黄河冲淤积非饱和高塑性黏土的抗剪性状

为揭示非饱和土的抗剪性状与强度机理及关键影响因素,将非饱和土三维状态下的的抗剪强度公式简化为二维轴对称应力状态下的总应力强度公式,并采用常规三轴仪对黄河冲淤积非饱和高塑性黏土进行不同含水率、不同压实度下的不固结不排水试验。试验结果表明:黄河冲淤积高塑性黏土颗粒组成及物理性状具有自身的特殊性,粉粒含量高、塑限低,存在可碾压最小含水率临界范围,即高于最佳含水率约4%左右;该含水率范围是强度下降的临界点。该类土在应力作用下的抗剪性状受饱和度影响,表现为固、液、气相之间的相互作用与转换;对抗剪强度贡献最大的是基质吸力,且抗剪强度比其他非饱和类土大。本研究结论可为揭示非饱和高塑性黏土强度形成机理、确定现场碾压控制指标与工艺提供理论参考。     

基坑设计中抗剪强度指标选取的分析

本文以具体基坑工程为依托,取现场粉质黏土原状土样,针对水、试验方法两种抗剪强度指标影响因素进行室内试验,利用不同试验组所得强度参数值计算土压力,分析不同影响因素下试验所得抗剪强度指标的差异,并指出在基坑支护结构设计中土压力计算应选取何种强度指标更为合理.     

剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度影响的试验研究

通过自行研制的大型恒刚度桩土界面直剪仪,进行6种剪切速率的黏性土混凝土界面剪切试验,探讨剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度的影响规律。结果表明：在黏性土混凝土界面,超孔隙水压力随着剪切速率的提高而增大;法向应力和剪切速率通过影响超孔隙水压力大小,决定黏性土混凝土界面剪切峰值强度和剪切破坏位移的大小;剪应力剪切位移关系曲线由基本一致变化到一定范围内产生偏离,且法向应力和剪切速率越大偏离越显著,并出现明显的应变软化现象;剪切速率从0.4 mm/min增加至5.0 mm/min,黏性土混凝土界面抗剪强度减小幅度增大,摩擦系数减小0.1,有效黏着力的变化介于0.81~5.93 kPa之间。     

列车动荷载作用下土的动力特性分析

研究了列车动荷载对地基的振动效应,给出了Winkler地基-Timoshenko梁模型下梁的最大位移和地基表面反力.研究了列车动荷载作用下地基内应力状态和空间分布,分析了土单元体的应力路径及地基土在动荷载作用下的软化和液化效应,结果表明：在列车运行过程中,动荷载引起的动应力随时间发生变化,并与土单元体初始应力相叠加;列车的速度对水平剪应力τzx与偏差应力（σdz-σdx）/2之间关系的影响较大.     

盲沟排水对碎石桩加固软土路基的影响分析

排水系统的合理设置对加速土体固结、提高饱和软土地基承载力有重要作用。为探讨盲沟排水对路基下碎石桩加固的软土地基的工程特性的影响,进行了路基试验段的对比试验,并在路堤填筑施工中进行了孔隙水压力和地基沉降测试。试验和工程测试结果表明,渗水盲沟的合理设置可加速地基的固结,提高地基土体的承载力,有效地降低地基中的孔隙水压力,加速路堤填筑的速率。     

盲沟排水对碎石桩加固软土路基的影响分析

排水系统的合理设置对加速土体固结、提高饱和软土地基承载力有重要作用.为探讨盲沟排水对路基下碎石桩加固的软土地基的工程特性的影响,进行了路基试验段的对比试验,并在路堤填筑施工中进行了孔隙水压力和地基沉降测试.试验和工程测试结果表明,渗水盲沟的合理设置可加速地基的固结,提高地基土体的承载力,有效地降低地基中的孔隙水压力,加速路堤填筑的速率.     

考虑土体不排水强度非平稳性对条形基础承载力影响的可靠度分析

采用随机有限元方法对考虑土体不排水抗剪强度空间变异性的条形地基承载力进行可靠度分析.使用随机有限元结合蒙特卡罗模拟的方法,分析了不排水抗剪强度的非平稳程度和相关距离对承载力均值和标准差的影响,计算并对比了各种参数组合条件下基础的失效概率和安全系数.结果表明,随着土体不排水抗剪强度非平稳程度的不断提高,基础承载力也不断提...     

