南京某机场软土地基沉降预测及应用

规范法计算地基沉降变形通常是在分层总和法的基础上乘以沉降修正系数,其建议的修正系数为范围值,取值范围依据基底附加应力和变形计算深度范围内压缩模量当量值。然而,该方法不适用于机场大面积填土,目前机场软土地基沉降修正系数取值一般根据经验,具有较大的随意性。该文依托南京某机场扩建工程,根据沉降观测资料,利用双曲线法预测了地基最终总沉降量;对比分层总和法计算的地基沉降量,反演推算出了沉降修正系数,对类似工程具有参考价值。     

循环荷载作用下非饱和盐化粉土动力特性

西北地区机场若采用盐化粉土进行道基填筑,在飞机滑行荷载重复作用下,道基累积变形将成为影响机场服役性能的关键。为此,选取北方某地区粉土开展动三轴试验,研究循环荷载下不同含盐量(质量分数)对粉土动力特性的影响,并提出以累积塑性应变4%作为道基破坏标准的盐化粉土动强度预测模型。结果表明：随动应力幅值的增加,盐化粉土塑性变形逐渐由塑性安定状态向增量破坏转变;含盐量对粉土累积轴向应变、动模量、临界动应力有明显影响;相同动应力幅值下,当含盐量由0增加至5%时,试样累积轴向应变以1%含盐量为界限呈先减小后增加的趋势;低动应力幅值下,试样动模量随含盐量增加而逐渐衰减;从微观上对盐化粉土在1%低含盐量时强度短暂增强、高含盐量时强度逐渐衰减的现象进行分析,盐化粉土试样强度与土体孔隙中离子浓度以及土体颗粒排列方式有关;根据盐化粉土动强度预测模型,可得1%含盐量的土体塑性安定临界值约为5%含盐量土体的2.2倍。研究结果可为盐化粉土地区机场道基承荷能力设计提供参考。     

飞机荷载作用下湿化对粉土道基应力响应的影响

我国西北、华北地区因地制宜选取粉土作为道基填料，在机场的服役过程中，“锅盖效应”或降雨入渗等易引发局部积水而使粉土道基湿化。在飞机荷载作用下，粉土湿化对不同跑道结构参数的道基荷载响应影响显著。本文通过自研的湿化粉土道基加载模型试验系统，研究了粉土不同湿化程度的土体应力响应特征，并且建立数值仿真模型，分析了道面板相互作用机制，面层和基层厚度、刚度等不同跑道结构参数下湿化对道基敏感区域应力响应以及荷载响应深度等的影响规律。研究结果表明：道面板间接缝传荷能力对道基应力响应的影响较小。粉土湿化促进了道基中的应力叠加效应，也增加了道基应力响应对跑道结构参数变化的敏感性，但降低了荷载响应深度对跑道结构参数变化的敏感性。在受荷较大的道面板中心点下，粉土湿化下水泥道面板刚度对道基应力响应的影响较小，基层弹性模量是道基应力响应的主要影响因素。面层厚度和基层厚度是受荷道面板外侧角点下道基应力响应的主要影响因素，合理的基层参数能有效降低湿化对道基受力状态的影响，研究成果能为机场工程跑道结构设计、优化以及道基病害处理等提供技术依据。     

考虑颗粒破碎的砂土UH模型及其参数反演

颗粒破碎对粒状土临界状态的影响十分显著，研究认为在e-lnp空间内，粒状土的临界状态线会随着破碎的进行向下漂移，而捕捉颗粒破碎量与临界状态线漂移量之间的一一映射关系是一项巨大的挑战。通过引入颗粒破碎参数eB对砂土UH模型进行了修正，并将其嵌入实数编码免疫遗传算法（RIGA）中，构建了RIGA-MUH模型，提出了可获取不同破碎程度下临界状态线的新方法。为得到更加准确的临界状态参数，模型通过调整粒状土临界状态下在误差函数中的权重比进行优化改进，并通过Toyoura砂和Cambria砂的常规排水三轴压缩试验结果，验证模型的稳定性、合理性和准确性。结果表明，该模型可以得到某一颗粒破碎量下精度较高的临界状态线，为提出考虑颗粒破碎的本构方程提供一种新方法。