土工格室加筋正常固结粉质黏土应力应变响应

土工格室加筋正常固结粉质黏土对工程建设意义重大。基于土工格室与填土的相互作用机制和增量法,采用弹塑性理论、邓肯-张双曲线模型、修正剑桥屈服函数以及剪胀方程,推导了土工格室加筋正常固结黏土的应力应变响应计算模型,进行了土工格室加筋正常固结黏土的三轴固结排水剪切试验,实测不同围压下的应力应变关系,采用三轴试验结果验证了所提理论模型的正确性和可靠性。此外,采用所提理论模型进行了参数敏感分析,研究了填土的力学性质参数、格室的网格尺寸和力学性质参数对于加筋土应力应变响应的影响。研究结论表明,与砂砾料相似,土工格室约束作用对于正常固结黏土的内摩擦角影响较小,而黏聚力有所增加;随着轴向应变的增加或围压的减小,加筋效果逐渐明显;加筋正常固结黏土的强度和刚度随着非线性弹性常数k的增加、强度参数φ的增加和Rf的减小而增大,常数n对于加筋土应力应变响应影响较小。本研究成果可为工程建设提供理论借鉴。

正常固结软土渗透系数与固结应力关系研究

从固结系数的定义出发,将压缩系数视为变量,建立了渗透系数与固结应力的微分方程,求得了软土正常固结状态时,考虑前期固结压力的渗透系数随固结应力变化关系表达式。利用室内试验数据,将提出的公式与现有渗透系数与固结应力关系式、试验结果进行对比。研究表明,所提出的公式能较好地反映渗透系数随固结应力变化的特点,比未考虑前期固结压力的计算式更接近于实际情况,从而为实际工程中预估固结变形速率提供了一种较为准确的方法。

正常固结土与超固结土的一些特性及其应力历史的确定

综合了作者的试验结果和有关文献，详细分析了正常固结土与超固结土的一些特性，并在此基础上，利用一些对扰动不敏感的土性参数判断土层的固结状态。

基坑开挖正常固结与超固结黏性土的孔压特性研究

土体的变形和强度特性取决于土骨架的有效应力状态及其历史,土体中孔隙水压力的精确确定能使我们更好地运用有效应力原理解决基坑等工程实际问题。采用伏斯列夫强度理论中的等效固结应力u/p′_e对三轴试验中的孔压进行归一,证实超固结黏土的孔压u/p′_e与应力比η可近似成双线性关系。正常固结黏土的u/P′_e与η能用通过原点的直线拟合,其系数C与破坏时的摩擦角有关。由这种线性关系推出孔压系数与应力比η的函数关系,与剑桥模型导出的孔压系数相比,可以看出变化趋势是一致的。

考虑流变特性的正常固结土一维固结分析

引入修正的孔隙比变化值和时间对数的线性关系式来描述正常固结饱和黏土固结过程中的流变现象,修正了太沙基一维固结方程,并给出了有限体积法数值计算格式.据此探讨了流变参数对正常固结土固结过程的影响.计算结果表明,流变效应延缓了黏土层的整体孔压消散进度,降低了固结速度,并且出现了类似曼德尔效应的现象,即在加载的初期,在远离排水面的地方,超孔压有所升高.同时,计算结果还表明,荷载大小也会影响到流变固结进程.

正常固结饱和地基土的总应力强度指标

地基极限承载力与土体稳定分析的总应力分析法需要用土的总应力强度指标。三种常规室内三轴试验的固结应力状态、剪切时的应力路径和排水条件与地基土原位受荷破坏时不尽相同。本文首先建立三种典型排水条件下模拟地基土实际受力的总应力强度指标理论式 ,分析了其变化规律 ;与常规三轴试验结果进行了比较 ;分析了固结不排水条件下的强度计算途径和对应的指标 ;最后建立了两种部分排水条件下的总应力强度指标的计算式 ,分析了它们随固结的变化。

正常固结土与超固结土主要力学特性的比较

介绍了正常固结土和超固结土的排水强度、变形、孔隙水压力和静止侧压力系数等主要力学性质,并对其进行了比较.

