黄河下游堤段湿化变形试验研究

对黄河下游标准化堤防施工过程中部分堤段及其道路发生裂缝的原因进行了分析,并选取东明堤段的土样进行了土体湿化变形试验,结果表明：①东明段堤防堤身、堤基及淤背体表层由四大类土体组成,分别为低液限黏土、低液限粉土、粉土质砂及高液限黏土;②同类土质的邓肯-张模型参数中,自然样的强度参数K、φ值比饱和样的大;③粉土质砂的K、φ值最大,低液限黏土及低液限粉土次之,高液限黏土最小。     

膨胀土的浸水变形特性

使用压缩仪,对不同起始密度及不同起始含水率的膨胀土进行了分级浸水和一次性浸水膨胀变形试验,同时测试了试样在浸水前后不同压力下膨胀变形量的变化过程.试验结果表明,不同浸水路径在浸水的初期阶段对膨胀土的膨胀变形速率有一定的影响,但膨胀率最终值基本一致;浸水膨胀再压缩试验中压缩稳定后的膨胀率比先压缩再浸水膨胀试验膨胀稳定后的膨胀率要小,但变化较快,并随着压力的增大,加压后膨胀率逐渐减小,最终两种试验的膨胀率趋于一致;压力对不同初始含水率试样膨胀率的影响较小,对不同初始干密度试样的影响较大;在浸水单向膨胀试验过程中试样的干密度与膨胀率呈双曲线变化规律.     

积石峡水电站面板堆石坝湿化变形控制研究

积石峡水电站面板堆石坝主堆石区采用坝址区岩石开挖料填筑而成,为控制坝体的湿化变形,在坝体填筑基本完成后,采用坝体底部浸水的措施。结果表明:坝体浸水能提前释放堆石坝的湿化变形,特别适用于风化岩、软岩等软化系数小的岩石填筑的坝体;坝体浸水加速了面板堆石坝的施工期变形,缩短了大坝施工期沉降时间,为混凝土面板的提前施工及其裂缝控制创造了良好的先决条件;坝体排水期间,坝体内外水位差应不超过1 m。     

粗粒料湿化变形三轴试验研究

对小浪底斜心墙堆石坝的砂岩粗粒料采用单线法进行中型三轴湿化变形试验,研究了该种土料的湿化变形特性。通过对试验结果和湿化变形规律的分析,总结了湿化轴向应变、湿化体积应变与湿化应力水平、围压之间的关系。试验结果表明,湿化轴向应变与湿化应力水平呈双曲线关系,湿化轴向应变与围压呈线性关系;湿化体积应变与湿化应力水平和围压均为线性关系。根据对试验结果的分析以及计算湿化变形的单线法,提出了一个适用于计算粗粒料湿化变形的数学模型。该湿化变形模型参数共6个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法。对模型进行了验证,结果表明该湿化模型计算曲线与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映粗粒料湿化变形的特征。     

深厚软土地基上堤防变形特性分析研究

堤防变形直接影响堤防的安全性,尤其是深厚软土地基上的堤防,其变形量往往较大,常作为堤防安全的主要评价指标。依托某软土地基上重建堤防工程,建立了堤防典型断面有限元数值分析模型,计算了竣工期和特征水位下的堤防变形,重点分析水位变化及压重平台对堤防变形特性的影响程度。结果表明,堤防沉降较大,大值区主要集中堤基表层中央附近,软基对堤防沉降的影响很显著;堤防水平变形相对较小,主要集中在软基中,堤身部分水平变形小。迎水坡的压重平台和临河侧水位变化主要对堤防水平变形有较大影响。总体上,堤防设计方案合理,建议在堤顶预留足够的沉降量。     

堆石料湿化变形特性研究综述

堆石料是一种重要的土石坝筑坝材料,其湿化变形对土石坝安全运行的影响较为显著.着重梳理总结了堆石料湿化变形特性方面已有的研究成果,指出目前湿化试验仪器主要有固结仪、三轴仪及平面应变仪;试验方法主要包括单线法和双线法;堆石料湿化变形的影响因素主要分为内因和外因;堆石料湿化变形模型主要包括理论模型和经验模型.通过对已有研究成...     

不同浸水时间的黄河下游堤防稳定性研究

对不同浸水时间的黄河下游堤防堤身土体的强度指标进行了直接快剪和不固结不排水三轴剪切试验,结果表明:①土体的黏聚力随浸泡时间的增长大幅度下降,浸泡5 d后,壤土的最大降幅为72.6%,沙壤土的最大降幅为62.8%,而土体的内摩擦角变化较小;②在经过洪水的长时间浸泡之后,堤防的稳定性大大降低,且浸泡时间越长降幅越大,洪水浸泡1 d后堤防稳定安全系数降低36.2%,浸泡5 d后稳定安全系数降低58.2%.     

