冲击荷载作用后软粘土的再固结

围绕“动静结合排水固结法”课题，对冲击荷载作用下软粘土性状进行了试验研究，重点分析了排水条件对土体固结和再固结的影响。指出孔压上升与再固结体应变的唯一性关系，这为饱和软粘土地基在冲击荷载作用下附加沉降量的计算提供了一个简单的思路。并指出经多遍冲击再固结土体的强度可大大提高。     

土的不排水强度

讨论了试样在几种常规不排水剪试验中初始应力状态及其强度的代表平面，介绍了室内试验确定正常固结土原位不排水强度的实用方法，并在此基础上探讨了软基稳定分析中不排水强度的选用问题。     

冲击荷载作用后软粘土的再固结

围绕“动静结合排水固结法”课题, 对冲击荷载作用下软粘土性状进行了试验研究,重点分析了排水条件对土体固结和再固结的影响。指出孔压上升与再固结体应变的唯一性关系,这为饱和软粘土地基在冲击荷载作用下附加沉降量的计算提供了一个简单的思路。并指出经多遍冲击再固结土体的强度可大大提高。     

不同排水条件下饱和黏土的冲击性状研究

为认识不同现场排水条件对强夯加固效果的影响,试验研究了不同排水条件冲击时饱和黏土的动力响应和冲击后再固结性状。试验结果表明,不同的排水条件对冲击时饱和黏土的孔隙水压力、排水、体变、应变和再固结时的体变有重要影响。孔隙水压力、冲击次数和冲击能量三者满足双曲线关系;排水冲击的总体变大于不排水冲击的总体变。为改善排水效果,施工时应设置多条排水路径,同时加大夯击能。     

饱和软粘土动力固结机理及实用工艺研究

传统的强夯法加固地基的顺序是由深部到浅部,动力排水固结法加固饱和软土地基的顺序是由浅部向深部,逐渐增大能量,逐层向下加固,而且动力排水固结法加固上层填土是直接的,而加固下层饱和软粘土是间接的.通过对动力排水固结法加固饱和软基的施工工艺的探讨,认识到确定饱和冲击能量、最佳冲击击数、合理的冲击遍数以及两遍夯击的间隔时间,可以有效避免冲击能量的浪费,杜绝实际工程中常见的"橡皮土"现象的产生.为优化施工设计和现场指导施工提供了技术支持.     

K0固结条件对上海粘性土强度和变形的影响

通过对上海第（２）层￣第（５）层粘性土进行Ｋ０固结三轴不排水剪切试验，探讨Ｋ０固结初始应力对上海粘性土强度和变形性能的影响规律，并与各向等压初始应力的三轴固结不排水剪切试验的情况进行比较和分析。试验结果表明，Ｋ０固结初始应力对上海粘性土的强度和变形性能有影响；正确测试土的天然强度及变形规律，应使三轴试验的固结应力状态符合天然土层的初始应力条件，即Ｋ０固结状态。     

K_0固结条件对上海粘性土强度和变形的影响

通过对上海第②层～第⑤层粘性土进行Ｋ０固结三轴不排水剪切试验，探讨Ｋ０固结初始应力对上海粘性土强度和变形性能的影响规律，并与各向等压初始应力的三轴固结不排水剪切试验的情况进行比较和分析。试验结果表明，Ｋ０固结初始应力对上海粘性土的强度和变形性能有影响；正确测试土的天然强度及变形规律，应使三轴试验的固结应力状态符合天然土层的初始应力条件，即Ｋ０固结状态。     

软土地基中几个问题的分析

从地基的强度理论出发分析了土工织物、袋装砂井或塑料排水板对软土地基的加筋作用及复合地基的强度计算。排水固结使软土地基强度增长、软土地基中双层地基强度计算以及砂井未打穿软土层的固结度计算等几个工程实践中所遇到的问题,提出了相应的简化计算公式或方法,可较方便地用于工程分析。     

粗粒土抗剪强度特性的研究

利用２０余组粗粒土大型高压三轴固结排水剪试验资料，按三种常用的抗剪强度公式分别拟合摩尔破坏包线，对拟合效果进行了验算对比分析。     

糯扎渡心墙坝反滤料的静动力特性研究

采用糯扎渡心墙反滤料进行静动力三轴试验。静力试验分别进行了K0固结和三向等压固结下的排水剪切试验,结果表明,两者的排水剪强度大致相同;K0固结排水剪试验的初始弹性模量Ei小于等压固结排水剪试验在相同围压下的初始弹性模量,体积模量则反之。动强度试验则表明,不同破坏标准对动强度影响明显,液化标准、应变破坏标准下的强度均大于极限平衡破坏标准下的强度,且随着固结比的增大其"地震总应力"抗剪强度也增大。更多还原     

