胶结砂土强度特性的真三轴试验离散元分析

采用三维离散元法从宏微观尺度研究胶结砂土在真三轴试验条件下的强度特性。首先,将一个已有的三维胶结接触模型引入到离散元程序中,对胶结砂土数值试样进行真三轴试验离散元模拟(平均应力p保持不变,包括结构屈服前p=100 kPa和屈服后p=800 kPa);然后,对比分析离散元模拟结果和室内试验结果,并验证已有的胶结材料破坏准则;最后,从微观尺度对强度特征给予机制性分析。结果表明:当p小于结构屈服应力py时,应力–应变关系表现为显著的应变软化,当ppy时,应力–应变关系则呈现为应变硬化现象,且均受中主应力系数b的影响。归一化的峰值强度q_(peak)随b增加而逐渐减小,该变化规律与已有室内试验结果符合较好。Modified Lade-Duncan准则可以较好地预测p=100,800 kPa时的峰值强度,Extended SMP准则能较好地预测p=100 kPa时的峰值强度,但高估了p=800 kPa时的峰值强度。在微观尺度上,胶结试样的宏观力学特性主要受强接触点控制;随b增加,颗粒间法向接触力分布逐渐不均匀,导致胶结材料强度降低。     

金矿围岩稳定性分类指标的确定方法研究

基于金矿围岩稳定性影响指标分析,结合节点权重贡献率原理,建立BP网络模型,计算各个输入神经节点权值占整个输入神经节点权重比例大小,确定其每个影响指标对围岩分类的影响程度,按输入神经节点权重贡献率从大到小进行排序,最终确定出关键神经节点,并将其作为分类主要指标,从而提高建模精度.实验表明:这种方法用于确定金矿围岩稳定性分类指标具有较高的预测精度,能够满足分类的要求.     

层状地基中桩基础的竖向荷载位移关系非线性分析方法

基于Winkler地基模型,推导了分层土中单桩处于线弹性和弹塑性状态的荷载传递矩阵,提出了单桩竖向位移内力非线性简化分析方法。考虑群桩中的"被动桩"与周围土体的相互"遮拦效应",对传统的桩–桩相互作用系数进行修正,并将其应用于刚性承台下受荷群桩和桩筏基础的非线性分析中。由于考虑了土体的成层性和桩土相互作用的非线性特性,计算模型更好地反映了土体的实际性状。计算结果与有限元计算值和试验结果进行对比分析,验证了本文方法的正确性,可应用于实际工程问题的分析。     

泥水平衡盾构开挖面稳定模型试验研究

以崇明越江隧道为背景提出了泥水平衡盾构动态开挖模型试验的可行试验方案,并通过该试验对泥水平衡盾构开挖面平衡的机理,盾构推进时沉降的分布规律进行了研究。试验结果表明,泥水平衡盾构开挖面导致的地表沉降很大程度上取决于开挖过程中泥舱压力的浮动范围。通过将试验结果与楔形体模型理论计算的极限泥浆压力进行对比,得出了更加合理的极限泥浆压力浮动范围,有利于指导将来实际工程的施工。     

鹤上隧道围岩松动圈测试与分析

围岩松动圈是评价围岩稳定性的重要参数之一,文章结合大断面小净距鹤上隧道的工程实践,采用声波法和多点位移计法对隧道围岩松动圈进行了测试分析,获得了整个隧道断面松动圈的分布;基于测试结果,验证了该隧道锚杆设计支护参数的合理性,为围岩松动圈支护参数的确定提供了依据和指导.     

三维直角坐标系下分层地基的传递矩阵解

从直角坐标系下三维弹性力学问题的控制方程出发,构造出一组解耦变换,推导出非耦合的状态方程;利用二维Fourier变换以及Cayley Hamilton定理得到了单层地基的传递矩阵;然后根据边界条件和层间结合条件利用矩阵传递技术,得出了多层地基在任意荷载作用下的传递矩阵解。编制了相应的程序,并将数值计算结果进行了比较和分析。计算结果表明：对弹性半无限体地基模型而言,结果与前人的结果是吻合的;而且土的分层性对土中位移有比较显著的影响。     

超长PHC管桩偏位对其竖向承载力影响的研究

以上海某工程超长偏位PHC管桩竖向承载力分析为背景,采用有限元数值分析方法,同时考虑桩身结构强度和土的强度,对该工程超长PHC管桩由于水平偏位而对竖向承载力产生的影响进行了计算分析。计算结果表明,存在一个临界偏位值,当桩顶偏位值大于该值时,该区域为按桩身极限弯矩控制的计算区域;当桩顶偏位值小于该值时,该区域为按土体强度控制的计算区域。桩基载荷试验结果证明,所采用的分析方法和计算结果是有效的,根据该计算方法可方便地绘制PHC管桩的竖向极限承载力和桩顶水平偏位的关系曲线。     

黄土地区高层建筑箱形基础的沉降分析

高层建筑采用箱形基础,施工时基坑开挖会挖去大量土体,引起地基土回弹,同时建筑荷载较大,控制基础沉降成为工程设计的关键问题之一。文中以西安小雁塔宾馆工程为依托,通过测量基坑土的回弹变形,基坑开挖和建筑物荷载对相邻地基土的变形影响以及地基土层的沉降量,分析了高层建筑箱形基础基坑开挖到建筑施工的不同阶段,基坑范围内及相邻地基土的沉降变形特征。结果表明,深基础基坑开挖引起的回弹变形约占最终沉降量的30%,且当建筑物加荷等于挖土卸荷时仍有沉降。基坑范围内地基土的沉降量远大于相邻地基土,经分析这种差异主要来源于基础边缘土体的剪切变形。     

基于Pasternak地基的盾构隧道开挖非连续地下管线的挠曲

盾构隧道开挖引起地下管线挠曲的准确预估对于其损伤评估与防护控制至关重要。引入Pasternak地基模型,采用有限差分方法推导了盾构隧道开挖地层损失下带接头管线的挠曲解答。经与离心机模型试验结果及连续弹性解对比,验证了该理论解答的适用性及其在运算效率方面的优势,并给出了地基剪切刚度的取值建议。参数分析发现,接头刚度会对管线挠曲产生显著影响,随接头刚度的增大,管线最大挠度降低,挠曲线形态趋近于连续管线;此外,接头数量及其分布也会对管线挠曲产生影响,其影响程度随接头数量的增大而削弱。     

用于触探试验分析的粒状材料本构模型之展望

讨论了用于触探试验分析的粒状材料本构模型。利用二维离散元程序,对粒状材料触探试验进行数值模拟,研究了地基中的应力路径与应力场,然后基于土力学中的最新知识,分析总结出试验中粒状材料的主要力学特点。研究表明,在粒状材料的触探试验分析中,其本构模型应当包含4个主要特性:剪胀性、率相关性、颗粒破碎和非共轴性。