地连墙换热对其土压力影响的离心模型试验

以地铁车站以及围护结构中常用的地下连续墙作为研究对象,对砂土地基中地下连续墙的热响应进行离心机模型试验,探究在温度变化条件下周围土体压力的变化情况。在50g离心加速场内模拟地埋管换热升温,对模型中的温度和土压力进行了监测,得到了温度和土压力随时间变化的关系曲线,并由此分析得到了在地源热泵系统运行时由于温度的变化对地下连续墙周围土体压力带来的影响。试验结果表明:模型在升温状态下,土压力值有着明显增大的趋势,并且被动土压力的增量明显大于主动土压力的增量。在温差相近的情况下,土压力的增量沿深度方向呈增长的趋势。

覆盖层上混凝土-堆石混合坝模型试验研究

混凝土-堆石混合坝由混凝土墙、堆石以及之间的垫层和过渡层组合而成,作为一种新型结构,目前针对其受力机制及变形特性的研究较少。基于此,开展覆盖层上混凝土-堆石混合坝模型试验研究,测得填筑和蓄水期不同高度处墙体的土压力和位移,探讨混合坝的工作机制,最后根据模型试验结果提出了考虑墙体位移的修正土压力计算公式。研究结果表明:在填筑期,堆石处于主动极限状态和静止状态之间,混凝土墙受到的堆石压力较小;蓄水后,堆石接近静止状态,混凝土墙受到的堆石压力比填筑结束时刻增加了一倍左右;修正土压力公式能够较好地反映混合坝在填筑期和蓄水期土压力随墙体位移变化的规律;混凝土墙的抗滑安全系数最小值出现在填筑结束时刻,满足相关要求,说明混合坝对覆盖层有较好的适应性。

上覆压力下深厚覆盖层潜蚀发展过程试验研究

为研究深厚覆盖层内防渗墙端部土体潜蚀发生发展规律,开展了不同上覆压力作用下深厚覆盖层内防渗墙端部土体的潜蚀模型试验研究。通过在防渗墙端部设置可示踪移动的彩砂区来直观反映潜蚀发展过程中细颗粒的运移轨迹,并以内部渗透梯度、渗流量为指标详细描述了土体潜蚀发生发展破坏的全过程。试验结果表明:不同上覆压力作用下深厚覆盖层内防渗墙端部土体潜蚀发展过程可分为渗透稳定阶段、发生阶段、发展阶段和破坏阶段;上覆压力越大,潜蚀发生时上下游水头差越大,且潜蚀发生—发展—破坏时上下游水头差与上覆压力呈线性关系。研究发现,在试验条件下,发生运移的细颗粒粒径主要在2 mm以下,上覆压力越大细颗粒向下游运动的距离越长,说明潜蚀发生时细颗粒的运移规律具有一致性。但不同上覆压力作用下,土体发生潜蚀的临界坡降不同,且渗径略有差异。

深厚覆盖层中竖井井壁土压力研究

在深厚覆盖层中的超深竖井设计和施工中,覆盖压力的计算和评估是一大难题。为此,结合某深厚覆盖层超深竖井工程,借助离心机试验对竖井井壁进行模拟,并通过与井壁覆盖压力实测值的对比,讨论了覆盖压力随深度的变化规律,为超深竖井井壁结构设计提供了必要的理论支持。