南昌地铁饱和含泥砂土动力特性模拟分析

以南昌地铁区域饱和含泥砂土为研究对象,做了砂土比重试验、颗粒筛分试验和砂的相对密度试验,并在PFC3D颗粒流程序中建立柔性边界面常规三轴和动三轴的数值试验模型。将常规三轴、动三轴的室内试验结果、PFC3D模拟结果和理论计算结果作对比,结果表明,饱和含泥砂土在常规三轴排水条件下的体应变状态、应力应变关系与室内试验和理论计算结果基本符合,在常规动三轴排水条件下同振幅、频率和围压作用下饱和含泥砂土的含泥量越大则应变发展速度越快,孔隙水压力的幅值和相对值也越大。基于数值实验和南昌地铁所建立的单、双隧道模型结果表明,在单隧道运营时,由于列车经过隧道会使隧道产生向下且逐渐稳定波动的位移,同时导致隧道周围土体产生向下的位移、旋涡式的速度和稳定的应力波动;隧道拱顶上土体的位移汇聚向下,拱底下土体的位移扩散向下,速度的旋涡以隧道为中心扩散,土体应力响应则随与隧道的距离增加而减小,且拱顶和拱底的应力响应最大,砂土含泥量与隧道位移和土体应力响应呈正相关。在双隧道模型运营时,其隧道的振动、土体的位移、速度和应力响应与单隧道运行结果大致相同,只是隧道下部的土体在两个振源的作用下应力响应和位移会有叠加效应,两隧道中间的土体则相反会产生相互制约的效果。     

含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响

文章首先分析了聚羧酸的分子结构,其次说明了聚羧酸在混凝土制作中的作用机理,最后从理论、原材料及试验方法两方面探究了含泥量对掺聚羧酸减水剂混凝土性能的影响。     

冻结砂土三轴试验中颗粒破碎研究

压力作用下颗粒发生破碎是引起砂土力学特性变化的重要因素之一,冻结砂土也是如此。对冻结砂土进行了不同温度和围压下的三轴剪切试验,并筛分得到三轴试验前后的颗粒大小分布曲线。通过引入Hardin定义的颗粒破碎率Br,分析了围压与颗粒破碎的关系及颗粒破碎对冻土抗剪强度的影响。结果表明:在温度为-0.5℃,-1℃,-2℃,-5℃和围压为0.5,2,5,10 MPa的条件下,三轴剪切过程中会产生较为可观的颗粒破碎;颗粒破碎率Br随围压增大,到达一定围压后Br不再随着围压的增大发生明显变化,即存在一个颗粒不再发生明显破碎的临界围压σr。结合前人研究发现,-5℃下一般工程关心的围压范围内压融对冻土力学特性没有显著影响,而颗粒破碎起控制性作用。分析表明:-5℃条件下在不同的围压范围颗粒破碎对抗剪强度具有不同的影响。试验所采用的围压范围内,随着围压的增大,颗粒破碎率增大使得冻土的抗剪强度降低;破碎率达到极限以后,由于破碎的颗粒重排列又导致抗剪强度有所提高。     

不排水加载条件下K_0固结饱和砂土失稳预测

基于二阶功准则及变形分叉理论,建立了分散性失稳和应变局部化失稳的理论判别准则,对K0固结不排水加载条件下饱和砂土的失稳特性进行了理论研究。分析结果表明,三轴应力状态下,土体表现为分散性失稳模式,应变局部化则不会发生。在试样初始状态较密实的状态下,由于相变作用,土体能够保持稳定,直至达到塑性极限破坏。在平面应变状态下,分散性失稳和应变局部化均可能发生,且分散性失稳先于应变局部化失稳出现。非共轴塑性流动法则的引入对分散性失稳预测结果无影响,然而对应变局部化的预测结果影响较大,且只有在引入了非共轴流动法则的条件下,应变局部化的理论预测结果才能与试验结果一致。     

