挤土效应对软土地基的稳定性影响

我国地域辽阔,从沿海到内地,由山区到平原,分布着多种多样的地基土,地质条件十分复杂、差异性明显。在很多地区都存在软土地基,且在沿海、沿江、沿湖等地区尤其突出。软土具有抗剪强度低、压缩系数高、渗透系数小等特点。本文从抗剪强度理论出发,结合VeSiC扩张理论相关解答,推导出由于挤土效应的影响对地基土抗剪强度的表达式。1.抗剪强度参数与抗剪强度增大1.1抗剪强度参数和抗剪强度由于考虑的影响因素、边界条件不一样,试验方法不同,     

关于非饱和土抗剪强度几个问题的探讨

由于孔隙气和收缩膜的存在,非饱和土的应力应变关系、抗剪强度等各方面比饱和土复杂,导致其抗剪强度理论的研究进展相对缓慢。在参阅中外文相关资料的基础上,对目前比较有代表性的非饱和土抗剪强度公式：Bishop 公式、Fredlund 公式、非线性抗剪强度公式、与土－水特征曲线有关的抗剪强度公式等进行了讨论,结合以往学者所作的关于应力状态以及土体类型对非饱和土抗剪强度的影响研究,指出土-水特征曲线（SWCC）是这些影响因素的一个联通点,也是今后非饱和土体强度理论研究的重点。     

非饱和土的抗剪强度理论研究

从孔隙水的存在状态出发 ,围绕Bishop抗剪强度公式中存在的几个疑点展开讨论 .认为非饱和土中支配强度和变形的应力之所以不同 ,是因为非饱和土中存在一种性质与有效应力不同的应力———内部应力 ,它不传递 ,仅影响土的塑性变形 .同时还对Bishop ,Fredlund和卢肇钧提出的抗剪强度公式中的参数测试方法进行分析 ,指出 :各种抗剪强度理论在概念上都是相同的 ,其区别仅在于确定由吸力产生的那部分有效应力时采用的参数和测试方法不同     

正常压密粘土土压力计算中的强度指标问题

一、引言 大多数土压力计算方法均以库伦的抗剪强度公式为基础。但是,对于粘性土来说,库伦公式不能正确地反映土的极其复杂的抗剪强度性质。因此,合理地解决粘性土的土压力问题,还必须与其强度性质的研究结合起来。 库伦公式将土的抗剪强度分为两个分量:     

直根系根-土复合体抗剪强度简易计算方法

为了简化直根系根-土复合体抗剪强度的计算,基于根-土相互作用机理,考虑复合土体中根系的破坏模式,对直根系根-土复合体进行受力分析,推导了根-土复合体抗剪强度计算公式,将计算结果与现场实测值进行对比,并对折减系数、含根量、植物种类根-土复合体抗剪强度的主要影响因素进行了参数分析。结果表明:根-土复合体黏聚力是土层深度的指数函数;法向应力不变时,复合土体的抗剪强度随折减系数的增大而增大,折减系数在0.84~0.86之间取值时,结果较接近实测值;且复合土体的抗剪强度随含根量的增大呈先增大后减小的趋势,存在一个使复合土体抗剪强度最大的最优含根量;法向应力增大时,直根系复合土体的抗剪强度也随之增大,采用理论公式计算的抗剪强度值与实测值相对误差在10%以内。研究成果可为边坡生态防护的设计和计算提供理论参考。     

非饱和重塑Q_2黄土抗剪强度指标试验研究

采用非饱和土总应力强度公式,通过室内直剪试验研究了含水量、干密度对非饱和重塑Q_2黄土抗剪强度指标的影响,得到了抗剪强度指标随含水量、干密度变化的基本规律和拟合公式,并且采用最小二乘法建立了考虑含水量和干密度同时变化时抗剪强度指标的计算公式。研究表明:非饱和重塑Q_2黄土抗剪强度指标与含水量、干密度密切相关,其中黏聚力与含水量呈良好的一阶指数衰减关系,与干密度呈二次曲线关系;内摩擦角对含水量有较大灵敏性,与含水量呈二次曲线关系,受干密度影响较小;含水量和干密度的交互作用可按乘法效应进行组合。     

水作用下土石坝黏土心墙抗剪强度衰减规律

为得到土石坝黏土心墙在水作用下抗剪强度的衰减规律,依托济南卧虎山水库工程,通过模型分析和现场取样室内试验,研究了土石坝黏土心墙抗剪强度随含水率的衰减规律。研究建立了土石坝黏土心墙抗剪强度衰减的基本模型,推导了黏土抗剪强度的衰减公式,并分析了含水率和压实度对黏性土体抗剪强度参数的影响规律。结果表明:1黏性土体的黏聚力和内摩擦角影响其抗剪强度;2黏性土体抗剪强度衰减公式由强度参数的待定系数及其表达式构成,可分别通过室内击实试验求解;3压实度一定时,黏聚力随含水率的增大而减小,且最大内摩擦角对应最优含水率;压实度的增大引起抗剪强度增大,但内摩擦角对抗剪强度的影响不显著。     