小浪底进水口边坡的可靠度分析中若干规律的探讨

结合小浪底工程,采用可靠度分析的JC法,对小浪底进水口边坡的抗滑稳定计算的可靠度进行了分析.得出了泥化夹层的抗剪强度指标的均值及变异系数等参数对可靠指标的不同影响,讨论了可靠指标和安全系数之间的关系,利用相应的抗剪强度指标计算得到的小浪底进水口边坡的可靠度有所提高.     

软土的主要工程特性分析

软土地基具有承载力低、沉降量大、固结完成时间长等不利的工程特性。在软土地基上修筑高速公路,潜在的工后沉降会对交通运输造成相当大的危害,因此要对地基的沉降进行较为准确的预估。深入探讨软土地基的沉降发展规律,利用有限的沉降实测数据,选取合理的预测模型及方法预测地基的后期沉降,对于控制施工进度,指导后期的施工组织与安排,具有重要的理论与工程实际意义。     

饱和软黏土不同固结程度下的抗剪强度特性研究

为了研究饱和软黏土在不同固结度下的抗剪强度特性,利用应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪开展饱和软黏土不同固结程度下的三轴剪切试验研究,对不同围压下不同固结度对土体孔压增量和抗剪强度的影响进行了分析。结果表明:在部分固结不排水剪切试验中,试样的剪前固结程度越低、剪前孔压越大,则剪切引起的孔压增量越小,但总孔压却是越大,不排水强度低。通过归一化,得到了孔压增量和固结度之间的相关关系。     

卸荷状态下软粘土抗剪强度的试验研究

通过大量的室内模拟试验，对卸荷状态下的软粘土的抗剪强度进行研究，得到了不同先期固结压力下卸荷土体的τf-σ关系曲线，并与加荷状态的土体进行比较，得到了卸荷土体抗剪强度变化的一般规律；通过建立卸荷比R和强度残留率fr的概念来找寻影响卸荷土体抗剪强度变化的临界点；同时研究了卸荷土体的抗剪强度与卸荷比的关系、卸荷后滞留时间对卸荷土体抗剪强度的影响程度，发现卸荷土体的抗剪强度受卸荷比和卸荷后的滞留时间的影响很大。因此在卸荷工程中应充分重视以上两个因素对土体抗剪强度的影响。     

有效固结应力法计算软土抗剪强度增量的偏差分析

针对有效固结应力法计算土体抗剪强度增量公式中所包含的假设,结合室内等压固结和K0固结不排水三轴压缩试验摩尔应力圆示意图,将有效固结应力法公式与理论上更严谨的有效应力路径法公式做对比,分析有效固结应力法的计算偏差。结果发现:对于等压固结状态下的土体,有效固结应力法计算结果是准确的;而对于K0固结状态下的土体,有效固结应力法计算偏差与土体破坏时的孔隙水压力系数Af有关,土体Af取值不同,有效固结应力法计算结果既有可能偏大也有可能偏小。对于实际工程中常遇到的弱超固结软土,计算偏差在15%以内。     

被动区加固技术在软土基坑开挖中的应用研究

就被动区加固技术在软土基坑开挖中的应用作了研究，介绍了考虑被动区加固的水泥土挡墙水平位移的几种计算方法，对其中的刚性桩法作了修正；按加固布置形式和加固比Ir的不同，将被动区加固的作用应用于挡土墙水平位移的计算中，并运用这些成果对两个工程实例进行计算分析。     

球型静力触探仪贯入双层土的困土效应

为研究各种几何类型的球型静力触探仪在双层黏土地基中的贯入特性,采用改进的RITSS(remeshing and interpolation technique with small strain)大变形有限元方法对贯入过程进行数值模拟,研究土体流动特性和贯入阻力变化规律。利用理论解和试验结果验证模型的有效性,通过参数分析探讨上层土厚度、土体强度、球土间摩擦因数和杆轴投影面与球截面面积比等因素对贯入特性的影响。结果表明,球型静力触探仪贯入上硬下软双层黏土地基时存在困土现象(即上层硬土陷于探头底端并被带入下层土)。困土尺寸是影响其困土效应的关键因素。研究发现,困土尺寸随下层土与上层土不排水抗剪强度比的减小而增大,随球土间摩擦因数的增大而增大,杆轴面积比对贯入特性有一定的影响,但是相对摩擦因数和土体强度比影响较小,与上层土厚度和下层土不排水抗剪强度无关。困土厚度变化为0～0.20D、困土宽度变化为0～0.50D。困土效应增大下层软土贯入阻力,导致不排水抗剪强度计算值偏大。基于影响因素量化分析,提出考虑土体强度特性、杆轴比和摩擦因数因素的困土效应修正公式,得到更为准确的下层软土不排水抗剪强度值。     

