主动控制下软土基坑围护结构侧向变形与迎土面土压力演化规律

基于有限分析和原位试验,对主动控制下采用轴力伺服系统的软土基坑围护结构侧向变形和迎土面土压力演化规律进行分析。研究结果表明,主动控制下基坑迎土面土压力变化与钢支撑施加轴力、围护结构侧向变形有关;主动控制下围护结构侧向变形减小时迎土面土压力增大,土体开挖工况下围护结构侧向变形增大时迎土面土压力减小;轴力对本道钢支撑处围护结构侧向变形和迎土面土压力的影响最大,距离钢支撑越远轴力对二者的影响越小;主动控制下迎土面土压力介于静止土压力与主动土压力之间;软土流变影响下围护结构侧向变形缓慢增大,迎土面土压力变化不明显。

煤矿渣石土工格室在软土路基中的应用研究

煤矿开采过程中,覆盖在煤矿表面的渣石作为工业废弃物无法得到有效利用。文章通过室内模型和有限元分析,研究煤矿渣石和土工格室在软土路基中的应用,通过荷载沉降变化、土工格室层横向变形和路基土压力变化情况评价煤矿渣石和土工格室的应用可行性。结果表明:煤矿渣石和土工格室可以降低路堤最大沉降值和路面荷载传递,减小路基土压力,同时提高土体压实度和稳定性,限制土体侧向变形。

水位变化下含裂缝非饱和土挡墙的地震主动土压力研究

高烈度区挡墙抗震设计的主要荷载是地震主动土压力。首先根据水位、缝深和墙踵的相对位置关系,提出了含裂缝非饱和土挡墙在高、中、低水位下地震主动土压力分析的3种力学模型;继而通过拟动力法计算墙后滑动土体的地震效应,运用非饱和土力学原理与极限平衡法建立了水位变化下倾斜挡墙的地震主动土压力解答,并给出了迭代应用步骤、对比文献理论解答与振动台实测;最后探讨了水位、缝深以及土体非饱和特性对地震主动土压力系数的影响规律。研究结果表明:所得非饱和土挡墙地震主动土压力解答综合考虑了水位、缝深与土体非饱和特性,能退化为经典土压力公式,与文献理论解答、振动台实测吻合良好且应用较便捷,具有重要理论意义和良好的应用前景;地震主动土压力受水位、缝深、基质吸力、吸力分布与吸力角的影响均很显著,需采用工程措施维持基质吸力、吸力分布、低水位、小缝深等稳定存在以优化挡墙抗震设计。

深基坑护坡桩土压力的工程测试及研究

本文通过对粘性土基坑支护工程及室内模型试验中上压力、桩背土体变形、护坡桩内力与水平位移等实测资料的研究,重点分析了悬臂桩在基坑开挖后土压力分布形态的变化与土体变形情况,探讨了护坡桩的破坏机理,并提出由于桩的位移与土体变形的不协调,造成桩与桩背土体之间裂缝的向下延伸,使土压力作用点下移,从而使桩身受力减小的观点.

降雨入渗条件下非饱和膨胀土边坡原位监测

为了对降雨诱发的非饱和膨胀土边坡失稳的机理有较深入的了解,在湖北枣阳选取了一个11 m高的典型的非饱和膨胀土挖方边坡进行人工降雨模拟试验和原位综合监测。监测成果表明:降雨入渗造成2 m深度以内土层中孔隙水压力和含水量大幅度增加,致使膨胀土体的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水膨胀软化而降低;同时,降雨入渗造成土体中水平应力与竖向应力比显著增加,并接近理论的极限状态应力比,以致软化的土体有可能沿着裂隙面发生局部被动破坏,此破裂面在一定条件下(如持续降雨条件下)可能会逐渐扩展,最后发展成为膨胀土中常见的渐进式滑坡。

高路堤加筋土挡土墙的变形和受力研究

一座总墙高为31 m的多级台阶式高路堤加筋土挡土墙首次应用于我国铁路正线上。为了研究各级墙的侧向位移、基底应力及墙背土压力的分布规律,对该挡土墙的变形和受力进行了现场原型观测。观测结果表明,各级墙的侧向位移均较小,且下部测点的侧向位移较墙顶测点要大;各级墙基底应力均小于100 kPa;墙背土压力呈曲线形分布,4 m宽台阶的存在使墙后填土顶面的外荷载对该墙的侧向土压力影响不大。该结论可供今后加筋土挡土墙的研究和设计参考。

粘性土基坑开挖的模型实验研究

本文详细描述了大型室内粘性土柔性板桩模型试验从设计、准备、试验到数据采集的全过程， 对试验数据进行了归纳、整理和分析． 考虑到土体中裂缝的存在将会对板桩的受力和变形产生影响， 引进了断裂力学的基本思想并推导了土体开裂后的本构关系， 开发出弹塑性有限元程序对模型试验进行模拟分析，