非饱和土边坡稳定性不同计算方法比较

实际工程中,存在安全隐患的土质边坡大多数为非饱和土边坡。采用不同非饱和土抗剪强度公式,边坡稳定性计算结果差别较大。故本文选用四种常用抗剪强度公式采用Morgenstern-Price法计算不同含水量边坡安全系数,分析比较不同抗剪强度公式下的边坡安全系数,结果认为党进谦公式更加适合非饱和黄土边坡稳定性分析。     

物性参数对成都天然状态黏土抗剪强度的影响分析

为揭示成都黏土抗剪强度参数与物理参数的关系及计算公式，以成都龙泉驿黏土为研究对象，采用数理分析和实验相结合的方法，研究非饱和黏土的天然密度、天然含水率、孔隙比、液性指数等物理指标对抗剪强度参数变化规律的影响。首先，基于各物理参数与抗剪参数的独立影响，通过曲线拟合得到抗剪强度指标随天然含水率、天然密度、孔隙比、液性指数变化的基本规律和拟合公式；其次，采用物理参数的不同组合方式对成都黏土抗剪强度参数进行多元回归分析；最后利用乘法效应建立了考虑天然含水率和天然密度同时变化时抗剪强度指标的计算公式。研究结果表明:成都黏土抗剪强度参数与天然密度和天然含水率密切相关，二者的交互影响可按照乘法效应进行组合，并给出不同方法得到成都黏土抗剪强度参数经验计算表达式。研究结果对成都黏土地区的工程抗震设计、防灾减灾的研究有参考意义。     

基于修正的碎石土直剪数据测试

直剪试验具有操作简单、试验成本低等优点被广泛应用,但直剪试验本身具有一定的缺陷,导致试验精度不够高。因此为提高其精度和可靠性,采用单点面积应力修正方法对掺砂量分别为5%、 10%、 20%、30%、 50%的碎石土直剪试验数据进行修正,得出修正后的碎石土的c、φ值。结果表明,碎石土的抗剪强度参数相对于修正前的偏大,但是掺砂量对碎石土的影响规律都是随着掺砂量的增加,碎石土的粘聚力呈现先增后减的趋势,而内摩擦角呈现逐渐增加的趋势。     

复杂循环荷载作用后长江口原状淤泥质软黏土静强度弱化特性研究

利用土工静力–动力液压三轴–扭转多功能剪切仪, 针对取自于长江口的海洋原状淤泥质软黏土，在不固结不排水条件下，分别进行了动三轴、45°线耦合以及圆耦合等多种复杂循环剪切试验及循环荷载作用后静三轴试验。结果表明，随着循环次数的增加，三种不同模式循环荷载作用产生的应变、孔压增量以及循环荷载作用后土的静强度衰减程度差异均变得越来越明显。对应相同循环剪切次数，双向耦合循环剪切要大于单向循环剪切产生的应变与孔压增量，双向耦合循环剪切后静强度衰减更加明显；而对于双向耦合循环剪切，圆耦合循环剪切大于45°线耦合循环剪切产生的应变与孔压增量，并且圆耦合循环剪切后静强度衰减更加显著。由此表明，主应力轴连续旋转会使土体产生更大的变形与孔压增量，并且使静强度显著降低。分别定义了广义综合剪应变及综合孔压增量比，并建议了循环荷载作用后静强度与广义综合剪应变、综合孔压增量比的关系。     

基于分形理论的饱和土孔隙水压力计算模型

孔隙水压力是一种作用于土体孔隙间的应力,其定量分析对于探究土体的抗剪强度等力学性能有着至关重要的作用。传统的孔隙水压力计算方法忽略土体内部孔隙中流体流动及流量变化对孔隙水压力的影响,导致计算结果偏小。为修正此计算误差,基于孔隙数目-尺寸分形模型,推导出土颗粒材料孔隙度与分形维数之间的演化公式,并结合孔隙水流动方程及压力方程推导出饱和土孔隙水压力与分形维数、孔隙水压缩模量及孔隙间流量变化之间的函数关系。并使用此孔隙水压力计算公式对饱和黏土边坡进行数值分析验证公式准确性及实用性。所得公式可用于饱和土体的有效应力及抗剪强度计算修正,并可应用于饱和土体宏观-微观的多尺度液相-固相耦合渗流分析。     

湛江海域结构性海洋土的工程特性及其微观机制

对琼州海峡湛江海域的一种海洋土的基本性质进行了系统的试验研究。该海洋土的物理性质较差，按土质分类属于淤泥，但其压缩变形特征与强度指标有别于一般性淤泥或淤泥质土，表观先期固结压力pc值为100～125kPa，无侧限抗压强度qu达50kPa左右，灵敏度大于12，抗剪强度也相对较高，具有一定的结构强度，是一种结构性软土。初步从矿物组成、物理化学性质、胶结特性与孔隙结构特征几方面分析了其特殊工程性质的微观机制，揭示了其影响爆炸挤淤施工的机理。     