正常固结饱和土总应力强度指标的有效应力分析

基于土的有效应力原理,从库伦定律和莫尔-库伦强度理论表达式探讨了抗剪强度与总应力呈线性关系应满足的应力条件;讨论了UU和CU剪对应的应力条件,从理论上证明了其强度包线的存在性并推导了相应的总应力强度指标表达式,分析了破坏时破坏面上的有效应力.

基于坐标平移法的正常固结非饱和土三剪弹塑性本构模型

采用单应力变量法和双应力变量法建立了非饱和土的三剪统一强度准则,在此基础上用坐标平移法分别推导了相应的破坏应力比.将所得破坏应力比与非饱和土修正Cambridge模型进行结合,分别建立了单应力变量及双应力变量下的正常固结非饱和土三剪弹塑性本构模型,并对其做了ABAQUS二次开发.以南昌非饱和重塑红土为研究对象,分别对其做了非饱和土三轴固结排水试验验证、真三轴固结排水试验模拟,并研究了中间主应力影响系数b和基质吸力s对重力式挡土墙计算模型的影响.计算结果表明:所提的2种本构模型在三轴固结排水试验中均能很好地描述正常固结非饱和土的变形特性,且双应力变量下采用坐标平移法的模拟结果相对更为接近真实试验结果;在真三轴固结排水试验模拟中,采用双应力变量法相对单应力变量法所得偏应力和体应变偏大,随着中间主应力影响系数b增大,2种本构模型的偏应力和体应变也会随之增大;双应力变量下的重力式挡土墙计算模型更为稳定,随着中间主应力影响系数b或基质吸力s的增大,挡土墙模型土体位移相应减小,而墙后土体强度及稳定性相应增大.

正常固结非饱和黏性土的三剪弹塑性本构模型

基于临界状态土力学框架,采用单应力变量法和双应力变量法非饱和土三剪强度准则,将原饱和土屈服函数中的屈服应力和破坏应力比分别替换成能反映土体饱和度影响的屈服应力和三剪破坏应力比,采用等量代换法和坐标平移法的三剪屈服函数推导出4种三剪弹塑性本构模型。所提本构模型能反映非饱和土全应力状态下土的强度区间效应、拉压强度差及黏聚力的影响。以南昌非饱和黏性土为研究对象,对所提4种模型分别做了试验参数确定、常规固结排水三轴试验验证和真三轴数值模拟分析。常规三轴试验结果表明,采用双应力变量相对单应力变量法的数值模拟结果相对更接近试验结果,采用坐标平移法相对等量代换法的数值模拟结果相对更接近试验结果。真三轴数值模拟对比结果表明,采用双应力变量法相对单应力变量法所得剪应力和体应变也偏大。随着中间主应力影响系数b增大,4种本构模型的剪应力和体应变也会随之增大;其他条件不变时,基质吸力越大,剪应力也随之变大。

正常固结与超固结黏性土的孔压特性

采用伏斯列夫强度理论中的等效固结应力p′e对三轴试验中的孔压u进行归一,证实了超固结黏土的u/p′e与应力比η可近似成双线性关系.正常固结黏土的u/p′e与应力比η能用通过原点的直线拟合,其系数C与破坏时的摩擦角有关.由该线性关系推出的孔压系数a和应力比η的函数关系与剑桥模型导出的孔压系数a和应力比η的函数关系相比,其变化趋势一致.