堆石料湿化变形计算模型及方法研究

水库蓄水和降雨入渗可导致土石坝发生显著的湿化变形,从而对坝体的应力变形性状产生重要的影响。合理的湿化变形模型和计算方法是模拟分析土石料浸水湿化变形特性的重要前提。论文基于三轴湿化试验研究成果,建议了一种新的堆石料湿化变形计算模型。该模型利用湿化变形方向的平行特性,采用堆石料本构模型计算相应的湿化体应变分量。新提出的模型仅需要一个湿化轴向应变模型参数。分别采用邓肯张EB和沈珠江双屈服面模型讨论了新湿化变形模型的具体计算模式,并通过与试验结果的对比验证了新模型的实用性。用改进的沈珠江三参数模型计算最终体应变和最终剪应变,湿化后的饱和流变规律与饱和试样的流变规律一致,湿化过程不会影响堆石料的饱和流变数值和规律。     

软土地基上堤防拓宽工程变形协调措施研究

以南京市某长江堤防拓宽工程为例,采用ＦＬＡＣ软件建立堤防拓宽的数值计算模型,分析了拓宽新堤与老堤的相互作用特性。在此基础上提出在新老堤防结合部开挖台阶,并铺设土工格栅增强横向连接的措施。采用数值软件对以上工程措施进行了分析验证。结果表明:新堤防填筑后,由于附加应力作用使老堤堤身和路面产生附加变形,老堤防路面的不均匀沉降为１３．７ｃｍ,路面的坡度为１．７％,整体向堤中心线倾斜。在新老堤结合部铺设土工格栅加筋后,堤防的最大沉降位置由堤顶路面处发展到堤身内部,新堤路面变形和堤身不均匀沉降大幅减小。     

堆石料湿化变形特性试验研究

通过室内大三轴单线法对堆石料的湿化变形进行了试验研究,探讨了在不同密度、不同围压、不同应力水平状态分别对堆石料进行浸水后变形特性的规律性研究,根据建议的湿化模型整理了计算参数。试验结果表明:随着围压增大、浸水应力水平提高,堆石料的湿化轴向应变变大,在围压和应力水平增加超过某一范围后,堆石料的湿化轴向应变明显增大。湿化轴向体变随围压浸水应力水平的变化不是很明显。随着堆石料密度的提高,堆石料的湿化变形量产生一定量的减少。     

劈裂灌浆的湿化变形分析

文章系统全面地分析了劈裂灌浆后坝体产生湿化变形的原因,并运用湿化变形机理合理解释劈裂灌浆过程中的各种现象。提出灌浆相关控制指标,使在不影响原坝体稳定的前提下,充分发挥湿化变形效果。     

柔性基础下端承桩复合地基变形分析

假定了桩侧摩阻力及桩间土剪应力的分布模式,根据桩土应力协调,得到了柔性基础下复合地基变形分析新方法,即考虑刺入的自由应变分析方法。应用已有变形分析方法和有限元方法对同一实例进行了分析,对计算结果进行了分析对比,得出该方法具有良好的适用性,并应用该方法对影响复合地基性状的相关因素进行了分析,得出了土体模量、桩径等对桩侧摩阻力、桩体应力、土体应力及地基沉降的影响规律。     

三轴应力状态下砂砾料浸水变形特性试验研究

利用VJ非饱和三轴仪对砂砾石料进行了各向等压和剪切状态下浸水变形特性试验研究,并对不同应力状态下浸水变形过程中体应变和偏应变增量进行统计分析。假定体积应变增量在试样各向同性和等压固结条件下可分解成两部分,一部分是由于围压σ3引起的,另一部分是由于偏应力引起的;偏应变仅由偏应力引起的。在此假定的基础上建议了一个浸水体应变增量和偏应变增量与应力水平和围压之间的经验表达式以及相应的参数整理方法。     

类风积沙路基高速公路加宽工程的数值分析

针对类风积沙路基拓宽工程中的关键技术问题,结合绥沈高速公路类风积沙路基加宽工程,采 用有限元软件ＰＬＡＸＩＳ分析了强夯冲击荷载作用下地基的动力响应、不同地基处理方式下新老路基的变 形及边坡稳定性的影响。计算结果表明,强夯容易使仍处于正常运营中的高速公路坡脚产生破坏,在极 端降雨条件下削坡坡脚和土工格栅交接处会出现较大应变,对于路基填料为类风积沙的高速公路加宽 部分地基宜选用坡脚挡土墙＋墙下预制管桩复合地基的方式来加固处理,且管桩能有效的控制剪应力 传递给新加宽的路基。     

管桩处治高速公路路基拓宽的数值分析

为揭示拓宽路基下管桩处治技术缓解软土地基沉降的效果和管桩复合地基相关因素对处治效 果的影响,应用数值分析方法系统研究了管桩复合地基的变形性状,并对各因素的处治效果进行对比分 析。研究结果表明:管桩处理能够有效控制软土地基的沉降,进而减小路基顶面的不均匀沉降;路基和 地基的沉降量对管桩桩长和桩间距的变化比较敏感,桩体长度越大缓解沉降的效果越明显,适中的桩体 间距才能更好地减少沉降,而桩模量、垫层模量和格栅模量的变化对地基沉降量影响很小。     

