劈裂注浆复合土体三维等效弹性模型理论研究

劈裂注浆可以有效改善土体的变形参数,大大降低土体在受力状态改变时的变形量,对劈裂注浆后复合土体的等效变形参数进行研究十分重要。在综合分析劈裂注浆扩散机制和工程应用实际的基础上,基于均质化理论提出了劈裂注浆后复合土体的三维单元体几何模型,按等效原则给出了浆-土体积及受力分配关系模型图;接着基于横向各向同性本构关系推导了模型的等效弹性模量和等效泊松比的解析解。然后采用有限元方法取得了模型特定条件下的等效弹性模量和等效泊松比,并与解析结果进行对比分析。最后把模型和相应的解析结果引入Flac^(3D)岩土工程专业分析软件,结合一个热力隧道工程实例对隧道劈裂注浆后关键位置的沉降进行预测分析,并与实测值进行了对比。研究表明:对所提出的计算模型,解析计算与有限元方法计算结果吻合度较高,说明了解析结果的正确性;基于该模型及其解析结果得到的隧道开挖后的沉降预测值与实测值具有良好的一致性,说明所提出的模型和相应的解析计算方法具有一定的可靠性和实用性。

一个加筋复合土体的本构关系

本文将加筋复合土体视为一种近视的横观各向同性体,引入摩擦等效附加应力的概念来模拟土与加筋体之间复杂的界面作用,充分考虑复合土体的各向异性以及土工合成材料的受力变形特点,得到一个加筋复合土体的本构关系,在不同的受力和变形条件下应采用不同的计算公式,本模型可用于加筋结构的研究分析之中。

劈裂注浆复合土体平面等效弹性模型理论研究

控制隧道开挖引起的土体沉降变形是劈裂注浆的主要目的之一,隧道在劈裂注浆后复合土体的等效弹性参数取值直接关系着隧道在劈裂注浆后沉降变形的预测精度。首先在对已有劈裂扩散模型研究的基础上,按面积等效原则提出了隧道劈裂注浆后复合土体的二维简化等效单元体模型,并基于均质化理论按变形协调原则推导了二维简化单元体模型的等效弹性参数解析解。然后采用有限元方法分别计算并分析了模型在简化前后的等效弹性参数;同时把二维简化等效单元体模型的有限元计算结果和解析计算结果也做了对比分析。最后基于解析结果分析了土体和浆液结石体各自的弹性参数以及浆液注入率对等效弹性参数的影响。结果表明:(1)按面积等效原则对模型进行简化处理的方法是可行的,可以按照简化模型进行弹性阶段的理论分析;(2)解析结果与有限元结果具有良好的一致性,说明了解析结果的合理性;(3)复合土体的等效弹性模量和等效泊松比主要受浆液注入率和浆液固结体本身模量的影响;浆液固结体的泊松比对等效弹性模量的影响几乎可以忽略。

考虑成桩扰动的复合土体模量计算方法

应用受力平衡分析对CFG桩桩间土模量进行了详细推导,同时考虑成桩过程的扰动,提出利用圆孔扩张理论计算扰动区半径,改进和完善了复合土体和桩间土模量的计算方法,有助于提高沉降计算精度。计算表明,该方法在工程上应用较为安全。

土钉墙复合土体准粘聚力机理分析

通过准粘聚力理论,对土钉墙复合土体抗剪强度的提高机理进行了分析研究,并推导出了复合土体破裂角和准粘聚力增量的表达式,分析结果对土钉墙支护的设计和施工具有指导作用。

福州某新村复合土体工程特性初探

详述复合土体岩土层结构特征,采用静力触探、标贯、物理力学性质等综合确定复合土体承载力和桩基指标,并通过不同桩型的载荷试验达到要求,说明复合土体可作为持力层是正确的。

福州市区复合土体工程特性及其作为桩基持力层研究

福州市区海陆交替相沉积的砂和淤泥组成的复合土体 ,其结构特征从上到下可分为 1 0层 ,依次是 :①杂填土 ;②粘土 ;③淤泥 ;④细砂夹淤泥 ;⑤中砂夹淤泥 ;⑥淤泥中粗砂互层 ;⑦淤泥 ;⑧粉质粘土 ;⑨淤质土 (粉细砂 ) ;⑩含泥圆砾卵石。以上这些地层组成了沉积盖层 ,②、③两层是福州湾晚期内陆相淤积 ,④～⑦层为中期海陆交替相沉积 ,⑧～⑩层是早期陆相冲洪积而成的 ,⑩层以下为基岩风化而成的基底。本文探讨的重点为④～⑥层的复合土体 ,埋深在 7～ 3 0余m ,厚度 2 0多m。其工程特征随着分布区域不同而有所区别 ,但仍有一定的规律性。通过一系列的原位测试、室内试验 ,所获数据经过分析对比 ,再通过成桩静载试验 ,单桩极限承载可达 80 0kN左右 ,从而证实复合土体可作为多层建筑物及厂房的桩基础持力层。在付诸工程实践后 ,经过 2～ 5年跟踪监测 ,沉降量在 1 5～ 63mm ,建筑物未出现裂缝或倾斜 ,表明复合土体作为一般厂房及多层建筑物的桩基础持力层是安全、可行的。