土体不排水抗剪强度非平稳性对深基础极限承载力影响的可靠度分析

目前有关抗剪强度参数随深度变化的随机场对深基础地基稳定性的影响研究还不深入。为此,建立了土体不排水抗剪强度均值和标准差随深度有不同程度线性增加的非平稳随机场模型,此外,还建立了与非平稳随机场对应的不排水抗剪强度均值与其相同的平稳随机场模型。探讨了不同非平稳程度的随机场对深基础地基承载力及其失效概率的影响规律,比较了各个非平稳随机场地基模型与其对应的平稳随机场地基模型的地基承载力的差异性。结果表明:当考虑不排水抗剪强度的非平稳性时,地基承载力均值和差异性随非平稳程度的提高而线性增加。基础埋深越大,地基承载力均值随非平稳程度提高而增加的趋势也越大。在相同的安全系数水平下(FS1),地基失效概率随着非平稳程度的提高而增大。对深基础而言,在相同的安全水平下(FS1),平稳随机模型会低估具有非平稳性的地基的失效概率,且非平稳程度越高,估计误差也越大。     

软土结构性对基坑开挖及邻近地铁隧道的影响

为了研究软土地基结构性改变对基坑开挖围护墙变形、地表沉降及其邻近地铁隧道位移和弯矩的影响,针对宁波粉质黏土,采用在重塑土中掺入盐粒和不同质量分数水泥的方式制备人工结构性土,开展一维压缩试验和三轴试验研究原状土与人工结构性土的工程特性,分别通过压缩性指标、抗剪强度指标和结构屈服应力验证和建立水泥质量分数与土体结构性之间的联系;采用Plaxis2D,分析土体结构性改变对基坑开挖过程中围护墙水平位移、地表沉降及其邻近地铁隧道的影响. 研究结果表明,当水泥质量分数为2%时,其压缩性指标、抗剪强度指标和结构屈服应力与原状土基本一致;随着土体结构性降低,扰动度增加,围护墙水平位移、地表沉降和隧道位移急剧增大,其中隧道对于土体扰动度最为敏感,位移增长趋势最为明显,当扰动度为39%时,隧道位移会超过规范允许值;当隧道距离基坑较近时,由于隧道的约束作用,围护墙水平位移和地表沉降较小,但是隧道位移和弯矩会相应增大.     

主应力轴循环旋转下原状软黏土临界性状研究

针对在交通、波浪等动荷载下土体所受应力状态具有主应力轴循环旋转的特征,对杭州地区典型原状软黏土开展不排水模拟试验.主应力轴双幅循环旋转的试验结果表明,试样扭剪、轴向应变发展受主应力轴旋转角度的影响,当转角大于一定值时,破坏应变以扭剪应变占主导,反之则要考虑扭剪和轴向等应变的共同影响.在同一旋转频率下,随着剪应力提高,试样破坏应变同步提高,且与破坏振次对数值成线性关系;若剪应力幅值不变,随旋转频率提高,临界破坏应变同步减少,破坏振次大幅提升,两者在对数曲线上亦可用线性关系表示.与等剪应力幅值的主应力轴双幅循环旋转试验结果相比,当单幅循环旋转破坏时扭剪应变很大,且受频率或剪应力幅值影响小,同时最小破坏剪应力也有显著提高.     

红粘土的强度机理

从红粘土的水敏性、密实程度与胶结作用这三方面对其抗剪强度的影响进行了试验,研究发现：随着干密度的增大,红粘土的抗剪强度与粘聚力也有了较大的提高,而内摩擦角在干密度较大情况下随含水率变化较为明显。为了探究胶结作用对红粘土抗剪强度的影响,用丙三醇溶液替代水溶液配制土样进行试验,发现胶结物质减少的红粘土试样,其抗剪强度也有了明显的降低,进一步从胶结作用对红粘土的影响方面分析了红粘土的强度变化规律。