚落在φ630管道正上方时,各种不同落距各种不同管道埋深工况,管道弯矩增量都远大于其塑性屈服弯矩,管道的安全运行已经受到了严重威胁。当落距小于3.5 m、水平距离大于1.4 m时和当落距增大到7 m、水平距离大于2.8 m时,管道弯矩增量不会超过塑性屈服弯矩;随着落距继续增大,锚落于管道一定范围内时,都将对管道安全运行产生严重威胁。

南京水利科学研究院土工离心模型发展概况

本文叙述了土工模型放在离心力场中的必要性,介绍了南京水利科学研究院研制的20gt土工离心机。自1982年起,已在该机上用离心模拟技术解决陆上及近海的岩土工程技术难题,叙述了这些试验项目与离心模拟数据采集系统;本文还介绍了已研制多年的具有激振功能的400gt大型土工离心机的总体布置、结构型式与驱动系统以及确定该机规格性能的根据。该大型离心机计划于1990年年底建成使用 该机设有80年代国际先进水平的动态平衡系统、水工模型试验用的供水系统及模拟地震装置等,所以本机可用于检测海洋工程受风暴、波浪及地震等动荷载影响时,基础工程在海底的稳定性,这是海上采油等结构物常遇到的重大难题。因此,利用此台大型离心机进行离心模型试验,并结合数值分析以及大比尺的现场试验等常用方法,将是优化海洋工程设计、施工及管理维修等方面的重要手段。另外,南京水利科学研究院于1989年建成和投入使用了一台50gt土工离心机,本文不详细介绍。

水泥土搅拌法加固斜坡软弱土地基的土工离心模型试验研究

以达成铁路扩能改造工程新建段某工点为原型,设计5组基于水泥土搅拌法地基处理方案的室内土工离心模型试验,分析在路堤荷载作用下水泥土搅拌法不同布桩方式对斜坡软弱土地基的加固效果和对桩土荷载分担及加筋垫层筋带拉力的影响规律。分析表明:斜坡软弱土地基在构造上存在的不均匀性对路堤基底压力分布和桩土荷载分担等力学响应有明显影响,并随下坡一侧软弱土层厚度的增加会产生一定的卸载效应和桩土间压力调整加剧的现象;采用"上疏下密"不等间距的布桩模式,可调整桩土压力的分布,更好地适应地基软弱土层厚度的变化,提高地基加固的均匀性;加筋垫层筋带拉力受路堤荷载、软弱土层厚度和桩布置间距等因素的共同影响,分布形态表现出明显的非对称特点,最大值出现部位与斜坡软弱土地基可能产生的变形破坏位置有很好的一致性。

衡重式加筋土路肩挡墙土工离心模型试验研究

以某山区公路旧路拓宽改造工程中新建的衡重式加筋土路肩挡土墙为原型,设计了4组模拟墙体实际位移形态的土工离心模型试验,讨论了墙后土体压实度和土中加筋对墙背土压力和路基填土变形的影响规律。试验表明:①墙后土体加筋对减小墙背承受的土压力作用随填土压实度的提高而趋于明显,主要影响区域位于上墙背的下半部分,压实度由88%增至95%会引起上墙背土压力分布由近似线性增大演化为折线型变化;②衡重台对其上覆填土存在托举效应,致使下墙背的土压力大幅减小,其影响范围约为衡重台以下约1/3下墙高度;③墙后土体加筋能提高路基填土的抗变形能力,减小因墙体侧向位移引起的填土表面下沉,对降低新旧路基间的不均匀变形效果显著。

土工离心模型填料装置研究

土工离心模型填料装置研究刘守华，蔡正银（南京水利科学研究院土工研究所，２１００２４）１概述土工离心模拟技术在工程中的应用已愈来愈被国内外所重视［１］。八十年代以来，国内外已建成若干用于岩土工程的第三代离心机。然而，随着研究的深入，完善离心机试验附属装...

土工离心模型试验技术的一些进展

对近年来在土工离心模型试验技术方面取得的一些进展加以概括和总结 ,包括模型材料的选择、离心模型试验误差分析、数据采集系统的研制、局部模拟问题、动态模拟技术、动力土工离心模型试验等方面。另外 ,还就其应用方面的一些进展作为简单的评述。

地质工程专业教学中土工离心模型试验的探索与实践

土工离心模型试验因能再现自重应力场以及与自重有关的变形过程,直观揭示变形破坏机理,并能为其他分析方法提供真实可靠的参数依据,而得到越来越广泛的应用。利用成都理工大学建成的TLJ-500型土工离心机开展了土工离心模型教学实验,在缩尺小模型中再现大规模地质原型的变形过程,能有效引导和培养学生宏观把握岩土体变形的分期配套特性的能力,是一种有效的专业教学手段。

土工离心模型试验中图像采集与分析系统的开发

土工离心模型试验技术是研究环境岩土工程的有效手段.本文开发的图像采集和分析系统,可以用于监测和分析离心模型试验中污染物在非饱和土体中的运移过程.系统硬件由摄像头和视频采集卡组成,系统软件由监视、采集和分析三个模块组成.利用本系统可以在试验过程中实时监测污染物运移情况,并获取数字化图像.对数字化图像进行分析,可得到不同时刻污染物的迁移锋面以及锋面运动速率.

土工离心模型试验原理与若干问题分析

土工离心机试验是利用离心机所产生的离心力场,来提高土工模型的体积力,进而模拟原型在自然重力场下的行为。ng模型试验可在保证原型与模型几何相似的前提下,保持它们的力学特性相似,应力应变相同,破坏机理相同,变形相似。离心模型试验也存在离心场径向和切向误差、启动与制动带来的误差和粒径效应、边界效应、工况和动力模拟、局部模拟等问题,在试验中应予重视并努力克服。

土工离心模型试验大流量供水系统设计研究

当前的土工离心模型试验的几种供水方式存在流量小、不稳定、测不准、造价高等问题,针对这些问题,研发了一套离心机大流量供水及控制系统。系统主要包括:上层供水系统、下层储水和供水系统、排水系统以及流量量测控制系统。系统采用环形水箱作为二级储水、供水箱,利用离心机旋转产生的巨大离心力驱动水流向模型试验箱内供水,同时采用离心实验专用孔隙水压力传感器来辅助监测流量,通过计算机控制布置在重力场与低离心力侧的电控阀门来实现流量的分级控制。该系统当前管路在50 g离心力场下持续供水最大流量可达8 L/s,100 g离心力场下理论最大供水流量可达100 L/s,结合不同的模型试验箱布置,系统可开展降雨、库水位变动导致的滑坡、溃坝、枢纽泄洪消能等需水离心模型试验研究。

土工离心模型试验技术的一些进展

对近年来在土工离心模型试验技术方面取得的一些进展加以概括和总结 ,包括模型材料的选择、离心模型试验误差分析、数据采集系统的研制、动态模拟技术、动力土工离心模型试验等方面。另外 。

有关坝坡稳定性的常规土工模型试验方法的研究

本文对软基上土坝边坡稳定性问题研究了常规的土工模型试验方法．分析了土工模型试验 的相似判据，并探索配制模型土料的方法，对若干坝剖面方案进行试验，试验结果和相应的土工离 心模型试验与计算结果基本一致．