Ｓｅｔｔｌｅ3Ｄ软件在黄土公路路基变形分析中的应用

公路填筑过程路基沉降和工后沉降,将直接影响公路建设质量和后期的维护费用。为了探明黄土路基的变形机理,运用Ｓｅｔｔｌｅ3Ｄ软件,模拟天然和降雨情况下,对黄土路基不同填筑阶段的沉降进行数值分析,以便获得黄土公路路基填筑时期的变形规律。研究结果表明:沉降整体呈“浴缸”状,路基中心位置沉降量最大,沿中心线向两边沉降逐渐减小;沉降量随着深度的增加而减小,持力层表面的沉降量最大。各填筑阶段之间的沉降量呈非线性减小并最终趋于稳定;同一阶段下原状黄土的沉降量大于压实黄土的沉降量。降雨能够明显增加原状黄土路基的沉降量,而对压实黄土沉降量的增大效果不明显,因此施工过程中控制路基压实质量和采取合理的路基防水排水措施显得非常重要。     

围压水作用下混凝土孔隙水压力的数值模拟研究

基于不同水压下混凝土的内部孔隙水压力试验数据,采用ANSYS有限元分析软件,进行了围压水作用下混凝土孔隙水压力变化瞬态反演模拟,并与试验结果进行对比分析。结果表明:混凝土内部孔隙水压力的变化过程与试验所得变化过程基本一致。说明所建瞬态分析反演数学模型能够用来对围压水作用下混凝土的渗透系数进行反演计算,并且所得到的结果能够与试验结果较好的吻合,具有一定的可靠性。     

压实黄土非饱和增湿变形过程及其微观机制

为了研究黄土的非饱和增湿变形特性,对不同压实度的黄土分别进行分级浸水的增湿变形试验,对其从非饱和状态增湿至饱和过程中的变形特性进行对比研究,提出了压实黄土增湿变形的临界孔隙比。通过扫描电镜试验(SEM)和压汞试验(MIP),分析了压实黄土的增湿变形特性与其微观结构之间的关系。结果表明:竖向应力条件下,当压实黄土的初始孔隙比大于临界孔隙比时,孔隙比将随饱和度增大呈指数函数递减,并趋向于临界孔隙比;当压实黄土的初始孔隙比小于临界孔隙比时,孔隙比随饱和度增大不变。压实度为70%时,黄土内部具有大量大于颗粒尺寸的大孔隙,增湿变形较强;压实度达到90%时,黄土内部孔隙尺寸远小于大部分颗粒尺寸,增湿变形很弱。在水力耦合作用下,压实度为70%的黄土的孔隙结构变化很大,颗粒边角相互摩擦变圆,颗粒排列定向性明显加强;而压实度为90%的黄土的孔隙结构变化较小,集粒内部弱胶结作用的破坏使颗粒更趋于棱角状,颗粒排列定向性无明显变化。研究结果为明确黄土的增湿变形机制提供了参考。     

高速公路软土路基沉降及处治数值分析

基于土体固结理论,采用ABAQUS有限元软件对某跨越软土地区的新建高速公路路基沉降量及差异沉降进行分析,并对该工程中采用粉喷桩加固软土地基的处治效果进行了验算。数值模拟计算表明:未经处治的软土地基,随着路堤与路面结构逐渐修筑完成,路基的沉降量随着填土的增加逐渐增加,且初始沉降速率大于后期沉降速率,该路面竣工15 a后,路面表面的差异沉降达到2.2 cm,需对软土地基进行处治以满足道路后期使用性能;在软土地基中采用竖向粉喷桩进行地基加固后,路表面各点的沉降量显著降低,各点处的差异沉降量极小,几乎可忽略不计,表明增设粉喷桩群后,软土地基的强度与刚度得到了显著的提高,有效控制了路基的差异沉降。     

公路膨胀土路堤膨胀变形量预估模型

为给膨胀土用于路基填筑的设计与施工提供参考,对膨胀土的膨胀变形量计算方法进行分析。通过对弱膨胀土在不同初始干密度、上覆压力下的一维线膨胀率试验,分析了膨胀土路基湿度平衡规律。结合其他学者的一维线膨胀率试验结果,提出了相对上覆压力和相对变形量的概念。试验结果显示弱膨胀土的相对膨胀变形量与相对线膨胀率呈幂指数关系,并依据试验结果及路基湿度平衡规律建立了膨胀土的湿胀变形模型及路堤填筑膨胀变形量的实用计算方法,解决了影响膨胀土线膨胀率3个主要因素的耦合问题,为膨胀土路堤填筑湿胀变形量的预测提供理论计算方法。