球应力和偏应力对粗粒土变形影响的真三轴试验研究

为了研究p,q,θσ单独变化对粗粒土变形的影响,使用河海大学TSW-40型真三轴仪,对粗粒土进行了等q等b(b=(σ2-σ3)/(σ1-σ3))试验,等p等b试验和等p等q试验,试验结果表明:q,b保持不变,p单独减小时,初期几乎不产生偏应变,但会产生膨胀的体积应变,随着p的减小,体积膨胀增大,偏应变也逐渐增大,但偏应变数值上比体积应变小,到后期体积应变和偏应变都加速发展,直至破坏;p的减小直接引起体积膨胀,体积膨胀后颗粒结构松动,进而导致偏应变的产生;p,b保持不变,q单独增大时,初期几乎不产生体积膨胀,但会产生偏应变,随着q的增大,偏应变增大,体积膨胀也逐渐增大,但体积应变数值上比偏应变小,到后期体积应变和偏应变都加速发展,直至破坏;q的增大直接产生偏应变,偏应变使得颗粒之间产生错动,进而导致体积膨胀的产生;p,q保持不变,应力罗德角θσ单独变化会产生不可恢复的体积应变和偏应变,但数值上很小。引入参数sp(sp=(p/q-p0/q0)/(1/Mf-p0/q0))和sq(sp=(q/p-q0/p0)/(Mf-q0/p0)),p0,q0分别为初始球应力和偏应力,Mf为破坏应力比,发现q,b保持不变,p单独减小时,dεv/dp与1/(1-sp)1/2-1成正比例关系,dεs/dp与-sp[1/(1-sp)1/2-1]成正比例关系,应力–剪胀方程为dεv/dεs=-1/sp;p,b保持不变,q单独增大时,dεs/dq与1/(1-sq)1/2-1成正比例关系,dεv/dq与-sq[1/(1-sq)1/2-1]成正比例关系,应力–剪胀方程为dεv/dεs=-sq。最后根据本文试验结果对粗粒土柔度矩阵元素的特性进行了分析。     

均质无黏性土流土发生机制室内模型试验研究

通过室内砂槽模型试验模拟均质无黏性土垂向流土的发生发展过程,研究无黏性土发生渗透变形和渗透破坏过程中,土体渗透系数、水力梯度、渗透流量等参数的变化规律,分析土体渗透变形过程中优势流的产生、发展的循环过程,并通过对比试验研究了发生流土破坏后的土体经过一段时间自重固结后的抗渗强度。试验结果表明:均质无黏性土在渗流作用下发生渗透变形的过程中,有一个渗透系数不变的阶段。这一阶段土体中还没有形成优势流,土体处于稳定的安全渗流阶段。土体中优势流的空间可变性造就了一个优势流"形成→发展→消失→再形成"的循环过程,这种循环过程伴随着土体中不断的微小渗透变形。土体发生流土破坏后,破坏区域的土体出现了水力筛分现象,水力筛分过程改变了土体结构,降低了土体的抗渗强度。     

隧洞开挖过程中渗透破坏细观机制研究

渗透破坏是隧洞施工过程中面临的一类重要的工程灾害问题,对隧洞渗透破坏机制的研究可应用于隧道施工安全预报.利用颗粒流法在模拟散体及破碎介质方面的优势,结合流体动力学数值模拟的有限体积法,建立由黏结颗粒材料组成岩块的二维数值模型,模拟储水断层中不同的水压力时,隧洞开挖引起的渗透破坏现象,模拟过程可以实时反映开挖过程中微裂隙的扩展及渗透张量的变化.模拟结果表明,颗粒流法模拟岩体渗透破坏过程是可行的,对于隧洞工程开挖具有一定的指导意义.     

南宁盆地煤层力学特性研究及工程应用

南宁盆地的地层中夹有数层煤层,以含中~高灰份、低~中硫的含油褐煤为主,约占95%,交错出现在第三系泥岩中,分布于南宁盆地局部区域。它的存在常常给工程建设带来很大问题,但由于其厚度较薄,相关的物理力学特性研究不足,在工程实践中尚未引起足够重视。通过现场及室内试验对煤层的承载能力和强度进行研究,利用改进的点荷载试验仪分析煤层的应力应变关系,并采用有限元法对某工程桩基进行模拟计算,研究分析了煤层的存在对桩基础沉降变形、应力分布的影响,为从事设计与进一步研究提供参考。     