基于热-水-力数值模拟的饱和正常固结黏土热压缩现象

既有饱和正常固结土体加热试验研究表明,温度升高时,土体的体积变化表现为体积收缩,这与热胀冷缩基本通识相违背。针对这一问题,通过热-水-力(THM)完全耦合有限元程序对饱和正常固结黏土的加热试验进行了数值模拟。结果表明,由于黏土的热传导系数及渗透系数都比较低,在升温过程中,试样内部会形成温度差,进而产生超孔隙水压,随着超孔隙水压的消散,最终使土体表现为热压缩现象。当增大土体的渗透系数时,土体内部不产生超孔隙水压,这时土体表现为热膨胀。因此,饱和正常固结土体升温引起的热压缩现象并非土体基本力学特性,而是一个边界值问题。

晋西超固结黄土与正常固结黄土力学分析

超固结黄土和正常固结黄土是工程中常见的两种类型土,不同固结类型的黄土其力学性能存在着明显的差异,而且黄土相比于其他类型的土来说具有明显的结构性。因此对晋西吕梁地区的超固结黄土与正常固结黄土进行原位取样,采用室内试验探究两种固结类型黄土的天然密度、含水率、压缩模量和剪切强度。研究表明超固结黄土与正常固结黄土的力学特性差异较大,通过直剪试验可知前期固结压力主要影响的是黄土的内摩擦角而非黏聚力。

应力路径对正常固结饱和粘土 φCU 的影响

从有效应力强度指标的唯一性和Ｈｅｎｋｅｌ孔隙水压力公式出发，笔者推导了正常固结饱和粘土在不同应力路径的三轴固结不排水剪切试验条件下总应力强度指标表达式；比较了各种应力路径下的φＣＵ值并初步验证了理论公式的正确性；

基于集成学习模型的正常固结土抗剪强度指标预测方法

抗剪强度指标的准确获取对工程设计具有决定性作用,目前试验方法确定的强度指标过于依靠工程经验,导致最终的取值具有不确定性。集成学习模型是机器学习的一个子类,在处理复杂的数据和任务时表现出强大的性能。为了能更准确地获得抗剪强度指标,以正常固结土为研究对象,利用不同的集成学习算法建立其抗剪强度指标的预测模型。通过均方根误差(RMSE)、可决系数(R^(2))、绝对值误差(MAE)评估不同模型的泛化能力,并采用Adaboost算法进行输入参数的敏感性分析。结果表明抗剪强度采用Adaboost、内摩擦角采用RF、黏聚力采用Adaboost算法具有最佳的泛化能力,其测试集R^(2)可分别达到0.925,0.965,0.942。敏感性分析结果显示,对抗剪强度影响最大的参数为干密度、含水率和法向应力;对内摩擦角影响最大的参数为曲率系数、黏粒含量和含水率;对黏聚力影响最大的参数为含水率、干密度和液限。本文所建立的预测模型可为工程中抗剪强度指标的选取及运用机器学习方法研究土体强度参数提供参考。

正常固结饱和黏性土的三剪次加载面模型

以三剪统一强度准则为破坏准则,采用坐标平移法推导出能够反映中间主应力效应、土体拉压差效应和区间效应的三剪破坏应力比,来替换修正剑桥模型的原本破坏应力比从而得到三剪统一屈服函数。基于该屈服函数,并结合次加载面理论,提出适用于循环荷载条件下的正常固结饱和黏性土的三剪次加载面本构模型。对模型参数u,C和χ做了敏感性分析,发现参数u,C和χ大小都会影响对循环荷载条件下饱和黏性土的棘轮效应和曼辛效应;为验证所提模型的正确性,将该模型的计算结果、文献中两种饱和黏土动三轴试验结果以及饱和Kaolin黏土的双面模型预测结果做了比较,结果表明所提模型能够较好地反映正常固结饱和黏土的应力应变关系,随着循环次数的不断增加,所建模型的模拟结果能不断产生累计塑性应变和累积孔隙水压力,且能够形成滞回圈。通过真三轴数值模拟分析可知,饱和黏性土的塑性偏应变在加载前期发展较快,之后相对减小;单一变量下,分别增大最小主应力和中间主应力,均会增大土体的抗剪强度。

