考虑局部含水率效应的浅层土体开裂过程与力学机制分析

裂隙的产生和发育会极大地影响土体的强度、变形和渗透特性,进而引发各种工程灾害。为了进一步探究土体开裂过程和裂隙的发育规律,试验对土体开裂前、开裂初期以及开裂中后期的局部含水率进行测试。结合土体随含水率变化的横向收缩特征,分析裂隙过程的力学机制,建立适用于浅层土体开裂全过程的定量化计算和判别公式。研究发现:土体在开裂前后的竖向含水率分布随着土体深度的增加而逐渐线性递增,其累计横向收缩率随含水率的下降而逐渐增大;通过浅层土体的表层含水率和土体深度,可以推导出适用于浅层土体的抗拉强度和张拉应力表达式,进而对浅层土体开裂的3个典型阶段进行定量化描述;在裂隙发育的初期,新裂隙的产生会导致土体张拉应力降低,将裂隙总长度、平均宽度、裂隙度等基本指标与张拉应力建立联系,能够清晰地对开裂初期的复杂变化过程进行解释和描述。此外,结合土体的初始缺陷、裂隙边缘的应力集中等特征,对裂隙发育过程进行了深入地分析讨论。

浅层土体中波速特征及纵横波联合探测的方法效果

本文介绍了锤击震源及板状震源的特性;较详细地论述了浅层土体中纵横波速度随含水量变化的特征。

高寒阴湿区边坡浅层土体温湿响应规律研究

基于长期原位监测对高寒阴湿区边坡土体温湿响应规律研究存在的不足,选取甘肃双达高速公路沿线土-岩二元结构边坡为研究对象,构建远程监测系统对边坡浅层土体温温度及大气降雨开展了为期2年多的现场监测,结合傅里叶模型与Pearson相关性分析方法,揭示了边坡土体水热迁移及降雨入渗规律,分析了边坡土体温湿度相互作用效应。研究结果表明:(1)边坡浅层土体温湿度随时间呈简谐式周期变化,且变化幅度随埋深逐渐减小,2 m深度处土体月平均温度变化具有一定滞后性,滞后时间约为30 d。(2)年内3月与9月,土体月平均温度曲线出现“纽结”现象,使边坡呈现出由春夏季表热而内凉向秋冬季表寒而内温转变的趋势。(3)春季降雨期,土体含水率增长仅发生在50 cm深度以内;夏季降雨期,降雨引起更深层土体含水率变化,因雨水持续性补充,浅层土体湿度长时间保持在35%以上。(4)土体温湿度存在较高的正相关关系,随土体埋深增加温湿度相关性增强,不同时期温湿度相互影响程度不同,年内温湿度相关性表现出“循环圈”效应。研究成果可为进一步认识边坡土体水文响应规律、水-热相关性与坡面侵蚀机理提供一定参考。

莆山浅层土体滑坡变形机理及稳定性评价

莆山滑坡属浅层土体滑坡 ,是福建省广大山区发生的地质灾害主要类型之一。通过野外调查及室内综合研究 ,详细分析了莆山滑坡的主要特征及变形机理 ,并对其稳定性进行初步评价。

三门峡市区浅层土体工程地质分区及建筑适宜性评价

本文在综合考虑三门峡市区的地形、地貌、浅层土体组合特征及动力地质作用的基础上,将三门峡市区浅层土体进行工程地质分区,并对其建筑的适宜性作了简要地评价。

青藏高原多年冻土区实际边界浅层土体温度场数值分析

在现有冻土理论、热力学原理及流体力学理论等的基础上,结合青藏高原的气候特征及室内和现场测试资料,提出了一套考虑风速、辐射和蒸发等多种自然因素及工程外表特征的温度场有限元数值模型与分析方法,并分析讨论了青藏高原普遍存在的粉质黏土和砾砂土的热物理参数的确定方法.在此基础上的数值分析表明地表温度是各种外在因素的综合反映,在工程设计中应该充分考虑各工程场地外在因素的差异性,对冻土路基的数值分析表明影响路基稳定性的横向热差异问题的本质是边界条件沿路基表面的差异.

