土层结构对管涌发展影响的试验研究

不同的土层结构对管涌的发生发展有着很大影响,对3种典型的土层结构进行了管涌发展的砂槽模型试验,观察并分析了管涌发生、发展的机理和过程。试验结果表明,双层堤基的砂砾石表面夹一层很薄的无黏性粉细砂时,管涌破坏前出水口的流量很小,临界水力梯度也较小,管涌破坏发生后通道发展速度很快,较短的时间内就会贯通,管涌破坏的机理与双层堤基不同;而在砂砾石层一定深度内夹有一层粉细砂将使堤基管涌破坏的临界水力梯度大大提高,然而一旦管涌破坏发生后涌砂量和侵蚀速率将很大,形成的通道深度较大,若不及时采取有效措施,当通道规模发展到一定程度后,通道上部会发生塌落而使堤坝产生溃口,进而使堤坝溃决。     

堤防管涌试验研究与分析

为研究堤基内部填充颗粒在何等水力梯度下发生运移,进而流向出流口,最终引起管涌破坏,对砂槽模型试验装置进行了改进,避免出现接触冲刷破坏,以获得理论上发生管涌的临界水力梯度值。试验中考虑了不同细料含量、填充密度、渗径等条件下管涌临界水力梯度的变化,试验结果较为接近公式计算值。在此前提下,考虑了堤基内部存在渗流通道对管涌临界水头的影响,分析了渗流通道大小及通道距出流口远近对临界水力梯度的影响,得到了比较合理的结论。     

管涌现象研究的进展与展望

对管涌现象国内外发展的现状作了总结,详细的归纳了管涌的总水头法、临界水力梯度等计算法和管涌的室内试验和数值模拟的成果。基于先进的数码摄像可视化跟踪技术和数字信息计算机实时处理技术以及散体颗粒流软件(PFCZD)技术,对未来管涌现象的研究做了展望。     

江河大堤堤基砂砾石层管涌破坏危害性试验研究

江河大堤中下游堤基双层地基中下层渗透系数k>0.02cm/s的砂砾石土层居多数,这是一种管涌型土。研究了双层地基中这类土管涌破坏后的危害性,结果表明管涌破坏的后果,将在砂砾石层上部形成纯砾石的渗流通道,细颗粒的带出程度可达80%～100%。细料含量小于20%时带出程度可达100%,土骨架的结构不会产生明显变化,但渗流通道的渗透系数变为纯砾石的渗透系数,显著增大;细料含量大于20%时,渗流通道形成后将影响上部土层的稳定性。     

管涌发生发展过程的细观试验研究

利用显微摄像可视化跟踪技术进行了管涌模型试验,从细观角度观察到了管涌从开始到破坏的整个过程.较详尽地分析了管涌过程中颗粒的移动规律及通道的形成特点,表明骨架颗粒,可动颗粒以及与水之间的相互作用行为贯穿管涌发展的全过程.结合伯努里方程和临界牵引力理论,得到了基于临界速度的临界水力梯度公式;基于试验数据,从孔隙率对临界水力梯度的敏感性角度验证了模型的有效性,表明在分析孔隙率对临界水力梯度的影响度时,该模型优于太沙基模型.     

单层堤基管涌侵蚀过程的模型试验及数值分析

利用砂槽模型试验研究单层堤基的管涌侵蚀破坏过程,并建立单层堤基管涌侵蚀破坏发展过程的概化数学模型和数值模拟方法。结合模型试验结果和数值模拟结果,分析单层堤基管涌侵蚀破坏的机理及侵蚀破坏过程。研究管涌局部破坏的临界比降及不同渗径长度对管涌侵蚀破坏的影响。计算结果表明:①模型试验和数值模拟结果较好地揭示单层堤基管涌侵蚀破坏过程,即当上游水头低于临界水头时,管涌存在发生、发展和停止的过程。当上游水头大于临界水头时,管涌将持续发展并最终导致溃堤破坏,计算结果和试验结果吻合较好;②得到砂样内部的渗流场分布和一些难以观测到的数据,较好地解释模型试验的一些现象,提高对管涌溃堤机理和过程的认识;③单层堤基管涌破坏的临界水头和临界水平平均比降与砂层局部破坏的临界水平比降近似呈线性关系;④单层堤基管涌破坏的临界水平平均比降随着渗径长度的增大而增大,并且大体上呈线性关系。     

抗震设防烈度对多层混凝土结构性能的影响

针对多层混凝土结构底层柱抗震能力较差的问题,本文采取提高结构的抗震设防烈度方法,计算分析七度、八度设防下框架梁、柱的轴力、剪力和弯矩。数值结果表明：提高结构的设防烈度,梁、柱的弯矩、剪力、轴力均增大,在底层（第一层）变化最为突出。地震作用下,结构的破坏形式主要表现为底层柱的破坏,因而增大建筑设计中的设防烈度可从根本上解决这一问题。     

