荷载对钢-混凝土连接锈蚀栓钉力学性能影响研究

为了研究荷载对钢-混凝土连接栓钉锈蚀程度对其力学特性的影响,对不同锈蚀程度的栓钉连接件的进行荷载试验。根据钢筋的锈蚀原理,利用人工方法加速钢-混凝土的栓钉锈蚀,为荷载试验提供达到相应的锈蚀程度样品,并通过荷载试验分别对四组样品进行极限承载力和变形特性展开研究。由试验结果可知:若栓钉连接件的钉杆发生锈蚀,尤其当锈蚀出现在靠近结合面处,该栓钉连接件的承载力以及变形特性均会受到影响;而且栓钉的锈蚀程度越大,其承载力则越低;当栓钉锈蚀质量损失率达到20.8%时,其极限承载力降低了17%;栓钉连接件大头端部锈蚀质量损失率约20%时,极限承载力下降仅为3%。研究结果为钢-混凝土的试验设计、施工使用等提供参考。     

复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验研究

围堰工程中常用复合土工膜连接防渗墙作为防渗体系,其连接部位的土工膜常会出现结构性破坏而造成集中渗漏现象。依据高土石围堰防渗体系中复合土工膜的受力特点,利用自主研制的低摩阻叠环式双向静动剪切试验机,考虑土工膜无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式,构建复合土工膜与防渗墙接头的结构模型,开展复合土工膜与防渗墙连接的大型剪切试验,研究不同连接型式下复合土工膜的受力变形机理。结果表明:①无伸缩节、普通竖向伸缩节和U型槽伸缩节3种连接型式下,复合土工膜的应变均随着剪切位移的增大逐渐增大,随着距防渗墙距离的增大逐渐减小;②3种连接型式下模型土体的应力-应变关系变化趋势基本一致,峰值应力变化不大;③无伸缩节连接时,靠近防渗墙位置土工膜的峰值应变为4×10^-3,普通竖向伸缩节连接时,相同位置处土工膜的峰值应变为3.5×10^-3,设置U型槽伸缩节后峰值应变为6.51×10^-4,与前2种连接型式相比,U型槽伸缩节较大程度地降低了土工膜的峰值应变,可以有效解决复合土工膜在防渗墙接头处的应变集中问题。研究成果可为高土石围堰工程防渗体系的设计和施工提供依据。     

高聚物布袋注浆桩成桩规律试验研究

高聚物布袋注浆桩是针对既有建筑物地基加固工程而开发的一种新型地基加固技术。为探讨该新技术对既有建筑物地基加固工程的适用性,通过不同密度及不同分层情况土体中的注浆成桩试验,研究了高聚物布袋注浆桩的施工工艺、成桩规律和加固效果等内容。试验结果表明:高聚物布袋桩挤密土体效果明显,成桩后桩径可达到2~3倍预钻孔直径;在相同注浆量的条件下,桩径随着土体密度的增大而减小,桩体密度随着土体密度的增大而增大;同时,高聚物布袋注浆桩能很好地通过硬质夹层,形成哑铃形桩体,对软土地基起到明显的加固作用。现场轻型动力触探试验结果表明,经高聚物布袋注浆桩加固处理后的土体,轻型动力触探试验的锤击数平均增加2~3次,提高了30%~50%,加固效果显著,充分论证了高聚物布袋注浆桩用于加固软弱地基的可行性。     

垃圾土大尺寸平板载荷试验与变形特性

垃圾土的组成成分极其复杂,且具有较强的时空变异性。获得垃圾土准确的承载力与变形特性对后续的大面积填筑土方进行堆山造景及安全的正常运营具有十分重要的意义。然而,对其承载力与变形特性的准确确定十分困难,大尺寸平板载荷试验是较为可靠的方法。通过载荷板尺寸为4 m×4 m的大型平板载荷试验,对武汉市某垃圾场内垃圾土层的工程性能进行了试验,对加载过程中板下沉降、板周边地表沉降与板下分层沉降、板周边深层水平位移进行全过程的监测并进行分析,得出垃圾土层的极限承载力和整体变形特性。试验结果显示出垃圾土层在受荷作用下变形较大且影响深度可达10 m,表现为冲剪破坏模式。试验结果对相似的垃圾场堆填改造工程的实施提供了建议,为今后的垃圾填埋改造工程施工提供了参考。     

