动载对砂土中水平应力的影响

本文介绍了在动载作用下砂土中水平应力变化的实验研究成果。在一个垂直振动的振动台上对３号渥太华砂样进行振动，用一个改装的固结仪环测试静止水平应力。实验结果表明：对正常固结砂，水平应力随振动时间增加而增加，增加的数值与砂的密实度和振动强度有关。对于静止土压力系数高的超固结砂，水平应力随振动时间增加而降低。论文中还给出了试验样品的应力路径     

基于缩尺级配的土压力盒标定

土压力盒生产厂家给出的土压力盒的工作参数不适用于土压力盒的实际工作情况,故在土压力盒使用前要进行标定,得到与实际工作环境相似情况下的土压力盒的工作参数。为了模拟实际工作环境,采用混合法对现场土料进行级配缩尺得到试验土样;改变土样回填密度,测定土压力盒在加卸载循环下的输出,绘制土压力盒的标定曲线。结果表明:土标曲线存在明显的滞回圈,与液标曲线基本稳定不同,但加载部分接近直线;随着回填土样密实度的增加,土压力盒的测量精度有所提高;为尽可能消除土压力盒的测量误差,需通过干密度试验确定合理的回填密度。     

基于离心振动试验的深埋砂层液化研究

砂层地震液化的判别经验一般在10～20 m深度范围内,基于离心振动试验研究30～40 m埋深砂层是否地震液化的问题。用密度较大的钢球堆积体模拟上覆土层,进行埋深15 m和25 m这2种情况下砂层离心机振动台试验,研究深部12.8 m厚砂层在地震作用下孔隙水压力发展规律并进行液化判别。试验表明,2种埋深条件下砂土超静孔隙水压力比均<1,未发现砂土液化现象。通过对比,砂土中各测点初始孔隙水压力和试验过程中的超静孔隙水压力随着上覆厚度增加而逐渐变大,但超静孔压比随着上覆厚度的增加逐渐减小,表明砂层埋深对抗液化能力提升明显。     

静止土压力系数的计算方法及影响因素分析

岩土工程领域的结构物设计,作用在其上的侧向土压力是一个重要参数,该参数确定的准确与否,直接影响工程设计的优劣或成败。规范中能够考虑的影响因素较为单一,面对复杂的设计工况,工程师很难做到针对性分析。为解决这一不足,使工程师在设计过程中面对静止土压力状态计算时能有的放矢而非一味照搬规范公式,首先从纵向历史轴线上对静止土压力系数计算方法的研究进行梳理和总结,进而从土体应力历史和空间几何特征两个方面,分别开展其对静止土压力系数的影响研究。研究成果认为,设计中可采用Jaky简化公式,同时考虑被支挡土体的应力历史和空间几何特征的影响,并提供了定量分析方法。结论不仅可指导实际工程设计,还可为后续相关领域的研究提供必要的技术支撑。     

砂土中隧洞开挖稳定机理及松动土压力研究

 为减轻在砂土地层中开挖隧洞的支护难度，通过离心模型试验，研究了隧洞内支护压力与地层位移的关系，以及砂层稳定与破坏的机理。结果表明，在砂土中开挖隧洞，由于砂土的拱效应，隧洞拱冠以上砂土在远小于原位上覆土压力的支护压力下仅发生一定的位移而不致塌落；若允许地表面发生少许沉降，隧洞内支护压力可以比原位上覆土压力有较大程度的降低。文中对太沙基的松动土压力理论及计算公式进行了讨论， 用作者改进公式计算的松动土压力值与离心模型试验结果较为相近。     

应变式微型土压力盒标定方法改进

针对厂家提供的应变式微型土压力盒拟合函数不能准确应用于岩土工程试验中土压力测试的问题,在开展岩土工程试验前应根据工作介质对土压力盒进行标定。在土压力盒标定试验整个量程范围内均匀选择数点进行测试,用一个线性函数拟合整个量程范围内荷载与应变的关系,所得的拟合函数存在较大截距,用该拟合函数计算小土压力存在较大误差。通过使用细砂和煤粉两种标定介质开展试验,增加小压力范围内的测试数据,重点探究了土压力盒在小压力作用下荷载与应变之间的函数关系。研究发现,荷载与应变关系曲线存在一个明显的拐点,将曲线分为两段斜率不同的线段,以拐点为界将标定数据分两段进行线性拟合能够有效避免拟合函数中截距过大带来的测试误差。     