糯扎渡水电站厂房区三维地应力场反演分析

在分析糯扎渡水电站地下厂房区工程地质资料及地应力实测资料的基础上,建立了三维地质概化模型。对现有地应力场反演方法进行优缺点与适用性分析,确定采用应力回归反演法。根据应力回归法原理,借助三维有限差分程序FLAC3D,对施加应力边界条件和位移边界条件模拟构造作用的效果做了对比,确定采用施加位移边界条件模拟构造作用。同时考虑到研究区域总体地应力水平较低的实际情况,通过试算确定了模拟各构造作用的位移边界值的大小。通过模拟计算,获得了影响地应力场形成的各因素(自重与构造作用)单独作用下的基本应力场并提取得到测点处的计算应力值,继而形成回归分析样本数据,由此建立实测应力与自重应力分量及各基本构造作用应力分量间的多元线性回归关系,得到最优回归系数。对比实测与反演所得应力,两者在数值上的差值在可接受的范围内,方向上则基本接近。反演所得地应力场的规律性与依据实测数据所做的推断基本一致,可用于后续调压井及相关区域洞室开挖稳定性分析。     

固化淤泥的持水特性研究

为满足固化淤泥作为土工材料用于施工时施工工艺的要求,研究非饱和固化淤泥的持水能力非常必要。结合离心机法与滤纸法的优势,采用联合测定法获得龄期为56d的固化淤泥的土水特征曲线,从孔隙水转化的角度分析了水泥掺量对固化淤泥持水特性的影响。试验结果表明,固化淤泥的持水特性随水泥掺量的增加而增加;随着水化产物的增多,土水特征曲线的空气进入值不断增大,脱水速率不断减少。     

基于分流比的复杂分汊河道滑坡涌浪远场传播计算方法

基于分汊河道的分流比理论,综合斜条分法和水阻力影响等经典滑速分析方法,提出一种适用于复杂分汊河道的涌浪远场传播计算方法。以雅砻江两河口水电站磨古倾倒滑坡体为例,考虑磨古倾倒滑坡体至两河口水电站坝前河道分汊的实际工况,应用所提出的方法分析两河口库区磨古倾倒滑坡体涌浪产生和传播特征,得到了二期蓄水位2785 m 工况下2 种典型滑坡滑动模式涌浪的初始浪高、坝前浪高及大坝爬高。结果表明:滑坡沿折断带滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为9. 32 m;沿强弱倾倒分界面滑动时滑坡涌浪至大坝浪高为14. 73 m。     

土石坝(堤)等梯形分布荷载下地基附加应力普遍解答

给出土石坝(堤)等梯形分布压力下地基中任一点M的竖向附加应力的普遍解答。将梯形分布压力分解为三角形分布或均匀分布压力，可以有若干种分解方法，再利用叠加原理进行叠加，从而获得若干解答公式，可以求得包括坝顶宽度范围以内和以外地基中任意一点的3个附加应力分量(σx，σz，τxz)。算例表明这些普遍解答方法方便实用，满足了工程的需要，不再有奥斯特伯格(Osterberg J O)公式的缺陷。     

微生物加固钙质砂环剪试验研究

对取自南海岛礁的钙质砂进行固化处理,通过环剪试验研究微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）胶结钙质砂的抗剪强度特性,并考虑菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间、竖向应力以及海水环境等因素的影响. 结果表明：MICP方法可以有效提高钙质砂的抗剪强度. 当加固液浓度为0.5 mol/L时,加固后试样的抗剪强度达到最大值,约为未加固试样的3倍,并表现出显著的应变软化现象. 提高菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间均可改善微生物加固效果,减小残余强度与峰值强度的比值,使试样的应变软化现象越来越明显. 海水环境虽对MICP加固过程有抑制作用,但在此环境下采用MICP方法仍能有效提升钙质砂地基的抗剪强度.     

自密实水泥土拼宽路堤沉降与稳定性研究

以某路堤拼宽工程为例,探讨自密实水泥土作为新路堤填料的可行性,基于以开挖弃土为原料土的室内试验实测数据,采用Plaxis2D软件进行新老路堤沉降、差异沉降的数值模拟,并分析路堤边坡稳定性。分析考虑了新路堤坡率、是否铺设土工格栅对其的影响。结果表明：自密实水泥土填料能够有效控制路堤沉降和不均匀沉降,铺设土工格栅能够减小新老路堤的不均匀沉降并显著提高路堤稳定性,自密实水泥土在路堤拼宽工程中有良好的适用性。