粉煤灰地层隧道开挖卸载应力路径数值模拟与试验

隧道在动态开挖过程中,土体的变形与其应力路径密切相关。针对这一问题,运用FLAC3D有限差分软件构建了隧道动态施工三维模型,模拟了大断面隧道采用双侧壁导坑法开挖的施工流程,测得了开挖卸载引起的土体应力状态变化规律。基于数值模拟获得的土体应力状态变化规律简化结果,对粉煤灰水泥加固土进行不同应力路径下的室内三轴试验,研究了隧道开挖卸载过程中土体单元受力变形情况,并对比了未掺入水泥的试件变形情况,以分析水泥加固对粉煤灰土卸荷变形的影响。数值模拟及室内试验结果表明:隧道进行三导洞法施工开挖过程中,围岩监测点的单元土体的应力路径较为复杂且存在明显差异,但大致可以简化为两类,即恒围压卸轴压以及恒围压升轴压的加卸载的过程;在模拟围岩单元土体不同位置的应力路径试验中,未经掺加水泥的试件存在变形破坏,而经水泥加固的试件变形量较小,未发生破坏。

浅埋偏压隧道变形特征及施工方案优化

为研究隧道洞口浅埋偏压段的变形特征,采取现场隧道变形监测和围岩室内三轴率敏性试验相结合,建立隧道围岩的弹黏塑性本构模型.通过有限元软件ABAQUS的UMAT子程序开展了隧道变形三维弹黏塑性数值分析,探讨了隧道在三种开挖工法下的拱顶沉降、水平收敛位移、围岩最小主应力及围岩塑性区分布规律,以此确立合理有效的施工工法.研究结果表明:预留核心土法、三台阶法以及上下台阶法这三种施工工法引起的地表沉降,其深埋侧分别是浅埋侧的2.01,1.48,1.83倍,边墙两侧最小主应力则分别相差0.11,0.29,0.05 MPa,表明偏压隧道的应力场和位移场在开挖支护过程中呈现出不对称分布的特点;选出适宜的施工工法为上下台阶法,采用此工法可以使拱顶沉降及地表沉降减少11.7%~22.1%,而且在施工过程中支护结构受力最为合理,有利于偏压隧道的长期稳定.

不同试验方法对混凝土面板堆石坝筑坝粗粒料力学特性的影响分析

结合某混凝土面板堆石坝工程,对筑坝材料各区进行现场大型压缩试验,通过反演计算得到堆石料的邓肯-张E-B模型参数,同时还进行室内三轴压缩试验得到堆石料力学参数。基于上述两种试验方法得到的粗粒料力学参数,采用三维非线性有限元法分别对大坝进行数值模拟计算,结果可知,现场大型压缩试验的试样料颗粒组成与分形特性更接近筑坝粗粒料原级配及分形特性,其加载应力路径也更接近大坝实际填筑及蓄水过程中的应力路径情况。

沥青混凝土芯样与室内试件三轴试验差异分析

对沥青混凝土室内试件和现场芯样分别进行了三轴试验。结果表明:室内成型试件黏聚力以及K值明显大于现场芯样。现场施工中沥青用量较少,沥青不足以形成沥青薄膜而将骨料裹覆,导致K值偏小,但是沥青用量过度增加时,将导致自由沥青比例增大、结构沥青的比例减小,K值也会偏小,因此施工中要严格控制沥青用量。

地铁列车移动荷载作用下饱和软黏土地基动力响应及长期累积变形

为了研究地铁列车荷载反复作用下饱和软黏土地基的动力响应和长期累积变形,通过进行室内固结不排水动三轴试验,得到了地基累计变形计算参数,并建立了车辆-轨道相互作用动力学模型,对列车反复荷载作用下软土地基的动力响应和累积塑性变形进行研究。研究结果表明:土体中的累积塑性应变随深度逐渐减小,同样的深度位置,累积塑性应变随荷载作用次数增加而增加;在车辆荷载作用的早期,累积变形的增长速率最大,随着荷载次数的增加,累积变形的增长速率逐渐减小,且累积变形曲线有明显的拐点。

沥青混凝土芯样与室内试件三轴试验结果对比分析

鉴于在沥青混凝土心墙性能影响研究中,三轴试验结果的抗压强度和变形参数是有限元计算心墙变形的主要影响因素,就沥青混凝土室内试件和芯样三轴试验结果进行了对比分析,总结出沥青混凝土室内试件和芯样三轴试验结果的各项参数的变化规律,使得现场施工质量的控制更加科学,更加合理。

循环荷载作用下建筑垃圾土动力性能

国家基础设施建设不断推进,大量建筑垃圾随之产生。对建筑垃圾进行资源化利用,不仅经济环保,且可缓解环境压力。通过室内大型动三轴试验,对建筑垃圾土与砂土动力性能展开研究,包括动应力-动应变、时程曲线、动弹性模量、阻尼比和液化评估分析。试验结果表明:建筑垃圾土破坏动应力约为砂土的1.3倍,即建筑垃圾土的承载能力明显高于砂土。在循环荷载作用下,砂土超静孔隙水压力大约是建筑垃圾的2.5倍,因此建筑垃圾土发生液化可能性更小。建筑垃圾土动弹性模量远高于砂土,最高是砂土的1.3倍。建筑垃圾土动力性能均高于一般砂土,建筑垃圾土具有代替砂土用作道路工程填料的潜力。

不同围压下两种沥青混凝土成型试样三轴试验研究

为研究制样方法和围压对沥青混凝土力学特性的影响,进行了沥青混凝土试件的2种制样方法、4组不同围压下静三轴试验。试验结果表明:围压越高,沥青混凝土破坏强度越高,剪胀程度越小。相较于室内模拟钻芯试样,击实成型试样三轴试验应力-应变曲线的峰值强度更高,初始切线模量更大,剪胀现象更加明显;通过邓肯-张模型对试验曲线进行拟合,发现邓肯-张模型对沥青混凝土应力-应变的拟合效果并不好;邓肯-张模型不能模拟沥青混凝土的软化和剪胀现象。

室内土工试验几个问题的探讨

通过室内土工试验 ,对固结试验及三轴试验国标及有关规范的操作以及试验质量问题进行了探讨 ,提出对国标及某些问题的见解。