基于高围压三轴试验的蛋形弹塑性模型参数分析

为了验证蛋形弹塑性模型参数在高围压条件下的稳定性,以蛋形函数为基本框架,以塑性功函数作为硬化参数,采用相关联流动法则,建立并发展了适用于应变硬化土体的弹塑性本构模型。通过一系列淤泥质软土应力路径三轴压缩试验结果的分析,利用双线性法、非线性回归等方法,得到了杭州黏土的蛋形弹塑性模型参数,结果表明该模型参数在高压条件下具有较好的稳定性,显示了蛋形弹塑性模型的优越性。进一步对模型参数进行分析,搜集并计算了14组不同土的蛋形本构参数,研究发现,参数a、d能够共同表征土体黏聚力的情况,参数b能够反映土体的抗剪能力。搜集并分析了8类土体的形状参数α和内摩擦角φ数据。研究发现,对于黏性土而言,形状参数α与内摩擦角φ的正切值近似成正比,比例系数k=1.72。

粉煤灰地层隧道开挖卸载应力路径数值模拟与试验

隧道在动态开挖过程中,土体的变形与其应力路径密切相关。针对这一问题,运用FLAC3D有限差分软件构建了隧道动态施工三维模型,模拟了大断面隧道采用双侧壁导坑法开挖的施工流程,测得了开挖卸载引起的土体应力状态变化规律。基于数值模拟获得的土体应力状态变化规律简化结果,对粉煤灰水泥加固土进行不同应力路径下的室内三轴试验,研究了隧道开挖卸载过程中土体单元受力变形情况,并对比了未掺入水泥的试件变形情况,以分析水泥加固对粉煤灰土卸荷变形的影响。数值模拟及室内试验结果表明:隧道进行三导洞法施工开挖过程中,围岩监测点的单元土体的应力路径较为复杂且存在明显差异,但大致可以简化为两类,即恒围压卸轴压以及恒围压升轴压的加卸载的过程;在模拟围岩单元土体不同位置的应力路径试验中,未经掺加水泥的试件存在变形破坏,而经水泥加固的试件变形量较小,未发生破坏。

藏东南地区砂卵石土三轴试验浅析

藏东南地区河谷地带砂卵石地层较为普遍,选取藏东南地区的砂卵石土作为研究对象,进行室内三轴试验,测定在不同围压条件下,对砂卵石土的影响。将通过试验得出的一些试验结论应用于工程建设当中,砂卵石土作为地基填料,可以根据围压对砂卵石土的影响来控制围压,以此来提高地基承载力和地基的稳定性。

白鹤电厂灰渣筑坝坝料试验研究

对白鹤电厂二期工程贮灰场的初期坝坝料 ,进行了室内大型三轴试验和现场碾压试验。通过试验成果的比较分析 ,确定了符合现场实际的石渣料物理力学参数 。

不同试验方法对混凝土面板堆石坝筑坝粗粒料力学特性的影响分析

结合某混凝土面板堆石坝工程,对筑坝材料各区进行现场大型压缩试验,通过反演计算得到堆石料的邓肯-张E-B模型参数,同时还进行室内三轴压缩试验得到堆石料力学参数。基于上述两种试验方法得到的粗粒料力学参数,采用三维非线性有限元法分别对大坝进行数值模拟计算,结果可知,现场大型压缩试验的试样料颗粒组成与分形特性更接近筑坝粗粒料原级配及分形特性,其加载应力路径也更接近大坝实际填筑及蓄水过程中的应力路径情况。

循环荷载下粉质粘土特性的试验研究

随着土木工程的发展，各类土在循环荷载下的累积变形和强度问题引起了国内外学者的广泛关注，对于粉质粘土的研究，迄今已有非常丰富的文献资料，研究方法众多，其中室内动三轴试验研究是最常用的研究手段之一。由于循环加载中频率的变化与加载速率有关，本文进行了循环荷载下粉质粘土力学特性的试验研究。循环荷载作用下土的应变是反映土体循环特性的一个重要因素。

