波浪与冲刷作用后吸力式基础承载力分析

吸力式桶形基础是一种应用于海上风机的典型基础形式，波浪循环荷载与海流引起的冲刷会影响基础的承载力，进而危及结构的安全。采用模型试验手段和有限元软件数值方法，分析了基础的长径比（0.50、0.75和1.00）、冲刷和波浪荷载作用对基础的承载特性的影响。研究发现:随着长径比的增加，吸力式桶形基础承载力（水平和竖向抗拔）的增长速率明显加快而冲刷作用会降低其增长速率；静力荷载作用下分为弹性变形、塑性变形和失稳破坏3个阶段；试验中前期波浪作用扮演改变砂土密实度的角色，不同波浪作用下的砂土会发生剪胀和剪缩，结合数值计算结果说明了砂土剪胀角对基础承载力的影响；随着波浪荷载和冲刷深度的增加，吸力式基础的承载力呈下降趋势。     

边坡稳定分析极限几何参数研究

推导了瑞典法的解析解,并编制计算程序。通过分析2160组计算数据,针对简单均质边坡,总结出一条安全系数关于极限坡度和极限坡高的经验公式,并建立了一套曲线图。利用该套曲线图可展开以下工作:1在一定土性参数条件下,对各种坡度和坡高的组合情况,利用插值法能获得边坡的安全系数;2在实际工程设计中,针对不同的安全系数,快速获得满足设计要求的边坡坡度和坡高的范围。     

桩土复合路基静载试验改进方法研究

静载试验作为复合路基的一种重要检测手段而广泛应用,然而,在工程质量检测中,常出现检测结果与实际情况不符的情况,除人为操作因素外,垫层模拟过于简单是主要原因。借助引入弹性垫层,提出一种桩土复合路基静载试验改进方法。首先,基于数值模拟计算,建立复合路基桩土应力比n和桩土相对位移Δs、弹性垫层厚度h和弹性垫层模量E的函数关系;其次,通过模拟结果和路堤荷载结果对比,确定不同桩型复合路基静载试验中弹性垫层参数选择范围,最后,利用现场对比试验和实测结果,论证桩土复合路基静载试验改进方法的正确性和可靠性。     

强风化砂岩边坡锚筋桩布置方式及支护作用研究

强风化顺层砂岩边坡具有节理裂隙发育、强度低的特征,导致开挖过程中出现边坡稳定问题。单纯的锚杆锚索支护无法满足边坡稳定性需求,在现场抗滑桩施工困难的情况下,选用经济、高效、施工便利的锚筋桩结合锚杆锚索对强风化顺层砂岩边坡进行支护。针对强风化砂岩破碎且强度低的特性,考虑高压注浆的劈裂作用,通过FLAC 3D数值模拟进行方案比选,得到适用于强风化砂岩边坡的锚筋桩多角度交叉布置方案。根据试验段边坡锚筋桩监测数据,分析强风化顺层砂岩边坡锚筋桩作用机理,验证了多角度交叉布置锚筋桩对强风化顺层砂岩边坡的加固效果。     

桩-红黏土接触面温控测试及应力-应变关系研究

在对能量桩承载特性进行设计与计算时,能量桩桩-土接触面力学特性十分重要;已有桩-土接触面力学特性研究中考虑温度效应的仍相对较少。采用重庆地区重塑红黏土,通过室内温控直剪试验测试其桩-土接触面力学特性,并与土体本身直剪强度特性进行对比;基于能量耗散原理推导的桩-土接触面模型,分析红黏土温度效应试验结果,归纳形成两个温度因子?1、?2,建立考虑温度效应的桩-红黏土接触面模型。通过新模型模拟结果与实测值的对比,验证文中所建立的桩-红黏土接触面温度效应模型的准确性和可靠性。研究结果表明,文中试验条件下,温度升高,桩-红黏土接触面的剪切强度略有增大;桩-红黏土接触面温度效应模型可以较好地模拟不同法向应力下的接触面应力-应变曲线,并且可以在一定程度上反映温度对接触面力学特性的影响。     

基于修正关口-太田模型的归一化#br# 变形量开挖边坡失稳判据

由于普通土体本构模型不能反应土体初始应力状态及开挖应力路径,在进行有限元计算时得到的特征点位移也会与工程实际有偏差。选用可以对开挖前边坡土体的初始K0应力状态以及开挖应力路径进行合理描述的修正关口太田模型,对开挖边坡进行有限元计算。根据位移突变判据,采用单因素敏感性分析,对54例简单边坡进行有限元计算,得出与边坡位移量呈正、负关联的基本参量。利用灰色关联分析方法,首次同时考虑了土坡几何参数、物理参数、本构模型等基本参数,将边坡的变形量进行归一化处理,构建以变形量为基础的归一化失稳判据Fu及警戒位移值U′1,从而可以通过实时监控边坡位移及时给出滑坡体的安全性评价。     

微生物诱导碳酸钙沉积加固有机质黏土的试验研究

利用尿素水解菌ATCC 11859,开展了不同胶结液浓度下MICP压力灌浆加固有机质黏土的研究试验。通过试验前后试样的无侧限抗压强度、CaCO_3含量、渗透系数、有机质含量以及灌浆过程中流出液Ca~(2+)与NH_4~+浓度的变化,综合评价了MICP压力灌浆加固有机质黏土的效果。结果表明:MICP压力灌浆加固有机质黏土是有效的,处理后试样有机质含量可降低1%～4%,无侧限抗压强度提高可达370%,渗透系数可降低约1个数量级;在本试验的菌液活性(即每分钟水解尿素的量为9.68毫摩尔每升)及浓度(约108 cell/mL)下,胶结液浓度对处理效果有明显影响,提高0.25M胶结液中的urea浓度,可显著提高处理后土体的无侧限抗压强度。     

不同掺砾量下砾石土抗拉强度试验研究

砾石土的抗拉强度是土心墙堆石坝抵抗拉裂破坏的重要指标之一。基于自主研制的单向拉伸试验模具,对不同掺砾量下的砾石土进行了系列的单向拉伸试验。在此基础上得到了以下结论:在本文的试验参数范围内,砾石土的抗拉强度随着含水率的增大而减小,随着干密度的增大而增大;分别给出了各掺砾量下土样抗拉强度与其最优含水率及最大干密度的关系表达式;对于处于各自最优含水率和最大干密度下的砾石土,掺砾量从0%增加到50%时,试样的抗拉强度从122.6 kPa减小到了49.8 kPa,且两者呈线性递减关系;试样的峰值拉应变和极限拉应变均随着掺砾量的增加而线性递减;对不同掺砾量土样的断裂能分析发现,随着掺砾量的增加,土样的抗拉能力不断减弱;在略高于最优含水率及处于最大干密度时砾石土试样的综合抗拉能力最强。相关试验成果可为实际土石坝心墙抗裂设计提供参照。