基于连续-非连续单元法复合岩土体穿层预应力锚杆受力分析

边坡工程施工过程中,采用预应力锚杆施加预紧力可约束岩土体开挖后应力重分布作用产生的过大变形,增强岩土体自身强度。针对某边坡工程中预应力锚杆穿过多层岩土体的荷载传递及锚固承载特征问题,基于连续-非连续单元法(continuum discontinuum element method,CDEM)数值模拟方法,考虑复合岩土体中岩土层理结构面之间的非连续以及块体-杆件耦合计算问题,建立二维边坡复合岩土体桩锚结构数值模型,揭示复合岩土体中穿层预应力锚杆的受力特征。研究结果表明:岩土层与锚固体极限粘结强度标准值越大,产生的轴应变越小,轴力传递效应越弱,锚杆轴力衰减率越高;张拉第二、三根锚杆时,其杆体作用在张拉第一根锚杆之后岩土层自平衡后的应力场内,岩土体结构面产生的错动以及剪切蠕变导致预应力快速损失,其损失率比第一根锚杆大3%~4%;该边坡工程中锚固角度在25°左右最优,既能控制水平向受力,也能防止坡顶沉降,桩锚结构整体稳定性较好。耦合复合岩土体建模-桩锚结构承载-参数优化,深入研究复合岩土体中穿层预应力锚杆受力及其参数影响规律,研究结果将指导复合岩土体中桩锚结构设计与施工。

复合污染土体工程对土壤重金属隔离治理效果综合评价

指出了复合污染土体工程隔离治理技术作为潼关金矿区土壤重金属修复和治理的核心技术手段,只有对其治理效果进行客观全面的评价,才能为此项技术在潼关金矿区以至其他类似地区的推广应用提供切实可靠的数据支撑和科学依据。在潼关金矿区治理项目区设置样点,通过样品采集、实验室样品分析获得了治理区一手数据,并通过单项污染指数法和内梅罗综合污染指数法对潼关金矿治理项目区土壤重金属进行了综合效果评价,研究结果表明:耕作层土壤中各种金属元素都达到了清洁水平,土壤质量属于一级安全状态,为工程推广应用提供数据支撑和科学依据。

青岛应急储备站基坑土钉锚固复合土宏观细观力学试验研究

为了研究青岛应急储备站基坑工程粉质黏土土钉锚固后承载力的变化,开展了宏观力学试验与扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)细观扫描试验。研究结果表明:冻融路径温差愈大,试样承载能力愈弱,而且在峰值应力之后应变脆性变形显著。随着冻融路径温差10℃变化,在围压40 kPa和120 kPa下峰值应力分别具有平均增幅23.4%和33.5%。冻融交替次数不会改变同一围压下试样应力和应变特征,但是交替增多,承载能力减弱。在交替6次后,承载应力受之影响敏感性加大。围压增大,可以减弱冻融交替次数对试样损伤效应。冻融路径温差愈大,试样内部具有更多游离性晶体颗粒。随着冻融交替次数的增多,裂隙数量也会增大。综合分析认为:土钉锚固复合土体的宏观力学表现对应着细观特征的变化。

水泥土搅拌桩软土地基土体动力特性的共振柱试验研究

开展对水泥土搅拌桩软土地基土体试样的GDS(Global Distribution System)共振柱试验,研究不同剪应变、围压、水泥土置换率对土体动力特性的影响。结果表明,水泥土搅拌桩软土地基土体的动剪切模量G和阻尼比D随剪应变γ变化趋势与软黏土一致,在小应变范围内围压和置换率对土体的动剪切模量G和阻尼比D的影响显著,随着剪应变γ增大,围压和置换率的影响减弱;水泥土搅拌桩软土地基土体的最大动剪切模量G_(max)与围压表现出良好的线性关系,围压越大,提高水泥土的置换率对土体最大动剪切模量G_(max)增强效果越明显。研究结果可为地区水泥土搅拌桩软土地基土体动力参数的取值提供一定的参考。