浅埋偏压隧道变形特征及施工方案优化

为研究隧道洞口浅埋偏压段的变形特征,采取现场隧道变形监测和围岩室内三轴率敏性试验相结合,建立隧道围岩的弹黏塑性本构模型.通过有限元软件ABAQUS的UMAT子程序开展了隧道变形三维弹黏塑性数值分析,探讨了隧道在三种开挖工法下的拱顶沉降、水平收敛位移、围岩最小主应力及围岩塑性区分布规律,以此确立合理有效的施工工法.研究结果表明:预留核心土法、三台阶法以及上下台阶法这三种施工工法引起的地表沉降,其深埋侧分别是浅埋侧的2.01,1.48,1.83倍,边墙两侧最小主应力则分别相差0.11,0.29,0.05 MPa,表明偏压隧道的应力场和位移场在开挖支护过程中呈现出不对称分布的特点;选出适宜的施工工法为上下台阶法,采用此工法可以使拱顶沉降及地表沉降减少11.7%~22.1%,而且在施工过程中支护结构受力最为合理,有利于偏压隧道的长期稳定.

关于沉积软岩固有各向异性特性的研究

利用开挖到地下50m深的试验隧洞所采集到的无风化、无扰动的式样,对东京地区常见的约2Ma前的沉积软岩(泥岩)变形特性以及强度特性进行了3方位的固有各向异性特性的研究。从室内三轴试验结果来看,现场水平方向的弹性模量和抗压强度要比垂直方向的弹性模量和抗压强度略大,但是,这种差别小于30％。因此可见,在这个地区的沉积软岩,并没有产生较大的变形以及强度各向异性特性。

动荷载作用下海底粉土的孔压响应及其动强度

本文选用近海分布较广的粉土为研究对象 ,利用室内动三轴试验结果 ,找出动荷载作用下粉土的动应力应变关系 ,分析模拟波浪荷载作用下粉土中的孔压响应、临界循环次数 ,确定波浪作用下粉土的应力状态、破坏临界循环次数 ,判断不同深度处的粉土发生液化的可能性及发生液化所需要的时间 ;研究粉土在动荷载作用下的强度降低 ,为海上工程设计和施工提供科学依据。

测试围压条件下HW-CSC强度应变特性研究

“低掺量水泥固化高含水率黏土”(HW-CSC)作为重要的岩土工程材料,需对其物理力学特性进行研究。选取海泥为黏土材料,通过室内三轴试验,测定不同测试围压条件下HW-CSC试样强度,研究分析不同测试围压对HW-CSC试样强度的影响和极限应变概率分布特性。结果表明:当含水率较低及养护龄期较长时,测试围压对HW-CSC试样强度影响较大;而当含水率较高及养护龄期较短时,测试围压对HW-CSC试样强度影响较小;HW-CSC试样的极限应变在养护龄期较短时随测试围压的增大而增大,在养护龄期较长时,测试围压对HW-CSC试样极限应变的影响无明显规律,但测试围压条件下HW-CSC试样极限应变服从正态分布。

JLBLK面板堆石坝变形设计指标验证分析

为合理控制本工程坝体变形量,通过室内静三轴试验得到筑坝材料的静力特性参数,建立坝体三维有限元模型,采用邓肯张E-B模型和“沈珠江”流变模型分析了竣工期、满蓄期及运行2年后坝体的变形。结果表明:三维有限元模型计算所得竣工期、满蓄期及运行2年后坝体变形均符合一般规律,坝体填筑料的剪应力水平均不高,与同类型的百米级高坝的沉降量相近。表明坝体各项填筑设计指标满足要求且合理,依此,为同类型工程坝体变形控制提供参考。

无泥型软弱层带在动荷载作用下的阻尼特征

通过对三组含不同粒度成分的无泥型软弱层带室内土动三轴试验 ,表明阻尼比有随动应变增加而增大的趋势 ,但粒度成分和含水状态又对阻尼比产生不同的影响。分析显示 ,以粗碎屑为特征的无泥型软弱层带对地震动荷载的反应程度可初步认为应属于不明显的土 ,即其动力学性质变化 (衰减幅度 )较松散～中等密实的饱和砂土要小。