模拟履带-软黏土相互作用的环形触探仪研发

海底履带机器人在软黏土海床上行走时会压陷并剪切土体。压陷反映了履带贯入深度与土体强度，剪切则决定了土体能够提供的驱动力。传统地面力学中的贝式仪将压陷和剪切过程剥离测试，忽略了两者之间的相互作用关系。提出了新的环形触探形式与工作方法，将床面行走的压陷和剪切过程统一到触探仪的压陷贯入和扭转剪切中，通过与前人室内模型试验的对比，验证了环形触探概念的有效性和可行性。针对海床常见的正常固结软黏土，采用修正剑桥模型结合有限元方法，基于环形触探仪对履齿结构参数齿高、齿距进行了敏感性分析，探究了履齿结构参数对软黏土强度发挥的影响。研究结果表明，齿高、齿距对软黏土的强度发挥影响显著，适当增大齿高、缩小齿距有助于软黏土强度的充分发挥。     

循环应力作用下饱和软粘土的不固结不排水强度与破坏准则

通过饱和软粘土循环三轴与循环扭剪试验,研究了循环应力作用下饱和软粘土不固结不排水强度的变化。结果表明,当循环破坏次数给定后,饱和软粘土的不固结不排水循环强度取决于试验土样受到的静剪（偏）应力,与其受到的围压力无关;当作用在试样上的静剪应力比（静偏应力比）从0.3变化至0.6时,饱和软粘土循环强度也逐渐增大;进一步依据Mises破坏准则,通过分析循环扭剪试验确定的循环剪切强度与循环三轴试验确定的循环压缩强度之间的关系,阐明了循环荷载作用下饱和软粘土不固结不排水强度满足Mises破坏准则。依据本文研究结论,可以通过特定试验建立描述一般应力状态饱和软粘土单元不固结不排水循环强度的变化关系。     

循环应力作用下饱和软黏土的不固结不排水强度与破坏准则

通过循环三轴与循环扭剪试验,研究了饱和软黏土不固结不排水循环强度的变化。结果表明：当循环破坏次数给定后,饱和软黏土的不固结不排水循环强度取决于土单元受到的静剪 （偏） 应力,与其受到的围压无关;当作用在土单元上的静剪 （偏） 应力比从0.3变化至0.6时,饱和软黏土循环强度也逐渐增大。进一步,通过分析循环扭剪试验确定的循环剪切强度与循环三轴试验确定的循环压缩强度之间的关系,阐明了循环应力作用下饱和软黏土不固结不排水强度满足Mises破坏准则。依据本文研究结论,可以通过特定试验建立描述一般应力状态饱和软黏土单元不固结不排水循环强度的变化关系。     

广州南沙区软土分布特征及工程性质

基于高密度均匀分布的4 280个钻孔资料,结合广州海岸变迁史及¹⁴C测年试验成果,深入研究了广州南沙区软土的空间分布特征。并依据成因时代和沉积环境,将南沙软土划分为两大层,其中上层为全新世软土层,¹⁴C年龄约为1 500~8 500 a;下层为更新世软土层,¹⁴C年龄约为34 000~45 000 a。同时对南沙区软土基本物理力学参数进行了统计和分析,对比研究了上下两层软土工程性质的差异。研究结果表明:南沙软土分布面积约718 km²,占全区总面积的91.6%,平均厚度15~20 m,普遍具有含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性强、渗透性弱等特点;相较于下层软土,上层软土的厚度、含水率、孔隙比、压缩系数更大,抗剪强度更低,粉细砂含量较少。     

重塑非饱和黏土脱吸湿抗剪强度对比

基于压力板仪与非饱和土直剪仪,针对脱湿与吸湿条件非饱和土的抗剪强度特性进行对比试验研究,探讨不同基质吸力、不同竖向压力下非饱和粉质黏土试样的抗剪强度特性。研究结果表明,抗剪强度与基质吸力成正比;基质吸力的变化对抗剪强度的影响主要表现在对黏聚力的影响,对摩擦角影响不大。进行脱湿与吸湿情况下相同含水率的抗剪强度对比,发现脱湿后试样的抗剪强度高于吸湿试样的抗剪强度;脱湿过程中试样的抗剪强度参数高于吸湿试样的抗剪强度参数。     