复合地基中桩土面积置换率的确定及计算方法

《建筑地基处理技术规范》JGJ79—2012中的m值计算公式在应用上有一定的局限性。利用复合土体单元概念,通过对不同布桩形式下复合土体单元的划分,实现了m值的准确计算。结果表明:m值的计算不仅由布桩形式决定,还与复合地基的形式(均布或条形)密切相关,主要由桩间数n和桩径与桩间距之比d/s两个参数决定。

复合地基桩土面积置换率的理解与分析

介绍了等效圆直径的概念与其和复合地基桩土面积置换率的关系,通过工程实例,提出了等效圆直径在计算桩土面积置换率时的局限性,总结了各种布桩情况下对复合地基桩土面积置换率相对便捷的计算方法。

复合法在支护结构中的应用

结合实例 ,对在不同的地质条件下采用复合法选择安全、合理、经济的支护结构进行分析探讨 。

复合地基承载力

（1）什么是复合地基 复合地基是在原土中设置一定比例的增强体，由桩间土和增强体共同承担荷载的人工地基。复合地基中的增强体（桩）、桩间土构成复合土体，桩与基础不直接相连，而是通过褥垫层（如砂、碎石等）和基础相联系。通过褥垫层使桩、土共同承担竖向和水平向荷载，并调整其荷载分担、减小基底应力集中。

基于广义位势理论的土的数值弹塑性模型及其初步应用研究

广义位势理论从数学角度出发建立土的本构模型,可克服传统本构理论的不足,而又同时包含了传统理论作为其特例,从而为土的本构模型研究提供新的和适用性更广的理论。以广义虎克定律为基础的邓肯-张模型以其简单方便、参数确定容易且有明确的物理意义而得到广泛的应用,而其最大缺点则是不能反映土的剪胀性;此外,邓肯-张模型采用双曲线函数拟合试验曲线也有一定的局限性。为保留其参数确定简便的优点,并弥补其不足,基于广义位势理论建立了数值弹塑性模型。该模型保留了邓肯-张模型在参数确定方面的简单性,同时由于采用了广义位势理论来建模,不再受广义虎克定律的限制,因而可弥补邓肯-张模型在反映土体剪胀性方面的缺陷。此外,该模型采用数值手段来表示试验曲线的建模方法,可以克服邓肯-张模型采用双曲线函数表示试验曲线方法的局限性,具有更为广泛的适应性。通过对一碎石桩复合土体三轴试验结果的数值模拟表明:基于广义位势理论的数值弹塑性模型计算与试验结果吻合良好,且在反映碎石的剪胀特性方面优于邓肯-张模型,从而初步证明了该模型的合理性及优越性。

紫穗槐根系对黄土边坡加固作用的试验研究

植物护坡措施对黄土边坡稳定及生态环境修复具有重要作用。通过对陕北治沟造地工程中黄土以及紫穗槐根系与黄土的复合土体抗剪强度的试验研究,分析了含水率及含根量对土体抗剪强度的影响。根土复合土体的抗剪强度符合库仑定律,并随着含水率的增大而减小;随着含根量的增加,附加黏聚力增量较大,变化范围为1.46~14.67 kPa;内摩擦角增量较小,变化区间为1.0°~3.5°。采用FLAC3D岩土工程数值计算软件分析了紫穗槐根系对黄土边坡的加固作用,含水率为12%的种植紫穗槐的坡体最稳定,安全系数最大为3.06。

土工格栅在板桩码头工程中的应用

基于土工原理,提出了一种计算土工格栅复合土体强度指标的分析方法.针对板桩码头工程,在板桩墙后采用以土工格栅为筋材的复合土体进行回填,按照该计算方法确定复合土体的强度,并据此对板桩码头结构进行受力分析.结果表明:在板桩墙后的回填土体中加入土工格栅可以提高复合土体的强度,减小回填土体对板桩墙的主动土压力作用,从而优化板桩码头结构,降低工程造价.实际工程应用表明,在板桩码头板桩墙后采用土工格栅加筋回填土,对减少墙后土压力具有良好的效果.

基于临界滑动场理论的抗滑桩加固边坡稳定分析

临界滑动场理论已在边坡稳定、土压力理论、地基承载力等方面得到了应用和发展,但少见在抗滑桩加固边坡方面的应用研究。基于余推力法边坡滑动场理论,从理论基础、计算方法、算例验证3方面对抗滑桩加固边坡的临界滑动场方法进行了系统的分析研究,包括边坡土体的离散方法、复合土体抗剪参数的确定、临界滑动场的搜索、状态点危险滑动方向、最大剩余推力的确定以及最小安全系数的计算。采用经典算例对所提出的方法进行了验证,结果表明,基于临界滑动场理论的抗滑桩加固边坡计算方法是合理的。