圆柱孔破损膨胀土强度和变形特性的CT-三轴试验研究

通过8组不同孔径破损膨胀土的CT-三轴试验,研究了圆柱孔破损重塑膨胀土的变形、强度特性以及破损结构的演化规律。试验结果表明:圆柱孔破损对膨胀土的强度有明显的弱化作用,但破损孔径大小的影响不大。吸力一定时,圆柱孔面积变化随着净围压的增加而减小;净围压相同时,吸力大的试样圆柱孔面积减少得越大。净围压在破损重塑膨胀土结构演化中发挥重要作用,随着净围压从50 kPa增加到200 kPa,CT图像的均值(ME值)提高幅度增大,试样内部的平均密度变大;相应地,CT图像的标准差(SD值)降低的幅度也增大,试样结构趋于均匀化。

土体圆柱孔破损结构演化特性研究

取南水北调中线工程陶岔引水渠坡的膨胀土做试样,利用与电子计算机断层扫描X-Ray CT机配套使用的土工三轴仪,对圆柱孔破损重塑膨胀土样进行控制吸力为100kPa、200kPa和净围压为50kPa、100kPa、200kPa的CT-三轴压缩试验,通过CT扫描设备获得试验过程中土样内部破损结构的实时演化情况.试验结果表明:净围压在孔洞结构演化中发挥重要作用,净围压越大,CT数均值ME越大,破损孔洞面积缩小越明显,试样整体被压密;方差值SD越小,试样结构性趋于均匀.从ME值和SD值的变化可以看出,试验过程中试样逐渐被压密,破损结构有一定的修复.

地下废弃管道破损内渗诱发地面沉降性状研究

针对地下废弃管道破损内渗诱发地面沉降的问题,通过一系列室内试验和数值模拟,提出了一种定量预测破损管道内渗引发的地面沉降量的新思路。首先,通过一系列不同工况下的室内模型箱试验,研究了破损管道渗漏位置、管径尺寸对地面沉降的影响。在此基础上,基于摩尔-库仑本构模型,建立有限元模型,模拟不同工况下的地面沉降曲线。最后,对不同工况进一步进行数值模拟,并根据模拟数据建立沉降槽模型预测地面沉降。结果表明:在内渗阶段,砂土表层沉降速率与水位下降速率呈正相关;管道破损孔位置影响沉降槽形态;数值模拟结果与实验数据基本吻合,证明了数值模拟对破损管道内渗分析的有效性;提出的沉降槽模型可以预测地面沉降量,在工程实践中具有良好的参考价值。