降雨作用下滑坡渐进破坏概率分析与应用研究

强降雨作用通常是触发大型滑坡的主要诱因，为更好地研究降雨条件下滑坡的变形破坏机理，分析计算降雨入渗作用引起的暂态孔隙水压力、岩土容重变化及岩土抗剪强度对滑坡稳定性的影响，将模糊随机可靠性理论引入滑坡的稳定性分析中去，探讨滑坡渐进破坏的时空演化特征。首先，推导了降雨作用下考虑基质吸力作用的滑带土条块安全余度的表达式，然后，在此基础上，同时考虑滑坡土强度参数及功能函数的模糊随机性，分别计算条块的局部破坏概率、渐进破坏概率和扩展破坏概率，从本质上研究降雨作用下滑坡时空演化过程。以河南嵩县白河滑坡为例，长期持续的强降雨入渗则是其诱发的主要因素，斜坡变形破坏模式属于孔隙水压力诱发的平推式地质模式，应用模糊模糊随机可靠性理论分析了滑坡发生→发展→破坏的动态演化过程，为支护设计提供理论依据。     

含水合物泥质粉细砂三轴试验及本构模型

为了得到不同有效围压和水合物饱和度对含水合物沉积物强度和刚度的影响规律,并得出相应数学表达式,以南海北部沉积物土样级配作为参考,配制人工泥质粉细砂,利用自主研发的含水合物沉积物三轴试验机,制备不同饱和度的含CO₂水合物沉积物,在1, 2, 4 MPa有效围压下等向固结并进行三轴剪切试验。由于围压能自动根据气压的变化而变化,所以在水合物生成过程中有气体消耗但有效围压保持不变。试验结果表明:初始弹性模量随水合物饱和度的增加而增加,与有效围压无关;初始泊松比随着有效围压增加而减小,而随水合物饱和度的增加而增加;黏聚力随水合物饱和度的增加而增加,而内摩擦角与水合物饱和度无关。在邓肯-张模型的基础上,引入参数水合物饱和度,建立了含水合物沉积物的非线性弹性本构模型。最后,用试验数据对模型进行了验证,其结果符合较好。     

膨胀土地基浸水与不浸水状态抗拔特性研究

在现场模型试验和原型试验的基础上，对膨胀土地基的基础在浸水及不浸水两种状态下的抗拔机理进行了研究，根据双变量非饱和土强度公式，推导出了土体抗剪强度指标及吸力强度与含水量的关系公式。从而阐明了膨胀土在浸水状态下的抗拔承载力的降低机理，同时根据原型试验结果，研究了负孔隙水压力对抗拔承载力的影响，确定了其值的大小，同时指出，负孔隙水压力对于基础抗拔是一个有利因素。但却很不可靠。     

植物根系吸水对边坡稳定性的影响

植物蒸腾作用导致根系吸水对边坡稳定性起着至关重要的作用。为了量化根系吸水的影响效果,采用有限元方法模拟了均布形、三角形、指数形、抛物线形4种植物根系的吸水作用,同时分析了根系形态、深度对于孔隙水压力分布的影响,并对边坡稳定性进行了定量计算。研究结果表明:随着根系吸水的不断进行,浅层孔隙水压力逐渐减小,基质吸力增大,非饱和土体剪切强度增加,边坡安全性逐渐提高;4种形态植物根系的孔隙水压力及安全系数比的包络线与根系分布形函数基本相同;指数形根系的地表孔隙水压力最小,安全系数比最大,对于边坡加固效果最明显;在根系总量一定时,植物根系深度越大,其影响范围(深度)相应增大,而对于地表根系土剪切强度增量的作用越小,相应边坡安全系数增量也越小。     

非饱和土的有效应力参数研究

本文在评价了现有非饱和土有效应力参数确定方法的基础上，提出了一种新的求解方法。这种方法直接从非饱和土应力应变关系、孔隙气压力和孔隙水压力入手，推导出反映剪应力和球应力的有效应力参数公式。同时根据武功黄土试验资料进行了整理，所得有效应力参数规律性较好。     

波浪作用下海床液化的数值分析

较大的风浪会使海床发生液化,波浪引起的海床液化问题是海岸及近海工程必须要考虑的关键问题之一。当海床内部土骨架的有效应力转移给孔隙水压力进而变为零时,土体将丧失剪切强度出现液化现象。基于Biot固结理论,利用软件FLAC,分析波浪作用下海床的动力响应,可推出波浪作用下海床最大液化深度,同时也可以得出波浪作用下海床液化的过程,即孔隙水压力上升、土层液化、液化后土层下沉压缩以及孔隙水压力消散,所得结果较好地反映了波浪作用下海床液化的规律。