不同应力路径下红黏土的力学特性与含水率的变化规律试验研究

针对实际工程中不同部位土体所经历的应力路径不同的问题,以研究不同含水率、不同应力路径下贵州红黏土的力学特性为目的,选取实际工程中典型的三种应力路径,设计了采用K_0固结方式的不同含水率的三轴固结不排水试验。结果表明:不同的含水率及不同的应力路径对贵州红黏土的力学特性有很大的影响,红黏土的水敏性及对应力路径的敏感性都与其自身的结构性有很大关系;含水率及应力路径对红黏土抗剪强度指标的影响主要都表现在对黏聚力的影响上,而对内摩擦角的影响较小;坚硬、硬塑状态的红黏土在卸荷状态下达到抗剪强度峰值时的变形值最小,而含水率较高的红黏土在卸荷状态下的抗剪强度最差,在实际工程中该部分往往是发生变形破坏的突破点,应重点加强对该部分土体的加固与治理。研究成果对今后红黏土基坑的支护设计与计算及相关的数值模拟等具有参考价值。     

武汉天然老黏性土的压缩和剪切特性试验研究与数值模拟

武汉天然老黏性土是一种超固结硬黏土 ,在开挖卸载条件下容易产生应变软化 ,经常给深基坑、边坡工程带来不利影响.目前对其超固结性、结构性以及剪切特性等还缺少深入认识.利用高压固结仪和三轴剪切仪对其饱和原状样和饱和重塑样分别进行了压缩试验和三轴不排水剪切试验 ,并且应用上下负荷面剑桥模型对原状样的三轴不排水剪切试验进行了模拟.研究结果表明 :天然老黏性土为一种强超固结的结构性土 ,采用两种方法得到的原状土前期固结压力和结构强度基本一致 ;在低围压下 ,原状样明显表现出应变软化和剪胀性 ,其破裂面易受微裂纹影响;与文献中的天然软土不同 ,天然老黏性土在结构破坏后剪缩并不明显 ;原状样的黏聚力明显高于重塑样 ,两者内摩擦角非常接近 ;采用上下负荷面剑桥模型模拟的原状样应力-应变曲线和孔压曲线与室内试验结果基本一致.     

适用于强结构性黏土的修正邓肯-张模型研究

土体的力学特性受结构性影响十分显著,结构性越强,破坏后变形越大,对实际工程影响越显著。目前对结构性土的特殊工程性质已有广泛认识,但如何用数学方法准确描述其强度和变形间的关系仍是主要研究内容。对分布在云南昭通地区的强结构性黏土进行了试验研究,结果表明:其结构屈服应力高达800 kPa,属于典型的强结构性土。根据常规三轴试验的应力-应变关系,将强结构性黏土的剪切变形划分为结构未破坏阶段、结构逐渐破坏阶段和结构完全破坏阶段;基于破坏过程,对传统邓肯-张模型进行修正,引入损伤比参数,建立适用于强结构性黏土的修正邓肯-张本构模型。对模型中的初始剪切模量、主应力差渐进值和剪切模量参数进行推导分析,各参数值与试验的土体剪切变形规律相符合;对已有结构性土的试验数据进行拟合分析,结果表明该修正模型可以较好地描述强结构性黏土的应力-应变特性规律。     

河谷宽高比对高心墙坝黏土垫层剪切强度的影响

掺砾黏土高心墙堆石坝需要在心墙与坝基面接触部位设置纯黏土垫层, 以探讨心墙与坝基接触面处的应力状态和黏土垫层的剪切强度。三维有限元数值分析主要考虑了河谷宽高比的影响, 经计算得到心墙与坝基接触面处的应力分布, 并按莫尔-库伦强度准则评估黏土垫层的抗剪强度。结果表明, 心墙与岸坡接触面上剪应力和正应力大小随着坝高变化明显。正应力自坝顶向下大致呈线性增大, 在接近坝底附近达到最大值; 剪应力自坝顶向下先增后减, 最大值发生在坝底向上约1/5坝高处, 当岸坡角为45°左右时其值最大。根据抗剪强度准则, 心墙底面黏土垫层不会发生剪切破坏; 岸坡面中上部强度较低, 当岸坡角达到或超过45°时, 上部黏土垫层会发生剪切破坏。与对称河谷模型相比, 实际工程模型左岸岸坡中下部黏土垫层偏安全, 中上部以及右岸抗剪强度系数相近。据此, 给出了岸坡角45°临界值, 在岸坡坡角达到或超过45°的狭窄河谷中修建高心墙堆石坝时, 建议采取工程措施防止黏土垫层在相应部位发生大剪切变形以及剪切破坏。