地表超载对软、硬地层中既有盾构隧道影响的试验研究

为了探明地表超载对软、硬地层中既有盾构隧道的影响,通过隧道与地层相互作用的模型试验,对地表超载作用下隧道变形、土压力及土体沉降进行了量测。试验结果分析表明,相同的地表超载作用下,软土地层中的隧道横椭圆变形要大于硬土地层中的隧道横椭圆变形。当隧道穿越土层的土体压缩模量较小时,地表超载作用下隧道上覆土层表现为被动土拱土压力;当隧道穿越土层的土体压缩模量较大时则为主动土拱土压力。隧道竖向收敛变形与其穿越土层竖向压缩量之间的关系分析表明,隧道横断面变形刚度与穿越土层的土体压缩模量共同决定隧道上覆土层的沉降状态,从而决定了地表超载对既有盾构隧道的影响。研究成果定性地揭示了软土地区既有盾构隧道在地表超载作用下极易发生变形超限的机理。

有限土体刚性挡墙平动模式被动土压力试验研究

经典的库仑或朗肯土压力理论无法适用有限土体情况下的土压力问题。利用研制的土压力试验模型装置,进行了一组不同填土宽度的刚性挡墙平动模式室内模型试验,采用微型土压力盒量测从静止状态到被动极限状态的水平土压力分布的变化,利用颗粒图像测速技术研究土体内滑裂面发展规律。试验结果表明:半无限土体情况下的被动土压力大小、分布和合力作用点与库仑被动土压力较为接近。而有限宽度情况下移动挡墙上各深度的被动土压力值均大于库仑被动土压力,且土体宽度越窄,挡墙的被动极限位移有增大趋势,挡墙下部的被动土压力增大更明显,土压力分布的非线性程度愈高,被动土压力系数越大,被动土压力合力作用点明显往墙底移动。随着填土宽度的减小,填土表面的隆起愈明显,滑裂面的倾角略有增大。当移动挡墙达到或接近极限状态时,固定边界上的水平土压力随填土宽度的减小而逐渐增大,甚至接近库仑被动土压力。

超大直径泥水盾构掘进对土体的扰动研究

依托南京长江超大直径泥水盾构隧道工程,通过在始发试验段埋设地表沉降观测点、测斜管、土压计力及孔隙水压力计,进行相应项目的试验。研究泥水平衡盾构掘进各阶段对土体的扰动机制、扰动规律、影响范围以及影响程度。分析得出应力扰动度与距离之间的相关关系,在此基础上计算出盾构推进对土体的显著应力扰动区域(应力扰动度≥5%)为盾构外侧16m(约一倍洞径)。建立切口压力、同步注浆压力与地表沉降之间的数学模型,进一步修正Peck公式,使之能更好地预估泥水盾构掘进引起的地表沉降。最后结合盾构掘进参数,探究减小土体扰动的措施。

土石坝水力劈裂发生机理及模型试验研究

探讨了心墙堆石坝心墙发生水力劈裂的机理,认为在土石坝心墙中可能存在的渗水弱面以及在水库快速蓄水过程中所产生的弱面水压楔劈效应为心墙发生水力劈裂的重要条件。基于上述思想,研制了一种新型的研究水压力沿渗透软弱面渗入土体形成水压楔劈效应并诱导发生水力劈裂现象的试验装置,采用糯扎渡高心墙堆石坝心墙混合土料进行了水力劈裂试验。研究结果证实了所提出的渗透软弱面水压楔劈效应作用模型的正确性。

中低压缩性土地区桩承式加筋路堤现场试验研究

将桩承式加筋路堤技术应用于中低压缩性土地区高速铁路桥台和涵洞之间填方路基的处理,通过逐渐改变CFG桩桩长形成刚度均匀变化的地基加固区,严格控制线路纵向差异沉降。通过现场试验对桥台、涵顶和路基中心地基沉降进行了长期观测,同时对桩承式加筋路堤桩间土沉降、孔隙水压力、格栅上下表面土压力和格栅变形进行了长期监测分析。研究结果表明:桩承式加筋路堤可有效减小中低压缩性土地基沉降,总沉降小且很快趋于稳定;桩承式加筋路堤通过土拱效应和张拉膜效应将路堤荷载向桩帽传递,格栅下桩土应力比明显高于格栅上,张拉膜效应明显,格栅上桩土应力比接近1.0,土拱效应较弱;格栅在路肩处发挥的作用强于线路中心处。

阳涉线加筋土挡墙试验研究

通过对阳涉线双侧加筋土挡土墙的试验研究,总结并分析了墙面变形、墙背土压力的分布、基底应力分布等变化特点,验证了按简化的0.3H法设计的合理性,为加筋土挡土墙的设计应用提供了基础。