堆积体内部裂隙对降雨入渗的影响

降雨条件下滑坡体稳定性与裂隙诱发入渗密切相关。为了探究裂隙发育对堆积体降雨入渗的影响,以澜沧江某巨型堆积体坡表发育的裂隙现象为出发点,设计了均质堆积体和主-次裂隙堆积体2种模型。通过室内物理模拟试验及数值分析,并结合土体中的含水率、基质吸力、湿润锋迁移速度及深度的变化趋势可得出以下结论:裂隙型堆积体在降雨1 h和观测23 h的整个时间段内,其湿润锋迁移变化趋势可归纳为入渗加速→峰值→入渗减速→趋向于0;裂隙的存在为雨水入渗提供了有利的通道,雨水可到达土体深部,形成暂态饱和区,随降雨结束又逐渐消散;降雨在裂隙型发育的堆积体中的入渗过程可分为4个阶段,即前期完全入渗、裂隙下方强烈入渗、补偿加速入渗及水平侧渗。研究结果可为后续滑坡复活机理和稳定性评价提供参考。     

长江上游高洪水期泥沙输移特性

长江上游高洪水期(汛期)泥沙输移特性是决定三峡库区泥沙淤积的关键因素,直接关乎三峡水库使用寿命及综合效益的发挥。借助干、支流长系列水沙资料,分析了长江三峡水库入库寸滩站高洪水期泥沙输移特性,结果表明:近40 a来,寸滩站场次洪水中7 d洪量未出现趋势性变化,而7 d沙量显著减少,高洪水期输沙经历了“涨水输沙占优—涨、落水基本持平—落水输沙占优”的变化过程。2013年以前,寸滩站高洪水期径流及泥沙均主要来自于金沙江,而向家坝、溪洛渡水电站陆续投运后,2013—2019年寸滩站洪水场次(洪峰流量30 000 m³/s以上)共计14场。从径流来源来看,仅4场主要来自于金沙江,其余9场主要来自于嘉陵江,1场来自岷江;从泥沙来源来看,9场主要来自于嘉陵江,其余5场分别来自于沱江、岷江、横江,金沙江已不是寸滩站高洪水期过程中泥沙的主要来源区。研究成果可为三峡水库沙峰排沙调度、库尾减淤调度提供理论支撑,为长江泥沙治理提供保障。     

洪水基流分割非参数检验方法优选

基于江西省萍乡市五丰河流域2016—2018年实测场次洪水数据和直线斜割法所得基流流量,对比分析累积距平法、Pettitt法、滑动T检验法和Mann-Kendall检验法应用于基流分割的适用性和准确性,选择集对分析法为优选非参数检验方法。结果表明:海绵城市建设后(2018年)相对建设前(2016年)标准退水曲线基流流量增加65.2%,地下径流量增加47.3%,地下径流量占径流总量比例增加53%。Pettitt法与直线斜割法所得基流流量相对误差最小,年均相对误差为1.7%;变差系数年均相对误差最小,为5%;集对分析联系度最大,为0.81。Pettitt方法是检验海绵城市直接地表和地下二元径流成分转化的最适非参数检验法。     

2010—2019年黄河干流兰州和白银段水质时空变化特征

基于综合污染指数法,结合单因子污染指数法及累积距平法等多种统计分析方法,定量分析了黄河流域兰州和白银段7个监测断面水质时空变化特征。结果表明:兰州段和白银段2010—2019年水质综合状况良好,各监测断面综合污染指数均在0.25以下;监测断面水质空间差异显著(P<0.05),兰州段整体水质优于白银段,扶和桥断面水质显著优于除新城桥外的其他断面(P<0.05);季节方面,兰州段综合污染指数在春、冬季高于夏、秋季(P<0.05),白银段水质季节性波动不明显;兰州段水质明显改善始于2014年,且经历了综合污染指数平稳下降(2014—2017年)和快速下降(2018—2019年)两个阶段;白银段水质发生转变时间滞后于兰州段(2016年),2017—2019年水质明显好转。