渭河流域西部季节冻融对浅层非饱和土壤水热变化的影响

以黄土高原渭河流域西部黄土丘陵沟壑区为研究区域,建立了野外观测场地,对该区域浅层非饱和土体冻融过程及水热运移规律对气候作用的响应过程进行了研究与分析。结果表明:气温对地温及地温变幅的影响随深度增加而迅速衰减,地温振幅随深度增加按指数规律衰减且温度波的相位随深度的增加而滞后,地表下200cm深度以内地温振幅受气温影响较大。该区域裸露地表土壤的最大冻结深度在20~50cm之间。在土壤冻结过程中,深层土壤未冻水逐渐向冻结层运移,导致深层含水量逐渐减少。不同深度土壤冻结系数随土壤深度的增加而减小,融化系数则相反。地表下50cm深度以内的土体含水量受降水影响波动显著。土壤含水量与温度呈相似变化,地温峰值出现的时间总滞后于土壤水分,其变异程度均随土壤深度的增加而减小。

瑞利阻尼参数对瑞利波作用下场地动力响应的影响

为研究地震中Rayleigh波对地表浅层土体的响应特征,针对Lamb问题的模型工况开展有限元动力分析,验证有限元法精确模拟Rayleigh波作用效应的可行性。以厦门地区浅层的素填土及粉质黏土为研究对象,采用摩尔-库仑本构模型,结合Rayleigh阻尼,并在模型的底部和边界上采用黏性边界,采用有限元法考察Rayleigh阻尼中质量比例阻尼系数α和刚度比例阻尼系数β对响应特征的影响规律。研究表明:有限元动力分析可以模拟Rayleigh波作用下的远场动力问题,能取得与Lamb问题解析解较为一致的解答,同时还可以捕捉P波和S波的到达时间;α的变化对素填土和粉质黏土中Rayleigh波的传播特征基本没有影响;β的变化不会影响传播速度,但影响波的振幅,β是Rayleigh阻尼的主控参数。该结论可为采用有限元法研究Rayleigh波对浅埋结构物的地震动力响应提供理论基础和科学依据。

某软土场地桩锚支护结构基坑失稳原因探析

在深厚软土场地中,桩锚基坑失稳破坏范围往往较大,常被误以为是基坑深层滑移引起,因此,准确判断破坏模式,对后续采取有针对性的抢险加固措施至关重要。文章结合某桩锚支护基坑工程案例,针对基坑失稳现场破坏的特征,通过软件计算与结果分析,查明基坑失稳的原因,可为类似工程提供参考。

Variation analysis of ultimate pullout capacity of shallow horizontal strip anchor plate with 2-layer overlying soil based on nonlinear M-C failure criterion

Based on the nonlinear Mohr-Coulomb failure criterion and an associated flow rule,a kinematic admissible velocity field of failure mechanism of the 2-layer soil above a shallow horizontal strip anchor plate is constructed.The ultimate pull-out force and its corresponding failure mechanism through the upper bound limit analysis according to a variation principle are deduced.When the 2-layer overlying soil is degraded into single-layer soil,the model of ultimate pullout force could also be degraded into the model of single-layer soil.And the comparison between results of single-layer soil variation method and those calculated by rigid limit analysis method proves the correctness of our method.Based on that,the influence of changes of geotechnical parameters on ultimate pullout forces and failure mechanism of a shallow horizontal strip anchor with the 2-layer soil above are analyzed.The results show that the ultimate pull-out force and failure mechanism of a shallow horizontal strip anchor with the 2-layer soil above are affected by the nonlinear geotechnical parameters greatly.Thus,it is very important to obtain the accurate geotechnical parameters of 2-layer soil for the evaluation of the ultimate pullout capacity of the anchor plate.