基于无记忆最小二乘似牛顿法的边坡稳定性分析

在基于圆弧滑动面假定的边坡稳定性分析中，应用无记忆最小二乘拟牛顿法搜索边坡最危险滑动面及相应的最小安全系数，作滑动面搜索时不必给定圆心搜索范围，由最优化方法自动地搜索出最危险的滑动面，从而提高了边坡稳定性分析的可靠性。该方法还可用于其他优化问题，它不必记忆迭代矩阵，大大地减少了贮存量，提高了计算效率。     

顶管施工扰动区土体变形的理论与实测分析

根据现场监测和试验结果，对大型顶管施工产生的周围土体扰动变形的机理和特性进行了分析研究，提出了对工程有指导意义的扰动机理理论：同时，考虑扰动区土体密实度变化的影响，对Peck的地表沉降理论计算公式进行了修正，修正的Peck理论公式的计算结果与实测结果更为一致。     

Sand deposit-detecting method and its application in model test of sand flow

Against the background of the sand-flow foundation treatment engineering of Guangzhou Zhoutouzui variable cross-section immersed tunnel, a kind of sand deposit-detecting method was devised on the basis of full-scale model test of sand-flow method. The real-time data of sand-deposit height and radius were obtained by the self-developed sand-deposit detectors. The test results show that the detecting method is simple and has high precision. In the use of sand-flow method, the sand-carrying capability of fluid is limited, and sand particles are all transported to the sand-deposit periphery through crater, gap and chutes after the sand deposit formed. The diffusion range of the particles outside the sand-deposit does not exceed 2.0 m. Severe sorting of sand particles is not observed because of the unique oblique-layered depositing process. The temporal and spatial distributions of gap and chutes directly affect the sand-deposit expansion, and the expansion trend of the average sand-deposit radius accords with quadratic time-history curve.     

层状软土砂井路基堆载预压的三维变形分析

本文采用层状粘土模型模拟路基土物理参数随深度成层状变化, 由解析法导出了路基土中的超静孔隙水压力及三维变形计算公式。文中给出的分析公式简洁, 易于应用,计算量小,所得的数值结果与现场实测结果相符。     

不同固结压力下重塑土微孔隙特征变化的试验与分析

土体的微结构对土的工程力学特性具有关键性影响,采用压汞试验方法对重塑土轴向固结过程中不同固结压力水平下的土样进行了试验。试验结果表明:重塑土中介于1000～10000 nm范围的中孔隙所占比例最大,而微孔隙和超微孔隙所占比例均很小;固结压力改变重塑土的孔隙尺度及其分布特征,以致改变了土体的压缩性。     

含盐量对极细颗粒黏土强度影响的试验研究

 为深入研究滨海盐渍土等极细颗粒黏土的不良工程特性产生的物理化学机制,探讨在水的作用下由可溶盐离子引起土颗粒表面微电场的变化对极细颗粒黏土抗剪强度的影响,首先对一系列含盐量即不同孔隙液离子浓度下的人工土(膨润土、高岭土与膨润土的混合土、石英)进行常规直剪与液塑限试验,同时测试人工土的阳离子交换量与比表面积等微细观参数用于计算颗粒的表面电位,建立抗剪强度与表面电位之间的关系。测试结果表明,可溶盐离子通过扩散的双电层改变土颗粒表面电位,引起结合水膜厚度的变化致使土颗粒之间的变形阻力发生改变,在宏观上表现为土体强度的变化。结合科威特Bubiyan岛的海港盐渍土软基加固工程,研究可溶盐含量对当地滨海盐渍土的强度与液塑限的影响,证实孔隙液离子浓度对人工土的强度的影响机制与变化规律同样适用于天然极细颗粒黏土,为从微细观角度揭示盐渍土的不良工程特性提供理论解释与试验基础。     

核电站常规岛地下挡土墙土压力模型试验研究

以广东台山核电站常规岛混凝土阶梯型挡土墙为原型,根据相似理论建立1∶10的试验模型,对比研究阶梯型直墙结构和阶梯型拱墙结构在不同边坡坡度及施工荷载组合工况下的土压力、位移和水压力分布特征。研究结果表明:(1)2种结构型式的挡土墙在各工况条件下,实测土压力均大致呈直线分布,埋深越大则其土压力值越大,且一般小于朗肯土压力理论值和静止土压力理论值。同时在施工吊装荷载作用下,在不同深度范围内会产生附加应力,大小为0.5～2.5 kPa。(2)实测位移随深度增加而减少,并可忽略施工吊装荷载的影响。在某一工况条件下,挡土墙墙顶处位移值最大。在不同工况条件下,无边坡限制条件下的位移最大,而对于有边坡限制的情况下,边坡坡度越大则位移值越小。(3)实测水压力与理论值的分布特征和大小基本一致,同样可忽略施工吊装荷载和结构型式的影响。(4)在各工况条件下,阶梯型拱墙结构挡土墙支墩和拱板处土压力均小于直墙结构挡土墙,差值为0～3 kPa,而2种型式挡土墙位移及水压力的分布特征和大小基本一致。该结论可为今后类似工程设计与施工提供一定的参考。     

土体力学特性尺度效应的三轴抗剪试验分析

土体的物理力学特性受到颗粒尺度及其级配的强烈影响，具有显著的颗粒尺度效应。文中采用天然粘土和商品石英砂，制备具有不同颗粒粒径和体分比的一系列三轴抗剪试样，通过不固结不排水和固结不排水三轴抗剪试验，测得了应力应变关系曲线以及剪应力屈服强度，基于试验结果对土体力学特性的颗粒尺度效应进行分析；同时，引入胞元土体模型，对土体力学特性颗粒尺度效应的物理机制进行解释。实验结果表明，随着土体中砂粒体分比增加和粒径的减小，土体的变形特性明显增强，其剪应力屈服强度也随之显著提高；砂粒的体分比对变形和强度颗粒尺度效应的影响比粒径的影响更为显著；胞元土体模型解释了实验结果的颗粒尺度效应的物理机制。     

特大断面隧道长期运营预警值的研究

以特大断面隧道-广州龙头山隧道为研究对象,致力于研究特大断面隧道运营期预警值的确定问题.首先在探讨大跨度隧道围岩变形规律的基础上确定了以拱顶下沉作为运营预警值的主要参数.然后以荷载-结构法为基础,采用有限元法,利用ADINA软件确定衬砌结构极限状态所对应的结构状态量(包括衬砌混凝土开裂、衬砌钢筋屈服),在考虑一定的安全系数后,为龙头山隧道运营阶段的不同围岩段确定了预警值.利用有限元法虽不能全面反映隧道现阶段的受力状态,但能以最不利的工况计算衬砌结构的极限状态,得到的预警值具有明显的参考价值.     

分区域阈值法在软土微结构分析中的应用

利用环境扫描电子显微镜(ESEM)对软土固结土样的微观结构进行观测并获取土样微结构ESEM图片。采用全区域阈值法和分区域阈值法,获取ESEM图片二值化过程中的阈值以提取微结构参数计算结果表明:分区域阈值法获得的微孔隙率等参数较全区域采用单一阈值获得的微孔隙率参数更接近三相图结果,最小相对误差的平均值为4.9%,是一种有效的、理想的土体微结构图片分析方法。