地铁列车振动荷载对穿越泥水盾构泥膜渗透系数的影响

泥水盾构穿越饱和砂土地层中的运营地铁时,在地铁列车振动荷载的作用下,开挖面前方土体中会产生超孔隙水压力,从而降低泥膜承受的压力差,使泥膜回弹,渗透系数增大,进而影响开挖面稳定。通过动三轴试验,研究了不同类型砂土在地铁列车振动荷载的作用下的超孔隙水压力增长规律,并利用改进的Kozeny-Carman公式分析了其对泥膜渗透系数的影响。研究表明:地铁列车振动荷载振幅与在其作用下产生的砂土最大超孔隙水压力之间的关系可用指数函数表示;砂土中粗颗粒间的孔隙起控制作用时的最大动孔压比和泥膜最大渗透系数增大比约为细颗粒间的孔隙起控制作用时的最大动孔压比和泥膜最大渗透系数增大比的50%和60%;当动应力比不大于0.15时,振动荷载振幅的增大对最大动孔压比的增加影响并不明显;相对密实度对最大动孔压比的影响并不明显;卸荷程度相同时,轴向卸荷比水平卸荷对最大动孔压比的影响约大一倍;一般情况下,地铁列车振动荷载最大可使泥膜渗透系数增大约15倍;当泥膜渗透系数不大于7.73×10-8 cm/s时,可不必考虑运营地铁列车振动荷载对泥膜渗透系数的影响。     

砂土介质中微生物诱导封堵试验研究

土木水利工程中的安全隐患与工程对环境造成的不良影响中,相当一部分与渗漏问题有关。微生物封堵技术的最新研究表明,为岩土中微生物提供合适的营养物质,可以在相对较短时间内产生有效的微生物成因封堵。对带有渗漏孔的2个砂柱进行微生物诱导封堵试验,2个砂柱中分别添加马铃薯液和葡萄糖溶液,并与通水的砂柱作对比。添加马铃薯液的砂柱,在营养液充足的情况下3周内透水能力降低到原来的1/50,而且封堵发生在渗漏处。添加葡萄糖溶液的砂柱,透水能力未明显改变。添加葡萄糖溶液的砂柱改添马铃薯液后,渗漏处同样被封堵。采用加大水头的方法测试了封堵稳定程度,在渗流系统的水力坡降由0.267加大到1.067的过程中,封堵最终失效。试验表明,砂土中微生物诱导封堵技术能够将渗漏源探查和封堵合二为一,且在入水口水头变大的情况下仍能保持稳定。     

砂土盾构隧道掘进开挖面稳定理论与颗粒流模拟研究

盾构法隧道施工过程中,土体密实度对开挖面极限支护力值与稳定性影响是一个非常重要的因素。基于Kirsch室内模型试验,采用颗粒流计算分析了隧道掘进过程中土体密实度对开挖面极限支护力、残余支护力以及开挖面前方土体孔隙比变化的影响,从细观角度解释了砂土中盾构隧道开挖面失稳机理,分析了砂土中盾构隧道掘进时土体破坏形态与分布范围;进而提出了计算开挖面极限支护力的改进楔形体分析模型。研究成果可为盾构隧道施工中分析开挖面的稳定提供参考。     

一种减载的三轴试验方法及其应用分析

基于拓宽三轴应力路径试验的方法和途径,研制了一种简单实用的减载拉伸应力路径的试验仪,通过相关试验确定了两种应力路径下砂土的强度参数,分析了常规三轴应力路径和三轴拉伸应力路径试验条件下强度的区别,以供参考。     

基于Finn模型的软土场地震害的数值模拟研究

天然地震作用下的软粘土震陷和饱和砂土液化问题是岩土地震工程研究的重要课题之一。以天津滨海新区某场地软土地基为例,采用Finn本构模型,通过FLAC3D软件数值模拟了在50年超越概率10%和2%概率水平地震作用下该场地吹填土的震陷和饱和砂土的液化情况。结果表明：Finn本构模型可以很好的反映吹填土震陷和饱和砂土液化的变化规律。     

基于标贯的国内外砂土液化判别方法

砂土液化判别是场地岩土地震稳定性评价的重要组成部分。国内通常采用规范推荐的基于标准贯入试验的砂土液化判别方法;而欧美、非洲及东南亚大多采用Seed简化法。在对我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中砂土液化判别方法与国外修正的Seed简化法的原理、方法及参数进行分析的基础上,将这2种方法进行比较,进而讨论了2种方法判别结果的差异。对比分析发现:相对于规范法,Seed简化法对于表层地基土偏于安全;但对深层地基土判别,规范法更为保守。