弱膨胀土加筋挡土墙现场试验研究

结合某变电站基础工程,对膨胀土加筋挡土墙开展了一系列的现场试验研究。结果表明：在填筑高度较小的情况下,墙背土压力增加较快,实测竖向土压力大于γh,土压力系数逐渐增大;而随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐收敛并小于γh,土压力系数也逐渐降低。降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大。大型膨胀土填土工程会产生较大的变形．且变形收敛速率缓慢。筋带的存在有效地抑制了挡土墙的侧向变形和竖向沉降。进而,根据实测结果认为加筋挡土墙是稳定的。     

挡墙地震主动土压力计算及其影响因素分析

鉴于Mononobe-Okabe理论应用于实际工程地震土压力计算时仅适用于无粘性土,在Mononobe-Okabe理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了粘性和无粘性土地震主动土压力及主动土压力系数计算表达式,并结合算例分析了不同情况下土压力的分布特性。同时指出土压力的大小及分布主要与墙背土体参数和破裂面倾角假定有关,土压力合力作用位置随墙背摩擦角增大而上移,随地震角的增大而下移。     

基于Bishop条分法的挡土墙墙后粘性土土压力计算

针对经典朗肯、库仑土压力理论公式适用范围相对有限的问题,基于土压力理论与土坡稳定计算理论间的联系,在库仑理论的平面滑裂面假设条件下,采用微分单元化后的Bishop条分法,通过建立微元土条的水平、竖向受力平衡方程,推导出均布超载条件下的粘性土主被动土压力计算式,并给出临界破裂角的显式解答。相应简化条件下,该公式能简化为经典朗肯和库仑理论计算公式。算例分析结果表明,该公式理论计算值与试验实测值基本吻合,初步验证了公式的合理性;由于未考虑粘性填土开裂问题,现行规范方法得到的主动土压力偏小。     

天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力及稳定分析

针对复杂条件下挡土墙的土压力无法按照传统土压力理论计算的问题,提出了天然土岩分层边坡扶壁式挡土墙的土压力分析方法。结合某水库左岸边坡扶壁式挡土墙工程,采用三维数值方法及强度折减法,计算出边坡的最小抗滑稳定安全系数及相应滑动面,从而求得边坡滑动体作用于挡土墙的作用力和作用方向,并依此计算了挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定安全系数,实现了挡土墙的稳定安全评价。计算结果表明,该挡土墙在不同工况下抗滑和抗倾覆稳定安全系数均大于允许值,符合实际情况,可为类似工程提供参考。     

考虑支护结构位移影响的非极限土压力计算模型及应用

针对经典朗肯与库伦土压力理论不能计算有位移影响的土压力问题,通过分析土压力与位移的非线性关系,在支护结构发生任意位移的状态下,建立了土体松弛应力和挤压应力的似双曲正切函数模型,推导出考虑位移影响下的非极限土压力计算公式,并对模型的合理性进行了验证。实例应用结果表明,计算值与实测值吻合较好,模型合理、有效。     

水平力作用下框架码头桩侧向土压力的模型试验研究

为分析水平力作用下框架码头桩侧向土压力的分布规律,通过土质岸坡框架码头模型试验,分析了一定水深条件下在水平推力作用下桩前后侧向土压力沿深度方向、水平方向的分布规律,探讨了框架码头土体岸坡潜在滑动面的位置。结果表明,各桩的桩后侧向土压力比桩前侧向土压力大;同一根桩上,随着距桩底距离的增加,侧向土压力呈先增大后减小再增大的趋势;随着距坡顶水平距离的增加,桩后侧向土压力呈倒"~"变化趋势变化,桩前侧向土压力呈"~"趋势变化。这为工程实践中框架码头岸坡的受力变形特性提供了参考依据,具有一定的现实意义。     

沉井侧壁土压力极大值临界深度及其影响因素分析

在分析现场实测资料的基础上,假定侧壁土压力极大值出现的临界深度,基于土拱效应原理,采用水平层分析方法,得到井壁处侧壁土压力系数及侧壁土压力计算式。根据沉井竖向平衡方程,反算出临界深度并分析了其影响因素。结果表明,随着沉井重量增加、土体内摩擦角增大,临界深度增大,即侧壁土压力极值点位置越偏下;随着井壁与土体外摩擦角增大、沉井高度增加,临界深度减小,即侧壁土压力极值点位置越偏上。该研究结果可有效指导沉井设计与施工。     