液化场地浅埋钢筋混凝土结构物变形及动土压力分析

基于多重剪切机构塑性模型和液化前缘面的有效应力分析方法,分析不同地震强度下液化场地中浅埋大断面矩形钢筋混凝土结构物变形与地震动土压力分布特征,进而探索0.85g输入地震波条件下结构物与液化土间的相对位移差、结构物侧壁和顶底板土体的动土压力、剪切应力、有效应力和超孔隙水压力的变化规律。研究得出结构物的最大变形、弯矩和曲率值随着地震强度的加大而增大,结构物最先发生屈服变形部位位于拐角处,并逐步向周围扩展;场地发生液化模型中的结构物–液化土相互作用系数数值小于场地未发生液化模型,结构物与土体间的相对位移差值随着场地液化而剧增到一定值;作用于结构物侧壁的动土压力最大值和震后值随地震强度加大而增加,但不是简单的线性增长;结构物侧壁动土压力随着振动持续而增长,而作用于顶底板土层的剪切应力和侧壁有效应力随着土体液化而剧减。研究结论可为液化场地浅埋结构物的抗震设计提供可靠的依据和参考。

东方肝胆医院基坑土钉墙支护测试

通过对工程从土钉内力、喷层土压、挡墙的变形及环境影响范围等方面量测,研究复合型土钉墙支护的工作特性,为理论研究及工程设计提供了有益的依据。

发泡颗粒混合轻量土及其原位力学性质

发泡颗粒混合轻量土是轻量土中的一种,根据需要,可以通过调整发泡颗粒和土的比例来控制混合土的物理、力学性质。本文介绍了发泡颗粒混合轻量土在高速公路桥梁上的另一应用新技术。为了尽量减小隧道开挖的弃碴对桥墩产生的不利影响,在桥墩周围填筑发泡颗粒混合轻量土,以保持原设计桥梁的结构、强度和变形性能。原位试验结果表明,发泡颗粒混合轻量土易于变形,且可极大地减小土的静止土压力,因而可以减小隧道弃碴对桥墩的影响。它作为缓冲材料的应用是成功的,其效果明显。

高速铁路土工格栅加筋土挡墙的试验研究

为了研究高速铁路土工格栅加筋土挡墙在高速列车荷载作用下的受力和变形状态及其作用机理,通过室内模型试验模拟高速列车动力荷载作用,对加筋土挡墙墙内竖向和水平动土压力、墙顶累积竖向沉降、墙面累积水平位移等分布规律进行了研究。试验结果表明,加筋土挡墙模型在经受120万次的动荷载作用后,挡墙内外部未出现明显的破坏;在动荷载作用下,墙面累积水平位移及墙顶累积竖向沉降均不超过挡墙高的1%,加筋土挡墙结构具有良好的稳定性。

桩锚复合土钉基于测斜曲线的主动土压力反演分析

针对桩锚与土钉组合支护进行协同工作设计计算中土压力分配的困难,根据基坑工程中常规的桩锚土钉组合支护测斜监测数据,推导了一种能够估算组合支护土压力分配的方法,使深基坑工程能够根据具体测斜变形量估算桩锚土钉组合支护体系的有效发挥水平,使组合支护设计更加趋于合理.

砂土动力学若干基本理论探究

简要综述了笔者近30年在砂土动力学5个基本理论方面的主要研究成果:①支配砂土动有效抗剪强度变化的6个基本效应与瞬态有效动强度理论及其细观物理基础;②砂土可逆性与不可逆性剪胀等动本构规律及循环本构理论模型;③砂土震动液化大变形的基本规律、物理机制、本构模型和零应力点算法等本构理论及预测方法;④粗粒土与结构接触面的三维静动力学规律及本构理论模型;⑤考虑刚性挡土结构与地下浅埋结构侧向位移的地震土压力计算理论及实用算法。这些成果是在一系列测试技术研发以及较为深入细致的现象观察、试验模拟、数值仿真、机理探究和理论思考的基础上获得的比较系统的认知与进展。这些研究着眼于理解和描述地震荷载作用等引起的"循环效应",着力于探究和揭示不同条件下砂土的动力学行为及其内在规律,着重于发展和完善"物理概念正确、数学模型简单、参数便于确定、分析简便实用"的计算模型及方法,以期对丰富土动力学基本理论内涵和解决实际土工抗震边值问题能有所裨益。

软土地层挤土桩施工对地下管线的影响与保护

结合上海某住宅小区软粘土地层的打入桩施工工程 ,采用Winkler弹性地基梁理论对地下管线的变形控制值进行计算分析 ,并通过无限长小孔扩张原理对打入桩施工对引水渠的影响进行了计算 ,在此基础上提出了采用卸压孔对引水渠进行保护 。