有效应力决定饱和岩土材料抗剪强度的摩擦学解释

有效应力决定了岩土材料的变形和强度,有效应力概念虽然已在岩土工程中广泛应用,但是,对于决定饱和岩土材料抗剪强度的有效应力,其理论解释至今却并不充分且受到质疑。为此,通过文献分析,确定了宏观抗剪强度与粒间摩擦强度之间的正相关关系,并运用摩擦学中的黏着摩擦理论,推导了排水和不排水条件下,粒间接触面黏着结点的生长公式和抗剪强度公式。通过对比分析这两种条件下的应力状态对抗剪强度的作用影响,得到了与Terzaghi一致的有效应力表达式,并在此基础上,探讨了有效应力和有效应力原理的基本概念和定义。

洛阳铲取土的力学机理分析

洛阳铲因其操作方便、实用经济被广泛运用到岩土桩基工程中,而目前对于洛阳铲取土原理的研究尚不成熟。选取洛阳铲作为研究对象,测量铲子形状,并拟合出铲子的几何曲线。通过对铲中土的受力分析,推导出铲土接触面上平衡铲中土体自重的剪应力。另通过土拱效应原理求出铲土接触面上土体的抗剪强度,分析认为洛阳铲取土力学机理可以解释成:土拱作用增加了土体与铲面的法向接触应力,提高了土体与铲面的抗剪强度,使其克服土体重力所产生的剪应力,实现取土。另外,对洛阳铲取土效果的影响因素进行了分析,分析表明:洛阳铲取土后铲内土体的稳定性系数随土体粘聚力、土体内摩擦角及铲土深度的增大而增大,随土体容重和洛阳铲铲口尺寸的增大而减小。

改进线性平行黏结模型的宏细观参数关联性研究

基于三维颗粒流数值方法建立了由13个参数控制的改进线性平行黏结模型,利用参数相关性研究了细观参数与各宏观参数间的定量关系.研究结果表明:通过对模型设置不同填充基质配比,并采用Weibull分布来描述岩石细观结构,可以模拟矿物胶结的岩石材料性质;正交数值试验表明,只要细观参数组合设置合理,就可以实现高压拉比等宏观参数,甚至可达20~30;利用灰砂岩宏观力学参数说明了确定细观参数的流程,并将试验曲线与数值试验结果对比,验证了标定方法的合理性.研究成果可为线性平行黏结模型模拟岩石时的参数标定提供参考.

水平受荷桩1g模型试验变形特性的相似分析

针对水平受荷桩在不同的长径比和桩土刚度比条件下可以表现出刚性桩、半刚性桩或柔性桩变形特性的特点,运用刚性桩和柔性桩的临界桩长计算公式,结合相似原理,推导了重力加速度为1g条件下缩尺模型桩与原型桩的临界桩长相似比,与几何相似比进行对比,评判模型桩和原型桩的变形特性,分析桩身材料模量相似比与几何相似比对模型桩和原型桩变形特性相似性的影响,并通过有限元方法进行数值模拟验证。研究结果表明:桩身材料模量是控制模型桩与原型桩满足变形特性相似的主要参数;直接采用原型桩材和原型土开展的模型试验与原型桩的变形特性不具有相似性,但通过选择模量相似比接近于几何相似比的模型桩材可以使得模型试验结果与原型相似。

复合加筋排水褥垫加固路基有限元计算

复合加筋排水褥垫是针对沿海缺砂地区开发的,具有水平排水与加筋作用的一项新型专利技术,可取代软基加固中的排水砂垫层。采用二维平面应变Biot固结有限元模型对复合加筋排水褥垫软土路堤进行了数值模拟,结果表明复合加筋排水褥垫可以满足水平排水要求,另外与传统的水平排水砂垫层相比,该技术可降低地基附加正应力和超孔隙水压力,有效抑制路基侧向变形的发展,减小路基沉降与不均匀沉降,提高路基稳定性,加筋效果显著。

承压完整井非稳定流抽水试验的观测时间要求

文章针对无界承压含水层中完整井的非稳定流抽水试验,将Theis公式描述的水位降深与时间的变化关系作为观测井外水位变化的理论真值,考虑观测井内外达到水力平衡所引起的滞后时间因素,推导了观测井内水位变化的理论测量值,分析了测量值与真值之间的相对误差以及测量值接近真值所需要的观测时间。

土工织物充填管状袋固结过程的有限元分析

用土工织物充灌袋堆积成围埝已经在围海造田中得到了广泛应用。土工编织袋用砂、粉土或者其他渗透性较大的土搅拌成泥浆来充填。在高含水的土工材料的使用问题中,脱水是非常重要的一步。由于这些土工材料具有较低的剪切强度,因此对它们的使用需要等到脱水程序完成。对于袋体在固结过程发生的变形研究,国外已有的计算方法认为:袋体高度的下降仅仅是由于袋体体积减小引起的,没有考虑孔隙水的排出。因此,这些解答只能用于对简单问题的研究。利用ABAQUS有限元软件,考虑孔隙水的排出,使用流固耦合分析步进行土工织物充灌袋的固结计算,求得固结完成后高度的下降值和充填物孔隙水压力的分布。这些结论可以用于后续土工织物充灌袋的堆积问题的研究。

隧道开挖引起管土相互作用的弹塑性解答

基于Winkler地基模型来求解隧道开挖引起管土相互作用问题,国内外学者已经给出了许多弹性解答。在此基础上,考虑管土相对位移超过土体屈服位移后,土体进入塑性屈服状态时的解答,即弹塑性解答。