多层结构加层时地基基础的处理

结合多层结构加层改造的实际，对建筑物的可靠性、耐久性进行评估，阐述了地基基础处理的各种方法。制定出最佳的地基基础处理对策，并对今后多层房屋的设计提出了建议。     

管涌破坏的计算模型及工程抢护措施

叙述了管涌的定义及产生原因,给出了管涌的计算模型并作了简要分析,最后从四方面入手提出了工程上对管涌现象的防治措施,以确保水利工程安全运行。     

基于尖端坡降变化的双层堤基渗透破坏通道上溯研究

双层堤基渗透破坏集中渗流通道产生后,有继续上溯和保持稳定两种可能,传统方法中外江与管涌口之间的整体水力坡降只能判定渗透破坏发生与否,无法判定已有通道是否会继续上溯。是否继续上溯关键在通道尖端坡降的发展趋势,其根源是尖端土体颗粒在尖端坡降作用下的稳定性。当通道上溯后,其内沿程各处断面会发生冲淤变化,进而影响尖端坡降,在此作用下对尖端处土体颗粒进行稳定性计算,分析在进一步上溯后,尖端坡降的变化趋势。若尖端坡降随着通道的上溯持续增长,则说明该上溯会进一步发展,若通道上溯后尖端坡降维持稳定,则说明该通道不会持续上溯。编制有限元程序,同时考虑通道断面扩展和上溯与尖端坡降之间的相互影响,判定通道发展趋势。有限元程序中,对集中渗流通道断面进行等效代替,以加快计算速度。在室内进行模型试验,观测预设渗流通道的发展,通过数值模拟与室内试验数据对比,证明本理论方法及所编制程序可行可用。     

加筋形式对桩承式路堤工作性状影响的试验研究

对无加筋和采用不同加筋材料、加筋层数下桩承式路堤的工作性状进行了三维模型试验研究,侧重分析了桩土应力比、应力折减系数、填土中竖向应力分布、地基沉降等内容。结果表明加筋材料的设置有利于荷载向桩顶的转移,可有效减小沉降,但不同加筋形式下桩承式路堤的工作性状有所不同。使用单层或双层土工布时,路堤的荷载传递机理主要是填土的土拱效应和加筋材料的拉膜效应,但拉膜效应发挥相对较晚。使用双层格栅时,加筋材料与周围砂土形成半刚性平台。单层格栅的作用介于两者之间。试验结果与常规拉膜效应设计方法的对比表明,若假设荷载只由相邻桩间的加筋材料条带承担,计算的拉力将偏大,过于保守。     

双层堤基管涌发生发展的试验模拟与分析

利用室内试验模拟了双层堤基管涌的发生及发展过程。通过分析水头分布、流量、以及出砂量等的变化,将破坏的发生及发展归结为4个阶段：上覆层破坏前的稳定阶段、上覆层破坏阶段、上覆层破坏后的稳定阶段、整体破坏阶段。研究发现,在上覆层破坏前,上覆层承担了大部分的水头差,当上覆层破坏后,这部分水头差转由下伏砂层承担,造成下伏层水力梯度的升高,如果水力梯度超过了下伏层的临界水力梯度,则下伏层发生渗透破坏。一次渗透破坏发生后,降下上游水头,重复增加水头的过程,模拟地层在多次渗透破坏作用下,地层抵抗渗透破坏能力的变化。发现一旦渗透破坏发生后,地层再次抵御渗透破坏的能力急剧下降,多次破坏后,试样内形成贯穿上、下游的集中渗漏通道,且通道规模随着试验次数的增加而增长,若不及时采取有效措施,当通道规模发展到一定程度后,通道上部会发生塌落而使堤坝产生溃口,进而使堤坝溃决。     

典型堤基渗漏的完整井管涌模型及其涌砂影响范围的估算

本文建立了砂砾石堤基在洪水期发生管涌的理论模型 ,建立了管涌临界面方程 ,确定了临界面形状及随江水位上涨临界面的发展趋势 ;根据水流的连续性条件 ,推导了在一定江水位和涌水流量条件下涌砂影响范围的估算方法     

向家坝水电站左岸坝基破碎岩体渗透变形特性试验研究

坝基岩体的渗透变形特性关系到大坝能否安全运行。针对向家坝水电工程坝基存在的挤压破碎带问题,通过常规的渗透变形试验方法和改进后的渗透变形试验方法,对左岸坝基破碎岩体渗透变形特性进行了全方位的试验,通过综合分析 3 种不同试验方法得到的试验结果,深入研究了坝基破碎带岩体的渗透变形特性。研究表明左岸坝基破碎岩体受扰动越严重,其临界水力坡降值就越小;在分析引起临界水力坡降差异的本质原因后,提出了坝基破碎带的临界水力坡降合理取值建议。     

粉煤灰加筋路堤模型试验研究

为充分利用粉煤灰这一工业废物,探讨了土工格栅加筋机理,对无筋、一层加筋、二层加筋的粉煤灰路堤进行了室内模型试验,模拟现场加筋路堤的变形情况,定性测定了在试验过程中所施加的竖向压力P与坡顶沉降值S的关系曲线;在模型路堤的不同位置布置测试点,量测加筋路堤在荷载作用下各测试点位移情况,内部应力分布、发展情况,定性分析了加筋路堤内部的变形性状,为粉煤灰加筋路堤的应用提供指导。     

软土地基路堤填筑沉降监测

针对软土地基路堤施工监测,详细介绍了沉降监测标准、监测仪标的制作、埋设程序、观测方法、仪标保护等问题,以保证监测数据的可靠,为确定路面铺筑时间提供准确的数据。