基于墙后填土各向异性强度的土压力计算方法

基于散体介质宏微观力学分析,通过引入平均投影固体路径和真应力两个物理量,建立了砂土原生各向异性强度准则。当应力主方向和组构主方向重合或接近时,砂土强度显著提高。在此基础上,推导了具有原生各向异性的地层的土压力计算公式,并对朗肯土压力系数进行了修正。分析了原生各向异性和内摩擦角对墙后土压力的影响。理论预测结果与试验数据对比分析表明：原生各向异性的大小和方向均对土压力产生影响,当各向异性方向改变时土压力的变化规律不同;随着内摩擦角的增大,各向异性和各向同性条件下的主动土压力强度都逐渐减小,当原生各向异性方向改变时,这一规律同样适用。文中建立的土压力计算方法考虑了地层的各向异性影响且形式简洁,便于工程应用。     

灌注桩钻孔塌孔实测及孔壁稳定性评价

以沿海地区某大型工程钻孔灌注桩地基处理为背景,在典型区域灌注桩成孔质量实测的基础上,提出了一种新的孔壁稳定或坍塌程度评价参数——塌孔率,建立了塌孔孔径划分标准和坍塌体积计算模型,对塌孔体积与砂层厚度、钻孔深度的相关性进行了回归分析。对塌孔率与砂层平均标贯数、砂土不均匀系数及砂土平均粒径的相关性进行了回归分析。研究结果表明:砂土层是灌注桩钻孔时孔壁稳定的关键;用塌孔率来评价孔壁稳定和坍塌程度是可行且适用的;塌孔体积与砂层厚度、钻孔深度密切相关;砂层平均标贯数、砂土不均匀系数及砂土平均粒径是灌注桩施工孔壁稳定性及塌孔风险评价的重要指标。     

粉质黏土中静力沉桩过程产生的孔压试验研究

静压管桩在实际工程中有着广泛应用,桩-土界面超孔隙水压力对静压桩的工作性能有着巨大影响。目前的研究多集中于桩周土中超孔隙水压力的分布,缺少对桩-土界面处应力的真实情况的研究。通过在桩身开孔、嵌入硅压阻式孔隙水压力传感器的方法,在黏性土体中开展了2组模型桩的室内静力压桩试验,对桩-土界面的孔隙水压力、超孔隙水压力的变化规律进行了研究。试验结果表明:利用硅压阻式传感器首次成功监测了沉桩过程中桩-土界面产生的孔隙水压力;2根试桩在沉桩过程中产生的桩-土界面孔隙水压力、超孔隙水压力均随着沉桩深度的增加而增大;同时2根试桩沉桩过程中产生的超孔隙水压力均较大,最大可达4.21 kPa,约为上覆有效土重的75%,在实际工程中需对沉桩过程中产生的较大超孔隙水压力加以重视;同一深度处的超孔隙水压力存在消散现象,随着深度的增加,消散程度逐渐减小;在实际工程中,需采取有效措施,防止超孔隙水压力过大。试验结果可为静压桩施工和桩-土界面理论研究提供参考。     

桩靴贯入砂土层时邻近桩挤土压力分析

钻井船插桩时会使邻近平台桩桩身受到挤土荷载作用,这种挤土荷载可能会严重影响平台桩的承载能力。采用CEL方法结合模型试验分析桩靴贯入砂土层时邻近桩受到的挤土压力变化。通过对缩尺试验结果的计算,验证了CEL方法的可行性。进一步分析了桩靴贯入砂土层时,邻近桩桩身挤土压力的变化。分析结果表明,邻近桩靠近桩靴一面受到的挤土压力随桩土相对位移的增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身最大挤土压力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力,当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身最大挤土压力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力;而远离桩靴一面受到的挤土压力随相对位移增加而不断减小,最终保持在朗肯被动土压力的10%~20%;桩身受到的挤土压力合力随桩土相对位移增加而不断增大直到极限值,在泥面以下10倍邻近桩桩径范围内,桩身极限挤土压力合力随土层深度逐渐增加,其变化范围为1.5~5.0倍的朗肯被动土压力;当土层深度超过10倍邻近桩桩径后,桩身极限挤土压力合力趋于稳定,约5.0倍的朗肯被动土压力。最后还定量分析了砂土摩擦角、弹性模量、泊松比和净间距的变化对插桩挤土力变化关系的影响。     

