微生物处理砂土不排水循环三轴剪切CFD-DEM模拟

微生物诱导碳酸钙沉积是一种新型的地基处理技术,处理后的土体可以看成一种结构性土。首先,在已有三维含颗粒抗转动和抗扭转模型及三维胶结破坏准则的基础上,通过考虑颗粒碰撞接触过程中颗粒本身的塑性变形及率相关性的接触黏滞阻尼,建立考虑循环荷载作用下的三维胶结模型;然后,参考已有研究,建立了反硝化反应在加固砂土中的时效性关系。并引入CFD-DEM耦合程序,用以模拟分析不同胶结含量以及不同气泡含量下,微生物处理砂土在固结不排水循环剪切试验中的力学特性;最后,从宏微观角度分析生物胶结与生物气泡对砂土抗液化性能的影响及其作用机理。研究表明,胶结和气泡共同存在对抗液化能力的提升并没有起到“1+1=2”的效果;胶结的存在提高了非饱和砂土的抗液化能力,明显抑制孔压比和轴向应变的发展,力学配位数得到了提升;而气泡的存在却降低了胶结砂土的抗液化能力,使得胶结砂土达到初始液化的振次减少,轴向应变向受拉方向大幅增长,力学配位数下降明显。     

饱和砂土的断裂现象研究

当饱和砂土层液化后,可能发生不均匀渗流,导致砂土中断层的形成,从而为滑坡提供了滑动面。对饱和砂土中的断裂(或称作水层)现象进行了分析,结果表明,只有当砂土层中某处被堵塞不能渗流且该状态一直保持时,才有稳定的断层,否则断层会逐渐消失。同时,对分析结果与试验结果进行了对照。     

振动沉管挤密碎石桩在处理软弱地基中的应用

结合工程实例,介绍了振动沉管挤密碎石桩在处理软弱地基中的作用机理,对施工过程及其控制作了阐述,并对加固效果进行了检测及结果分析。     

强夯法在处理高速公路液化地基中的应用

强夯地基处理技术是一种常见、有效的地基处理方法,但对高速公路进行大面积的液化地基处理,目前无规范可循,是高速公路工程建设中一个技术难点,值得深入探索。通过对现场试验资料的分析,提出了适合该工程的强夯施工参数,并对施工中出现的现象进行了总结和分析。     

桩侧土液化对单桩承载力性状影响研究

打入式基桩施工引起的持续振动可引起桩周土液化 ,降低桩侧摩阻力 ,从而影响单桩承载力。通过对 6根空心预制管桩的静载荷试验 ,分析了桩周土液化对单桩承载力性状的影响机理 ,指出了单桩承载力最终将随龄期的增长而逐步恢复 ,在龄期大于 4 0d时 ,承载力基本趋于稳定     

海床波浪响应的积分变换解及其分析应用

考虑土骨架和孔隙水的压缩性,基于平面应变条件下的Biot方程,研究线性波浪荷载作用下海床的动力响应。采用积分变换的方法,推导突加波浪荷载引起的海床中的孔隙水压力、应力和位移解。以北海的波浪和海床特征为参数的算例表明:在进行近海结构物设计时应注意到突加波浪荷载作用下海床的瞬态响应与稳态响应有较大的差别,其最大瞬时液化深度和区域,较稳态响应计算得到的结果要大;对行波和驻波作用下海床响应的主应力旋转进行描述,指出对于有限厚度海床两种波浪响应的应力路径有显著差异;同时研究土性参数对孔压响应的影响。     

海床砂土应力分析及动态强度特性

探讨了海床土壤与陆上土壤应力状态的差异,在三轴试验中利用反水压力作为静水压力以模拟原海床水深,回复海床土壤在原海域环境中的应力状态,并探讨水深对海床砂土动态强度的影响。另外,探讨了海床砂土受到长、短波浪周期作用时,其动态强度特性。研究结果显示,水深越大,海床砂土的液化阻抗强度越低;海床土壤在长周期的波浪作用下,有较高的液化阻抗强度,同时引起海床砂土液化有一最低的门坎值。     

邯郸市新近沉积饱和粉土地震液化的综合判别

采用标准贯入试验法、静力触探法及宏观判别法对邯郸市某工程粉土地基进行了液化判别,并对判别结果进行对比分析。根据判别方法所考虑的因素和特点,结合粉土的区域特征,提出了适合邯郸市饱和粉土的综合判别方法,从而提高了液化判别的可靠性。     

液化场地桩-土-结构动力相互作用的有限元分析

基于Biot两相饱和多孔介质动力耦合理论,采用有效应力方法对液化场地桩基础的地震反应进行了三维有限元分析。在饱和液化砂土的循环塑性模拟中,采用了超固结边界面、Armstrong-Frederick型非线性运动硬化准则和非关联流动准则来描述动荷载作用下砂土的循环活动性以及液化强度等特性。对于桩的动力本构行为,则采用了可以考虑体积效应和轴向力影响的梁-柱单元来模拟。以某城市高架桥的实际工程为例,应用该方法对地基液化时桩-土-结构的动力相互作用进行了计算分析,并得到了一些有用的结论。     

液化土层中桩基抗震性能研究

通过振动台试验，研究了饱和砂土中桩基的振动特性，对桩土振动过程中的动力相互作用有了初步的认识。根据试验结果，得到距模型桩不同位置处的砂土的动力p-y曲线与API推荐做法得到的静力p-y曲线，并对两者进行了比较，说明了饱和砂土液化降低了模型桩的横向承载能力，但并没有使模型桩的横向承载能力完全丧失。提示工程设计人员在对可液化砂层的横向承载能力进行考虑时，完全不考虑可液化砂层的横向承载能力是偏于保守的。