不同受载方式下桩侧阻的渗水力模型试验研究

利用ｎ·ｇ渗水力土工模型试验对垂直受载桩在桩顶压桩，桩顶拔桩及桩底托桩等受载方式下的桩侧摩阻力的发展规律进行了试验研究，得到了侧阻与位移的关系、侧阻强度沿桩身的分布以及侧阻强度和相应截面位移之间的关系，试验成果在一定程度上揭示了侧阻发展的机理。     

不同受载方式下桩侧阻的渗水力模型试验研究

利用ｎ·ｇ渗水力土工模型试验对垂直受载桩在桩顶压桩，桩顶拔桩及桩底托桩等受载方式下的桩侧摩阻力的发展规律进行了试验研究，得到了侧阻与位移的关系、侧阻强度沿桩身的分布以及侧阻强度和相应截面位移之间的关系，试验成果在一定程度上揭示了侧阻发展的机理。     

基于XFEM的土体水力劈裂模拟

水力劈裂会对心墙堆石坝的安全造成严重的负面影响。宏观上,土体水力劈裂可看作是土体在水力楔劈作用下使局部裂缝(薄弱面)进一步发展的破坏过程。XFEM是一种可以有效描述裂缝的数值模拟方法。采用XFEM结合Biot固结理论,并对裂缝单元进行处理,从而以弥散式的裂缝状态和嵌入式的裂缝形态共同描述了土体的水力劈裂过程,并以一个模型算例和挪威Hyttejuvet坝的实际工程算例对方法进行了验证。该工作的成果有助于理解土体水力劈裂的成因和过程,可用于对土工结构物的流固耦合破坏分析。     

可液化地基上边坡加固桩地震动力破坏特点研究

摘 要:本文采用研制的微混凝土抗滑模型桩，利用动力离心模型试验研究了高水位抗滑桩加固边坡的动力反应、动孔压变化、地基液化以及液化后大变形滑坡和动力断桩破坏规律。试验结果表明：由于动孔压上升较大，有效应力降低较多，导致动弯矩增幅较大，且动力附加弯矩值大于震前静力弯矩，表明地基液化与土体滑动导致的动力附加弯矩是抗滑桩产生断桩的主要原因。抗滑桩桩体完全断桩后，桩底静动总弯矩接近于零，嵌固约束完全失效，转化为活动铰约束。同时，饱和地基部分液化使得边坡上部土体的动力响应略有减小，加速度响应是随着高程先减小，然后略有增大。     

土坡中剪切带形成过程的数值模拟

为实现对土坡中剪切带扩展过程的模拟,该文将区域控制扩展分析方法嵌入改进的扩展有限元(XFEM)程序中构建了可追踪土中剪切带扩展过程的模拟系统,并利用此系统对两个土坡中剪切带形成过程的算例进行了模拟研究,验证了其合理性。结果表明,区域控制扩展分析方法可较好地描述剪切带尖端应力集中和重分布对剪切带扩展方向的影响,同时为土中剪切带扩展方向的判断提供了更合理的区域占优假定,从而使得基于区域控制扩展分析方法的XFEM程序能够合理地描述和追踪土坡中剪切带的扩展过程和路径。     

砂土中抗拔桩位移变形的分析

采用“套叠式”桩周土变形模式反映桩基荷载传递规律,推导出抗拔桩荷载一位移关系的理论解。文中考虑了桩的伸长变形,桩周上的不均匀性,桩周土的应力路径,桩周土的剪缩等因素的影响,并把理论解和模型试验结果进行了比较,两者较为相符,依据理论解,提出了一种便于在实际工程中设计抗拔桩的简易方法。     

海藻酸钠-微晶纤维素在SETR中包埋纳豆芽孢杆菌的固定化研究

目的 考察海藻酸钠-微晶纤维素在新型软弹式反应器(soft elastic tubular reactor, SETR)中对菌株的包埋作用。方法 使用海藻酸钠(sodium alginate, SA)与微晶纤维素(microcrystalline cellulose, MC)制成海藻酸钠-微晶纤维素水凝胶(microcrystalline cellulose/sodium alginate microcapsule, SA-MC)并包埋纳豆芽孢杆菌, 以光学显微镜形态、微球直径为指标, 单因素法优化SA与MC的配比和包埋时间; 并对优化好的SA-MC进行pH溶胀实验; 应用24 r/min的挤压频率进行发酵, 观察SA-MC在该过程中对pH的影响。结果 SA与MC以1:3的比例混合, 包埋时间1 h效果最佳; SA-MC对pH的响应并不敏感, 可用于发酵环境对菌株的包埋和保护; 与空白相比, SA-MC在SETR发酵环境中对pH有缓冲效果。结论 在SETR环境中SA-MC包埋纳豆芽孢杆菌表现较好的包埋作用。后续将进一步优化包埋材料的配方, 并对不同发酵参数的影响规律进行深入研究。本研究为天然材料包埋益生菌, 并旨在为SETR的应用推广提供理论支持。     

基于扩展有限元方法的界面接触算法

该文构建了适用于扩展有限元法(XFEM)的界面接触算法,该算法具备模拟界面上粘连、滑动和分离状态的能力.对平面摩擦问题的计算结果表明,该方法对于界面接触行为的描述能力与常规接触面单元十分接近.对平面应变压剪试样中剪切带问题的模拟分析表明,该算法合理地反映了摩擦接触的耗散机制,从而避免了零能耗散现象,能够较准确地描述平面...     

基于扩展有限元方法的Carsington坝失稳过程分析

Carsington 坝失稳是坝工界的经典案例,已有研究并未分析坝体下伏黄粘土夹层的主动牵引机制对其失稳的作用,且有关模拟研究基于常规有限元法,对于剪切带等不连续位移场的描述不够直观,更无法探讨剪切带形成过程及土体力学行为的演化.该文应用自主开发的基于扩展有限元方法的土中剪切带扩展过程模拟系统进行了Carsington坝的失稳分析,结果表明:该模拟系统较好地追踪了Carsington坝心墙中的剪切带路径和形成过程,揭示了Carsington 坝的失稳机理;验证了所构造的模拟系统在复杂结构和复杂受力条件下的适用性.     

黏性土-结构接触面剪切变形时的渗透机理分析

高心墙堆石坝在心墙和岸坡混凝土垫层间常设有一层接触黏土。这层接触黏土在缓解心墙与混凝土之间较大的不协调变形的同时还应具有较强的抗渗能力。接触面附近土体在高水头作用下产生大剪切变形,处于复杂的应力、变形和渗流状态。工程界普遍对此处是否更容易发生渗透破坏抱有疑问。接触面剪切-渗流试验的结果显示,在土体与结构之间发生较大剪切错动的情况下,渗透性呈现减小的趋势,但对其机理尚不清楚。本文在Biot固结理论的基础上,结合剪切渗透系数模型反映物理状态和变形对渗流场的影响,利用接触面单元反映试验中不同部件之间的接触关系,建立多体-多场耦合分析方法,对接触面剪切-渗流试验进行了数值模拟。通过分析计算结果,揭示了在接触面剪切-渗流的过程中,土体内部的应力-变形和孔隙比的演化过程以及渗透特性的内在机理。