滑移线法求解挡土墙主动土压力

滑移线法常用来求解挡土墙极限土压力,但至今仍有一些问题尚未得到解决。基于极限平衡理论,视墙后填土为服从Mohr-Coulomb屈服准则的理想弹塑性材料,并且假定它是各向同性的、均匀的以及不可压缩(膨胀)的理想连续介质,计算模型中考虑各种影响因素,提出弹性覆盖层替代传统的张拉裂缝,引进一个新概念“应力奇点”及其应力边界条件,建立静定可解的极限平衡问题数学模型而没有考虑土的应力-应变关系,采用滑移线法求解墙后塑性区的滑移线应力场,进而求解挡土墙主动土压力和滑裂面土反力,并且通过无量纲分析首次提出几何力学相似原理。研究结果表明,主动土压力的滑移线解一般总是大于或等于库仑解,朗肯解或满足非奇异条件的经典库仑解与滑移线解一致,Hencky第一定理和第二定理不具有普遍适用性。     

加固护岸板桩土压力计算模型研究

为解决目前考虑位移土压力计算方法中参数不易准确取值的不足,在传统的双曲线土压力计算模型和邓肯-张本构模型推导方法的基础上,建立了加固护岸板桩土压力计算模型,提出了基于弹性半空间的Mindlin位移解的土体横向基床系数解析解法。算例分析结果表明,理论计算值与数值模拟值基本吻合,最大仅相差7.6%,从而验证了双曲线土压力计算模型及土体横向基床系数的解析解法合理、可行。     

软土地基水闸裂缝成因分析及处理方法

针对在软土地基上建造水闸时施工期存在温差、自生体积和干缩等变形,加上土压力、渗透压力和外部荷载等共同作用,闸体极易开裂甚至失稳,分析了水闸混凝土裂缝产生机理,可有效防止裂缝的产生.     

土石坝饱和砂土地基地震液化及加固措施数值模拟研究

为研究不同库水位及土石坝上下游坝脚有无设置压重对地震作用下饱和砂土坝基可液化土层的影响规律,以某中型平原水库土石坝为工程背景,利用岩土软件Geo-slope模拟分析了不同工况下坝基可液化土层的液化分布规律、坝体典型节点的加速度响应及上下游坝坡的稳定性。计算结果表明,正常蓄水位下,上下游坡脚设置压重后,坝脚处的液化区域明显减小,但远离上下游坝脚处的可液化土层的液化范围较无压重情况下几乎无改变。死水位情况下,上下游坡脚设置压重后可液化土层的液化区域变化规律与正常蓄水位下相似,但上下游远离坝脚处的可液化土层液化面积较无压重情况下相差无几,上下游坝坡的稳定性较为一致,但设置压重一定程度上增加了坝坡的稳定性。坝体的典型节点处的加速度出现不同的放大效应,其中坝顶的放大倍数最大,出现鞭梢效应。     

上覆压力对深厚覆盖层地基渗透及渗透稳定性的影响

为了研究不同上覆压力对深厚覆盖层中管涌型土层的渗透及渗透稳定性影响,利用土体渗流—应力耦合装置,在施加不同上覆压力(0、0.3、0.5、0.7 MPa)的条件下,对缺级配砂砾石进行渗透破坏试验。结果表明,随着上覆压力的增大,土体在渗透破坏过程中,局部的渗透特性变化和渗流场分布均存在差异性,反映了细土颗粒被运移和填充孔隙的情况不同,从而影响了水力坡降在局部的分配情况;上覆压力的增大使得土体稳定渗流阶段和渗透破坏阶段的渗透性出现不同程度的减小,临界坡降和破坏坡降的变化与上覆压力之间存在相同形式的非均匀变化关系。     

Shear strength and pore pressure characteristics of methane hydrate-bearing soil under undrained condition

