间断级配散粒土侵蚀过程及强度演变机理研究

旨在探究相同应力条件下不同密实度间断级配散粒土管涌侵蚀机理及其侵蚀后强度变化特性,制备干密度为1.80,1.84,1.88 g/cm^(3)的3种土体试样,通过管涌三轴试验深入地探讨了干密度对其破坏临界水力梯度、累计涌砂量、体积变化量及侵蚀后强度变化的影响规律。研究表明:试样破坏临界水力梯度随其干密度增大而增大,且利用Terzaghi公式(F1)、毛昶熙公式(F2)及水利水电科学研究院公式(F3)对其渗流临界水力梯度进行分析,发现在该应力环境下各公式计算结果与试验结果均较接近(优劣度为F2>F3>F1)。试样累计涌砂量与体积变化量均与其干密度呈负相关性变化趋势,其涌砂速率随管涌侵蚀不断发展而逐渐衰减;土的强度受干密度与侵蚀率二者影响,表现为侵蚀后土体强度折减程度随侵蚀进行而逐渐增加,随干密度增大而减小。

超径无粘性粗粒土填筑标准的确定方法

受室内测试方法及模拟理论研究的限制,超径无粘性粗粒土的最大、最小干密度应通过现场碾压试验来确定。基于黄河小浪底及陕西省黑河水利工程大坝填筑质量控制检测的实践,提出了通过现场碾压试验来确定超径无粘性粗粒土的最大、最小干密度的密度试验桶法,使试验用料的最大粒径由100mm增大到360mm。介绍了用4因素(ρd～dmax～p5～Dr)相关图进行质量控制的方法、超径无粘性粗粒土全料含水量计算的经验公式以及含特大粒径砾石料的无粘性粗粒土填筑质量的评价方法。

分段法确定无粘性超粒径粗粒土最大干密度

将无粘性超径粗粒土的级配分为两部分,即粗粒部分和细粒部分,并将粗粒部分按相似原理缩尺到试验仪器允许的范围,对两部分分别测定其最大干密度,然后按两者的不同含量,从粗颗粒料及细颗粒料的结构性质出发,提出相应的公式,以推求其原型级配的最大干密度。

用剪切波速估算土的原位干密度

试验研究了剪切波速与上覆压力和团结比的关系，提出了一个由实际测定的剪切波速估算试验控制密度的方法，通过实际计算验证该法的可行性。

干砂盾构隧道开挖面主动极限支护压力计算

隧道开挖面支护压力的合理选取是维持开挖面稳定性的重要条件,本文基于筒仓理论与三维楔形体计算模型,假设开挖面破坏区滑动块为一个由部分球体与半圆台组成的弧形楔形体,滑动块上部为半圆柱体.采用Terzaghi松动土压力与Rankine主动土压力计算方法和滑动块受力平衡,推导出干砂条件下开挖面主动极限支护力计算公式.由案例分析可知,该公式计算结果小于魏纲和三维楔形体模型计算结果,且更接近Chambon离心模型试验结果,并针对计算误差探讨了该计算公式局限性因素.