地铁列车移动荷载作用下饱和软黏土地基动力响应及长期累积变形

为了研究地铁列车荷载反复作用下饱和软黏土地基的动力响应和长期累积变形,通过进行室内固结不排水动三轴试验,得到了地基累计变形计算参数,并建立了车辆-轨道相互作用动力学模型,对列车反复荷载作用下软土地基的动力响应和累积塑性变形进行研究。研究结果表明:土体中的累积塑性应变随深度逐渐减小,同样的深度位置,累积塑性应变随荷载作用次数增加而增加;在车辆荷载作用的早期,累积变形的增长速率最大,随着荷载次数的增加,累积变形的增长速率逐渐减小,且累积变形曲线有明显的拐点。

取样扰动对饱和粉土动力特性的影响

通过对同一场地的原状土样和扰动土样的室内动三轴试验分析 ,发现扰动对饱和粉土的动模量有很大影响 ,本文对此提出了几种措施以减少土样的扰动影响 ,从而提高了试验结果的可靠性。

循环荷载作用下建筑垃圾土动力性能

国家基础设施建设不断推进,大量建筑垃圾随之产生。对建筑垃圾进行资源化利用,不仅经济环保,且可缓解环境压力。通过室内大型动三轴试验,对建筑垃圾土与砂土动力性能展开研究,包括动应力-动应变、时程曲线、动弹性模量、阻尼比和液化评估分析。试验结果表明:建筑垃圾土破坏动应力约为砂土的1.3倍,即建筑垃圾土的承载能力明显高于砂土。在循环荷载作用下,砂土超静孔隙水压力大约是建筑垃圾的2.5倍,因此建筑垃圾土发生液化可能性更小。建筑垃圾土动弹性模量远高于砂土,最高是砂土的1.3倍。建筑垃圾土动力性能均高于一般砂土,建筑垃圾土具有代替砂土用作道路工程填料的潜力。

戈壁地区不同土质下的路基强度变化规律与数值仿真

由于回弹模量可以比较好地体现和反映土基本身所具备的一些弹性特点,因此,在道路设计过程中一般都会用回弹模量表示土基强度评估指标。采用室内重复加载三轴试验进行测试,研究分析我国戈壁地区几种典型路基土回弹模量随含水率和围压应力发生变化的规律,再通过二次项回归对含水率与回弹模量的关系进行分析拟合。由结果可知:路基回弹模量受土壤类型、压实度及路基含水率状态影响而发生变化;粉质中液限黏土、低液限粉质土、级配良好砾石土随含水量的增加回弹模量逐渐衰减,密实度的改变对回弹模量的影响并不大;含细粒土的砾石土作为路基土时,应注意在施工时做好地下水防渗,保持路基的湿度与强度。

Characteristics of vibration liquefaction of saturated medium sandy soil with silt

In order to understand and master the dynamic characteristics of sandy soil with different silt contents, the authors carried out many indoor dynamic triaxial tests for five groups of sandy with silt which took from Panjin and Xiamen. Under the conditions of consolidation pressure of 100 kPa, 200 kPa, 300 kPa, stationary vibration frequency H=1 and cyclic loading, the authors found that the effective cohesion increases and the effective internal friction angle decreases with the increase of the silt contents. During the liquefied scope, the cementation and the strength have been increased with the increase of the silt contents.

交通循环荷载作用下粉土路堤动力特性的试验研究

高速公路设施建成之后经常受到交通循环荷载作用,其变形、强度和稳定问题成为人们关注的重点。公路投入运营以后,在交通荷载反复作用下,路基会产生一定的残余沉降变形,过大的沉降会使路面产生破坏,降低车辆行驶的舒适性,甚至影响行车安全。针对车辆动荷载条件下,安徽淮北地区高速公路粉土路堤的动力学特性开展了系列研究工作。通过现场采取粉土试样,进行室内动三轴试验并对试验结果进行对比分析,得出了安徽淮北粉土的动弹模量和阻尼比的建议取值范围,并由孔隙水压力随振动次数变化规律得知,对于本试验土样,当压实度大于90%时不易发生液化;当压实度小于90%且液化应力比达到0.5时,有可能发生液化。