Hydrate exploitation requires a deep understanding on the mechanical behavior of methane hydrate-bearing sediment (MHBS). Due to the low permeability of overlying strata, partial MHBS likely exhibit failure behavior under undrained condition. Therefore, it is essential to understand the undrained shear strength and excess pore pressure behavior of MHBS for facilitating the evaluation of the stability of hydrate-bearing layer during methane hydrate recovery. This study conducted several undrained triaxial compression and hydrate dissociation tests on methane hydrate-bearing sand specimen to analyze the shear strength and excess pore pressure characteristics of MHBS under undrained condition. The experimental result shows that hydrate saturation and initial effective confining pressure significantly affect the undrained mechanical behavior of MHBS. Hydrate saturation increases the shear strength and negative excess pore pressure. High initial effective confining pressure also enhances the shear strength but suppressed the negative excess pore pressure. Hydrate saturation has a minimal effect on the undrained internal friction angle but remarkably enhances the undrained cohesion. The effective internal friction angle and cohesion exhibits an increase with the increase in hydrate saturation. Notably, completely different from the common soil, the effective undrained strength indexes are not equivalent to the drained strength indexes for MHBS, which should be careful in evaluating the stability of methane hydrate-bearing layer. In addition, the hydrate dissociation test by thermal stimulation method concludes that hydrate dissociation induces the positive excess pore pressure, axial compression, and volume expansion under undrained condition. The large deviatoric stress enhances volume expansion of MHBS but hinders the generation in excess pore pressure during hydrate dissociation. These findings significantly contribute to the safe exploitation process of methane hydrate.     

螺旋板稳定性分析和计算

基于经典线弹性稳定理论建立了有定距柱支承螺旋板稳定性分析的力学模型,推导了计算临界压力的理论公式并给出了工程算例,提出了一些对工程设计有益的结论。     

Simulating the effect of subsurface stresses and transient pore pressure on wellbore stability in subsea horizontal wells

The most prominent challenge associated with offshore horizontal drilling is wellbore stability. In this paper, simulation of in-situ stresses around the wellbore is conducted to study the effects of transient pore pressure on the stability of horizontal wells. The rock mechanical analysis based on finite element technique lead to investigate a unique behavior found in subsea horizontal wells known as transient pore pressure behavior and near wellbore pressure gradients. The results demonstrate that near wellbore pore pressure gradient is only active in rock formations which possess transient pore pressure behavior; therefore, simulated solutions require adjustment to achieve accurate results.     

平移模式下刚性挡土墙三维被动土压力分布研究

针对实际工程中挡土结构物长高比较小时,挡土墙被动土压力分布具有明显的三维空间效应,采用二维被动土压力的计算方法研究挡土墙上被动土压力的分布不合理,研究了平移模式下刚性挡土墙上三维被动土压力分布情况。首先建立无粘性土体中有限宽深比刚性挡土墙有限单元分析模型,在平移模式下,当墙后土体到达极限状态时,研究挡土墙水平被动土压力的分布规律。结果表明,挡土墙水平被动土压力沿挡土墙宽度方向和深度方向均为非线性分布;挡土墙宽深比不会对三维被动土压力的分布方式、分布值大小及分布值的增长趋势产生影响;内摩擦角和墙土接触面摩擦角比值会对三维被动土压力的分布方式、分布值大小及分布值的增长趋势产生影响。研究成果可为工程设计和三维被动土压力理论计算提供数值依据。     

基于地震动土压力非线性分布的集中参数法研究

为简化结构与土体之间接触面的相互作用,提出采用集中参数法进行分析,即在满足Mononobe-Okabe理论基本假设的前提下,给出了在有土体表面均布荷载作用下地震加速度沿挡土墙高度均匀与线性分布的地震动土压力非线性分布,类比水体附加质量原理,推导了基于给出的地震作用下非线性动土压力分布的附加质量计算公式,给出了土体附加刚度在集中参数中的模拟,并进行了算例验证。结果表明,采用集中参数法模拟在地震作用下土体对挡土结构的作用简便、有效、实用。     

共轨管压力波动对喷油率影响的仿真研究

利用仿真软件GT-Suit构建了高压共轨燃油喷射系统的仿真模型,分析了不同长径比下的共轨管内的压力波动规律、平均压力波动规律、喷油压力波动规律,进而分析了对喷油率的影响.通过仿真数据对比,在共轨管长为310 mm、长径比为16时,可使喷油系统的稳定性最优.