挡土墙侧向土压力中外确定标准的对比分析

挡土墙侧向土压力分主动、静止和被动土压力,而实际各种土压力状态的形成与墙体相对于土体的位移大小和方向有关。国际上不同国家的设计标准就其计算方法进行了不同的规定,具体工程项目设计过程中如何选择尚未达成共识,工程师多凭过往工程经验或自身对规范的理解选择对应的计算方法。若遇分歧、便无定论,尤其是跨国工程设计更为甚之。通过对比分析欧洲、美国、中国香港及中国大陆规范,主要针对重力式、悬臂式和扶壁式挡土墙侧向土压力的确定标准和原则进行梳理、提炼和对比分析,拟从源头探讨挡土墙侧向土压力确定标准的统一性原则,以期对挡土墙结构设计和稳定性分析提供更具理论依据的计算方法。同时,研究结论还可为后续跨国工程的勘察设计提供必要的技术支撑。     

加筋挡土墙在膨胀土地区应用的研究分析

结合某变电站基础工程,对膨胀土加筋挡土墙开展了一系列的现场试验研究。试验结果表明:在填筑高度较小的情况下,墙背土压力增加较快,实测竖向土压力大于γh,土压力系数逐渐增大;而随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐开始收敛并小于γh,土压力系数也逐渐降低。降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大。大型膨胀土填土工程会产生较大的变形,且变形收敛速率缓慢。筋带的存在有效地抑制了挡土墙的侧向变形和竖向沉降。施工中,挡土墙的排水问题和防水处理对抑制挡土墙变形及不均匀沉降具有非常重要的作用。本文的研究对在膨胀土地区采用加筋挡土墙的合理性和有效控制影响工程质量的因素有重要的参考价值。     

填土倾斜时重力式挡土墙的土压力分布研究

文中以水利工程中常用的重力式挡土墙为对象，考虑常见的墙后填土为倾斜时的情况，按平面问题假设，采用应力拱理论和倾斜层分析法，进行土压力分布的理论研究。     

上埋式涵洞顶部垂直土压力的塑性分析

涵洞上覆土体采用非线性应力应变关系——简化的双曲线模型、地基采用线弹性模型，利用力的平衡和变形协调条件对上埋式钢筋混凝土涵洞顶部土压力进行探讨，所得洞顶垂直土压力的计算公式包含涵洞尺寸、上覆土体厚度、地基和填土性质。结果表明：上等沉降面的高度随填土厚度和地基弹性模量的增大而增大；洞顶土压力系数随填土厚度的增加呈现先增后减的趋势，     

关于填土表面为倾斜平面时挡土墙土压力作用方向的探讨

挡土墙填土面为倾斜平面时，教科书假定：土压力强度的方向与填土面平行。现经分析与推算，证明土压力强度的方向角α和填土面倾角β、挡土墙高度H及填土深度Z有关，即α＝f（β、H、Z）。总土压力的方向角为。实例验算，总土压力的水平分力用α角及β角算出的结果，相差5．1％。     

悬臂式挡土墙结构形式研究

介绍了挡土墙的结构形式和几种土压力的计算方法,通过工程实例计算研究了悬臂式挡土墙,墙身底宽对抗滑、抗倾、基底压力的影响.计算结果表明,在墙身高度一定时,随着墙身底宽的增大,抗滑系数缓慢增大,抗倾系数逐渐增大,基底压力逐渐增大,大小应力比值也在增大.     

Calculation of passive earth pressure of cohesive soil based on Culmann's method

Based on the sliding plane hypothesis of Coulumb earth pressure theory, a new method for calculation of the passive earth pressure of cohesive soil was constructed with Culmann's graphical construction. The influences of the cohesive force, adhesive force, and the fill surface form were considered in this method. In order to obtain the passive earth pressure and sliding plane angle, a program based on the sliding surface assumption was developed with the VB.NET programming language. The calculated results from this method were basically the same as those from the Rankine theory and Coulumb theory formulas. This method is conceptually clear, and the corresponding formulas given in this paper are simple and convenient for application when the fill surface form is complex.     

光弹模型离心加载技术的新发展

本文介绍了利用离心机施加水工结构物的自重、水压力、泥沙压力、土压力、设备重量、集中力等荷载的方法,并在满足荷载相似的条件下,在一个模型上同时施加几种荷载的技术,扩大了离心加载技术在光弹性试验中的应用。     

自嵌式挡土墙的失稳分析与研究

近几年新型的自嵌式挡土墙在公路、水利和建筑等领域的应用越来越广泛,结合某自嵌式挡土墙工程,分析该挡土墙工程的失稳特征,并进一步对此自嵌式挡土墙的失稳原因进行了讨论,总结出该种挡土墙在设计和施工方面应注意的问题,并且介绍了治理方案和加固措施.得出结论可供今后自嵌式挡土墙的研究和设计参考.