下穿隧道基坑计算中正常固结软土抗剪强度的指标选择

随着城市快速发展，为了满足平交口快速通行要求，近年来越来越多平交口采用了下穿隧道方案，这些隧道大多采用明挖施工因而也就繁衍出大量的隧道基坑。珠三角地区软土分布广泛，为隧道基坑的设计与施工带来许多问题，特别是软土的抗剪强度参数的取值问题，一直困扰着设计人员。国内不同地区、不同规范对软土参数的取值方式也不近相同，有时候甚至相互矛盾。本文经过对国内外软土抗剪强度的研究成果进行整理后在理论计算的基础上对常用不同抗剪强度参数进行比较分析，从而指出不同参数与现场抗剪强度间相互关系，并进一步指出，对于正常固结软土而言，基坑土压力计算应采用三轴不固结不排水剪强度，而基坑稳定性分析则应采用十字板剪强度为宜。

正常固结饱和黏性土三剪有限变形弹塑性本构模型研究

基于三剪统一强度准则,利用等量代换法和坐标平移法分别推导出正常固结饱和黏性土的三剪破坏应力比,并将其与修正剑桥模型相结合,得到三剪统一屈服面方程.为反映饱和黏性土的变形非线性及大变形特性,基于有限变形理论,建立了正常固结饱和黏性土的三剪统一有限变形等量代换法和坐标平移法2种弹塑性本构模型.为验证模型的适用性,取江西红黏土制备三种不同压实度的试样,在不同围压下进行常规三轴固结不排水和固结排水压缩试验.将试验数据与论文所提2种有限变形模型及相应的2种小变形模型计算结果进行了对比分析,结果表明,随着变形的发展,有限变形模型相对于小变形模型更接近试验结果,能较好地反映黏性土因高孔隙率(低初始压实度、小围压及压缩变形前期)而产生的大变形特性,虽然小变形模型的计算偏差会随着土样初始压实度和所施加围压的增大而减小,但有限变形模型对不同压实度和围压的计算偏差均相对较小,其中,等量代换法有限变形模型在初始压实度较大或者围压较高时所得计算偏差相对最小.对所提本构模型所做真三轴分析表明,中间主应力影响系数b和初始压实度对土体的强度和变形特性具有一定的影响.主应力差、孔隙水压力和体应变与b值呈正相关性,主应力差与初始压实度呈正相关性,孔隙水压力和体应变与初始压实度呈负相关性.

正常固结黏土边坡可靠度随机有限元分析

基于概率和统计理论,对适用于正常固结黏土边坡的不排水强度随机场进行模拟,得到不排水强度均值从0开始随深度线性增长的非平稳随机场模型.基于生成的非平稳随机场模型,建立考虑参数空间变异特性的正常固结黏土边坡随机有限元分析方法,从而揭示不排水强度参数空间变异特性对正常固结黏土边坡可靠度及破坏机制的影响规律.通过对比分析发现:边坡的安全系数较小时,若采用正态分布假设不排水强度,则会低估边坡的失效概率,得到非保守的结果;此时,存在一个最危险相关距离,边坡的失效概率最大.当边坡不排水强度变异系数较大时,结合随机有限元分析得到破坏机制比确定性分析得到的最深滑动面更深.

超固结黄土与正常固结黄土的性质研究

黄土本身具有大孔隙率和结构性强的特点,在不同的前期固结压力下其力学性能和结构性也有所差别。根据前期固结压力的不同,可将土体分为3种类型,欠固结土、正常固结土和超固结土。超固结黄土和正常固结黄土是工程中常见的两种类型土,传统的用粒径、密度、液塑限来描述黄土的特性并不能很好的说明黄土的结构特性,因此有学者提出了黄土构度这一概念,用构度可以很好解释黄土的结构性。用构度、土粒粒度、湿度、密度指标一起描述土的物理力学性质,通过对比2种类型黄土的剪切特性、压缩特性、湿陷性以及构度,探究了超固结黄土与正常固结黄土性质上的差异,为实际工程提供理论依据。