基于紧密排列土柱模型的冻土热参数计算

为评估热参数对饱和冻土瞬态温度场的影响,分析冻土温度场的影响因素,提出一种最紧密排列的土柱几何模型,土柱外部被自由水充满.假定冻结在土柱围合区域的中心产生并呈柱状发展,根据任意时刻单元体内部土、水和冰的体积构成,依据Johansen的预估土体导热系数计算方法,建立未冻水含量与导热系数之间的计算关系.依据比热加权计算的原理,结合土体的相对密度及水和冰的密度,获取了土柱模型在不同冻结时刻各相的质量比,确定了未冻水含量与比热之间的计算关系.依据不同冻结时刻土柱模型中的未冻水含量,建立潜热随冻结时刻的变化关系.根据实测粉质黏土的导热系数,结合土柱模型获取其比热、潜热随温度的变化关系.将获取的不同温度下的导热系数、比热和潜热值代入数值计算软件ABAQUS,获取了冻土温度场的计算值.将该计算值与实测值进行对比,表明基于该模型获取的计算热参数值能够较好地预测冻土温度场.

降雨条件下含大孔隙土柱水—气两相流试验

为揭示降雨条件下含大孔隙土中水—气两相流运移机制,基于室内人工降雨试验,通过自行设计试验装置并借助各类试验设备,对不同工况下大孔隙和基质域的含水率、孔隙水压力、孔隙气压力分别进行实时监测.结果表明:大孔隙的存在可明显加快水分入渗速率,使土柱湿润锋呈现漏斗状,大孔隙附近水分入渗速率明显较快(即产生优先流),但是降雨需持续一定时间才会产生优先流;模型箱底部边界开通有利于气体的排出,可降低孔隙气压力,从而更有利于水分的入渗;大孔隙存在情况下,增加降雨强度可加快优先流的产生,使水分更快地沿着大孔隙入渗至土壤深层,并沿着大孔隙壁向周围基质扩散.此外当降雨强度大于水分入渗速度时,会在土体表面形成积水,一定程度上增加孔隙气压力.

磁河有机污染物在饱和土壤中迁移转化试验研究

通过静态吸附、静态降解和动态土柱试验 ,研究了磁河废水中有机污染物在土壤饱水条件下的迁移转化行为。实验结果经线性拟合和参数估算 ,得到弥散系数D =0 0 0 3 6m2 d ,分配系数Kd=0 19cm3 g ,降解系数K =0 68d- 1 。

考虑土拱效应影响的路堤荷载下土工格室加筋体变形分析

首先假定内、外土柱界面侧土压力系数和摩阻力发挥程度均与界面相对位移相关,对传统土柱模型进行了改进,得出土拱效应分析模型,进而运用自变量转换等数学方法建立路堤底部桩土应力比与桩土差异沉降的函数关系;考虑土工格室加筋体的三维形态及实际工作状态,用小挠度弹性薄板简化其计算模型,引入桩土变形及格室加筋体与上下界面摩阻效应,结合已建立的土拱效应模型构造非线性代数方程组,得到了“路堤-土工格室-桩土加固区”共同作用模型,对此模型进行迭代求解,得出计算桩土应力比、沉降及桩土差异沉降的新方法。通过实例验证与前人方法进行了结果对比,证明了该方法的合理性。最后选取重要参数进行分析,研究了桩土刚度比、路堤填土压缩模量、路堤填土内摩擦角对桩土应力比及格室体变形的影响。

高层建筑考虑土-结构相互作用的地震反应分析

基于地基基础刚性假设的设计方法不再被认为是偏于保守的设计方法,文章采用有限元软件ABAQUS,将桥梁抗震分析中应用的土柱模型用于高层建筑与地基土相互作用分析中,对两种不同高宽比的框架模型进行地震反应分析数值模拟,分别对比了考虑土与结构作用和不考虑相互作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,研究结果对结构抗震设计和安全使用提供科学依据。