沿海某机场扩建工程基坑监测分析

基于机场禁飞区改建工程基坑围护结构及周围土体变形监测结果,结合软土基坑的变形规律,对复杂施工环境和施工时间限制条件下的围护墙体变形、坑后土体竖向位移、支撑轴力以及立柱桩隆沉等变化规律的时间和空间效应做了总结。研究表明:围护结构测斜沿深度呈现出先增大后减小的趋势,水位平移最大值位置出现在开挖面附近,且围护结构水平位移具有明显的时空效应;地表沉降出现沉降槽,深层土体开挖引起地表沉降为总沉降的主要部分,底板浇筑有效地抑制了墙后地表沉降;支撑轴力随施工进度而增加,第2道支撑的施加可减少第1道支撑轴力;立柱桩位移为上浮,其大小随着基坑开挖而增大并趋于稳定。研究结果对机场禁飞区改建工程基坑开挖具有一定参考价值。     

海南省陀兴水库浆砌石重力坝改扩建方案研究

陀兴水库建于20世纪六七十年代,由于当时设计和施工条件有限,经过多年运行后年久失修,需将浆砌石重力坝加高培厚。根据坝址区地质勘探资料及坝体钻孔揭露情况,拟定了三种改扩建方案。为了确保工程扩建后的正常运行,从渗透稳定性、结构安全性、抗滑稳定性和工程投资等多个方面进行了对比论证,以便为工程的顺利实施提供参考。     

土的σ1/3空间滑动面强度准则及其与传统准则的比较研究

土的抗剪强度与其剪切破坏面上的正应力一般呈线性关系,反映了土的剪切强度本质特性。常用的强度准则有Mohr-Coulomb准则、Drucker-Prager屈服准则、Matsuoka-Nakai准则,分别对应于与大主应力呈45°+φ/2的剪切破坏面、八面体面和空间滑动面（SMP）上的剪应力比为常数的关系。本文提出了一种由κσ₁^1/3,κσ₂^1/3,κσ₃^1/3确定土单元大、中、小主应力轴交点的空间滑动面,称为σ^1/3空间滑动面;建立了σ^1/3空间滑动面剪应力比为常数的准则,称为σ^1/3空间滑动面强度准则,该准则在应力空间描述的强度破坏面为平面上呈曲边三角形形态的光滑锥面。进行了Mohr-Coulomb强度准则、Drucker-Prager强度准则、Matsuoka-Nakai强度准则与Lade-Duncan强度准则、σ^1/3空间滑动面强度准则在应力空间描述强度破坏面的比较分析,以及不同平面上Lade-Duncan准则和σ^1/3空间滑动面强度准则随b值的变化规律。结果表明Lade-Duncan强度准则与σ^1/3空间滑动面强度准则近似一致,从而揭示了Lade-Duncan强度准则的物理本质基础：Lade-Duncan强度准则实质上近似服从土破坏时σ^1/3空间滑动面上剪应力与正应力呈线性变化的规律。即Lade-Duncan强度准则描述土单元剪切破坏时的空间滑动面近似为σ^1/3空间滑动面。根据4种原状黄土固结排水条件下的真三轴压缩试验结果,验证了σ^1/3空间滑动面强度准则的合理性与可靠性。     

土结构性变化对开挖边坡稳定性的影响分析

基于对结构性的研究和常规三轴试验,合理评价了土结构性变化规律,建立了考虑土体剪应力和球应力综合影响的应力比结构性参数并提出适用表达式,分析了该结构性参数与强度参数之间的关系。在边坡开挖过程中,土体结构性的变化将对土体强度参数产生影响,在此基础上,进行了考虑结构性变化的边坡开挖安全稳定性评价,同传统的不考虑土体结构性边坡开挖的评价方法进行了分析对比,结果表明：结构性的变化对边坡开挖及其稳定性有较大影响,当考虑土体结构性变化的影响时,边坡开挖后的安全系数小于不考虑结构性变化时的边坡开挖安全系数。     

堰塞湖关键工程措施快速、定量分析方法研究——以2018年“11.03”白格堰塞湖为例

堰塞湖一旦失控溃决,将对下游造成极大威胁。其可供应急处置的时间极为有限,急需采取切实有效的应急处置技术,其中关键工程措施的选择尤为重要。在归纳总结国内外多座堰塞湖应急处置经验的基础上,选择基于物理机制的DB-IWHR溃决分析方法和参数化溃决分析方法结合白格堰塞湖实例开展关键工程措施对比论证。结果表明：物理机制分析方法能够快速、定量地确定堰塞湖关键工程措施——开挖引流槽。2018年“11.03”白格堰塞湖紧急开挖的一条长220 m、深15 m、顶宽42 m、底宽3 m的引流槽,可使堰塞湖库容由8.08×10⁸ m³减小至5.79×10⁸ m³,溃决洪峰流量由39 277.35 m³/s减小至31 000 m³/s。DB-IWHR物理机制分析方法快速实用,可在1 h内完成方案论证,适用于堰塞湖应急处置的快速、定量需求。通过与参数化溃决分析方法对比,表明物理机制分析方法具有更详细的结果,可为堰塞湖应急处置关键工程措施的确定提供科学支撑。     

基于颗粒级配曲线预测非饱和土持水曲线的物理方法

持水曲线模型中若含有未知经验参数,则可能会降低对持水曲线预测的可靠度。为此,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒以及理想球体颗粒集合体,依据这两者的几何特征和物理性质推得其比例关系;基于粒组信息、干密度以及土粒密度提出了计算土孔隙半径和持水曲线的物理方法,无需引入未知经验参数。最后,利用非饱和土水力特性数据库UNSODA中40个土样的持水试验结果对该方法进行了验证,通过计算基质吸力预测值及其实测值之间的均方根残差(RMSR)发现物理方法的RMSR在0.179~0.833范围内变化,并对其中37个土样的持水曲线预测精度优于含有两个未知经验参数的传统Arya模型。     

混凝土单轴动力压缩CT试验过程定量化分区研究

为了能定量地研究混凝土动力压缩CT试验过程,将基于模糊集合论的破损演化理论引入到混凝土动力CT试验研究中,基于λ1-λ2截集将混凝土CT扫描图分为孔洞裂纹（P0-λ1）、硬化水泥石(Pλ1-λ2)及骨料(Pλ2-1),并定义了混凝土的孔隙率、硬化水泥石率和骨料率。研究了动力单轴压缩CT试验过程中混凝土试样各扫描断面P0-λ1、Pλ1-λ2及Pλ2-1随加载的变化规律。研究结果表明：利用本方法实现了对混凝土各组分的定量化分区;可以定量地研究混凝土中P0-λ1、Pλ1-λ2及Pλ2-1随动力加载的具体变化规律;能较好地描述混凝土的受力破坏过程;并能定量地体现出试样破坏过程中应变的局部化。     

基于孔隙连通–迂曲参数表征土的非饱和渗透各向异性

合理描述土的非饱和渗透各向异性对模拟土体内水分和污染物的迁移至关重要。基于Mualem提出的非饱和渗透系数函数引入的孔隙连通–迂曲参数,推得非饱和渗透各向异性系数关于有效饱和度的幂函数表达式,并根据该表达式将土的非饱和渗透各向异性划分为9种类型,发现各向异性系数随有效饱和度的变化过程中会出现土孔隙内水分主导流动方向变化的门槛点;再利用已有文献中基于孔隙网络模型模拟土样的非饱和渗透数值试验结果验证了该表达式的有效性;最后,将该表达式与Van Genuchten-Mualem函数相结合,定量描述了基质吸力对已有文献中4种土的非饱和渗透各向异性影响。