冲击荷载下层状饱和无粘性土动孔压发展模式研究

为揭示饱和无黏性土层在冲击荷载作用下动孔压发展模式及其受土层条件的影响,基于自主研制的冲击荷载加载台装置,开展了不同土层条件层状饱和土冲击试验,对动孔压发展特征及土体沉降等进行了分析。结果表明:冲击荷载作用下,无粘性饱和土体动孔压发展呈明显两阶段,即瞬态响应和稳态响应阶段,其中稳态响应阶段动孔压发展又经历缓慢下降及快速下降两过程。单层土情形下,饱和砂土在冲击荷载后动孔压发生骤增,随着粒径的增大,动孔压峰值越大,但其消散用时则随粒径的增大而减小;双层土情形下,动孔压稳态响应阶段因上下土层渗透系数变化,在其下层土动孔压下降过程产生明显变化;当含有相对弱透水夹层时,受弱透水层影响,各测点动孔压下降段几乎在同一时刻均出现明显转折平台,使其下降的速率明显变小,且该现象弱透水层以上土体较其下部土体更为显著;含夹层时,试验过程出现明显非均匀分布的“水膜”,最大厚度可达2 cm左右。同时,每次冲击荷载下均伴随明显的土体沉降,随着冲击次数增加,土层沉降变化量逐渐减小。

基坑工程地下水渗流模型试验系统研究

设计了符合基坑工程条件的模型试验系统,可以模拟基坑地下水渗流。模型试验系统由土箱、排水箱、进水箱、上水箱、下水箱、测压装置等组成。通过给定进水箱与排水箱的水位可以实现基坑内外水头恒定,从而形成稳定的渗流。利用模型试验系统已经完成的试验为悬挂式截水帷幕基坑地下水渗流以及完整井条件下的层状含水层渗流,获得与实际工程相符的渗流流网形态,用来研究地下水渗流场的特征和规律。试验结果可指导实际工程设计,同时可用来修正基坑规程中地下水涌水量、坑外水位降深以及降水引起的沉降计算等。

基于MODFLOW-SUB模块的地层压缩与地面沉降模拟研究

抽水引起地层压缩和地面沉降已成为工程建设的环境灾害问题。研究表明土体的压缩变形主要来自于弱透水层及含水层中的弱透水夹层,本文在Terzaghi一维固结理论和地下水渗流理论的基础上,结合弱透水夹层的延迟释水时间参数,利用地下水模拟程序MODFLOW配合SUB沉降模块建立地下水渗流—地层压缩模型,进行了含有弱透水层地层的含水系统的沉降模拟,分析夹层滞后疏水过程中带来的沉降滞后效应,并对夹层中的四个关键影响参数(弹性贮水率S'_(ske)、非弹性贮水率S'_(skv)、预固结水头值HC以及垂向水力传导系数K'_v)进行敏感性分析,模拟研究结果可为降水型地面沉降的防治提供科学依据。