重塑饱和黄土应变-加载速率-时间计算模型

基于GDS静三轴仪,对西安重塑饱和黄土进行了不同加载速率的连续加载K0固结试验,研究分析了K0固结过程中加载和孔压消散两个阶段土体的变形特性。通过总结分析相关的经验模型,利用参数变异法推导出重塑饱和黄土在K0固结过程中两个阶段的应变-加载速率-时间关系计算模型,模型中参数均可由室内GDS静三轴试验得到。研究结果表明,加载速率对变形有一定的影响,引入加载速率的模型计算结果与试验测得结果相吻合,为研究K0固结过程饱和土的变形特性提供了一种新方法。     

基于灰色理论的水泥稳定碎石基层抗冲刷性能分析

结合陕南秦巴山区某高速公路工程实例,通过对室内模型试验结果的归纳与总结,利用灰色理论分析了水泥稳定碎石半刚性基层抗冲刷性能与主要影响因素间关联度,建立了以集料分形维数、压实度、水泥含量及其28 d胶砂强度、集料中含水量及水泥强度等级等因素为参数的水泥稳定碎石基层冲刷量预估模型.研究结果表明:集料分形维数与冲刷量关联度最大,压实度、水泥含量及其28 d胶砂强度次之,集料中含水量较小,水泥强度等级最小;水泥稳定碎石半刚性基层抗冲刷性能受其结构型式影响较大;基于材料组成和外界环境影响因素建立的水泥稳定碎石基层冲刷量预估模型能够反映其抗冲刷性能,对类似地区半刚性基层的设计与施工提供了借鉴.     

轴向循环加载卸载条件下饱和软土变形特性试验研究

研究循环加卸载条件下软黏土的强度和变形特性具有一定的工程实践价值。利用自行改进和研制的连续加载一维K_0固结仪对饱和软土进行轴向循环加卸载试验。结果表明:各级卸载应力-应变曲线是双曲线,再加载曲线应力-应变关系在上级卸载载荷之前为双曲线,超过卸载载荷为直线,呈现不断硬化的现象,试样产生塑性变形和弹性变形,且塑性变形和弹性变形分别与卸载等级呈线性关系;以原有双曲线本构关系为基础,利用各级加载轴向最大应力和初始切线模量,卸载曲线的轴向最大应变和初始割线模量,引入新的模型参数,从而建立轴向循环加卸载的本构方程,并验证了其可靠性。对各级塑性滞回能进行了计算,随着卸载应力水平的增大,塑性滞回能不断增大,且通过拟合加卸载过程中消耗的塑性滞回能与卸载应力水平呈良好的二次曲线关系。     

外海大回淤沉管隧道沉降影响因素敏感性分析

深海沉管隧道的地基沉降受到多种因素影响,地基沉降过大会直接影响沉管隧道的安全,因此对影响地基沉降的各类施工偏差进行敏感性分析是十分有必要的。以港珠澳沉管隧道地基为研究对象,采用离心模型试验和有限元软件模拟的方法,揭示了天然地基回填再压缩量变化及地基刚度变化的特点,确定了影响港珠澳沉管隧道天然地基纵向沉降的单因素敏感性大小。结果表明：对沉管隧道沉降影响最大的施工偏差因素为基槽超挖与欠挖偏差,影响最小的因素为基槽单边宽度偏差;有基槽超挖与欠挖偏差存在时,组合工况对地基刚度的影响程度达到近50%,且当基槽超挖与欠挖偏差达到极限值时,该因素无论与其他何种敏感因素组合,对沉管隧道沉降特性的影响程度至少为20%;通过对敏感性因素的合理组合,发现纵向区段内最不利工况的分布形式是断面两侧取恒定极值,即非线性变化分布。研究成果可为其他类似工程提供借鉴和参考。     

沉管隧道离心模型试验及数值模拟

沉管隧道在开挖及回填过程中基底应力分布特征及其与沉管结构的变形特性分析在隧道工程中占重要地位。通过以港-珠-澳沉管隧道天然地基段某一横断面为研究对象,对整个施工过程进行不同垫层厚度的离心模型试验及有限元计算模拟,揭示沉管隧道天然地基开挖回弹及回填再压缩应力分布及变形特征、沉管结构的应变特征及垫层厚度对其影响,为沉管隧道的施工及地基处理方案设计提供参考。结果表明,开挖卸荷使基底产生拱形分布回弹。回填后基底应力呈马鞍形分布,仅中间部分应力随时间及回淤增加而增大;沉管底板应变呈马鞍形分布,工后应变量变化不大。垫层厚度变薄使基底应力分布匀化效果差,回填再压缩量及工后沉降量变大。     

泵站深基坑支护结构的离心模型试验研究

由于2016年武汉市政排水出现问题,原定于2019年完工的江南泵站要求提前满足排水条件。为了满足工期要求必须对原定地下连续墙+3道内支撑的支护结构进行优化。为了明确优化后支护方案的可行性,进行了原定支护方案和优化支护方案的离心模型试验,分析了反映基坑稳定的关键变形量,即桩水平位移与弯矩、基坑周边土体沉降,结果发现支护结构变更为大直径钻孔灌注桩+1道内支撑后围护结构水平位移、弯矩以及基坑外地表沉降均有一定程度的增加但仍能确保基坑稳定。研究结果表明:减少内支撑数量及围护结构刚度会导致支护结构水平位移和地表沉降的最大值有一定程度的增长,水平位移最大值出现位置下移,但是对基坑外地表沉降规律影响较小。研究过程对类似的基坑工程具有借鉴意义。     

基于CBR试验的隧道弃渣级配碎石细观力学参数研究

级配碎石广泛应用于高速公路路面基层填料,作为测定路基土及路面材料强度的重要手段——加州承载比(CBR)试验可反映路基或路面结构层的承载能力。基于颗粒流软件PFC^3D对CBR试验展开细观参数影响研究,并借助PFC^3D中力链模型对试样内力演化进行观测,探讨颗粒刚度比k_n/k_s、摩擦系数μ、法向黏结强度T_σ、切向黏结强度S_σ等颗粒细观参数对试验结果的影响。研究结果表明：颗粒刚度比k_n/k_s对CBR值无显著影响,摩擦系数μ和颗粒黏结强度T_σ均与CBR值呈线性正相关。另借助黏结强度比T_σ/S_σ,对比切向与法向黏结强度对CBR试验结果的影响,得出切向黏结强度S_σ对CBR值影响较大;切向黏结强度S_σ主确定接触键切向塑性,法向黏结强度T_σ主控制其表面法向黏附性。     

沉管节段接头剪力键三维数值力学特性研究

基于ANSYS有限元软件,构建沉管节段三维数值模型,在节段接头处定义接触单元,采用只受压的杆单元模拟橡胶支座,并定义其为双折线材料。调节沉管下部土层的弹性模量与泊松比,模拟沉管隧道在不均匀荷载及沉降条件下的纵向弯曲与扭转工况。通过分析节段接头剪力键的应力及剪力分布特征,研究沉管接头剪力键在上述工况下的受力特性。并将数值结果与大比例尺节段接头剪力键模型试验结果相对比。主要结论:两类工况中,竖向剪力键承担了几乎全部的竖向剪力,但对水平方向的抗剪基本不起作用,而水平剪力键在两类工况中都产生了水平剪力;扭转工况中,地层较软一侧竖向剪力键剪力较大;在剪力键端头角点及与节段衔接处局部应力较大。