冻结红层软岩的蠕变特性研究

为研究第三系红层软岩在低温下的蠕变特性。对冻结红层进行单轴蠕变试验,试验结果表明,在应力水平较低时,软岩只存在衰减蠕变,随着应力水平的增大,当超过流变长期强度时,出现了非稳定蠕变;同时,随着温度的降低,软岩的瞬时应变量和蠕变量都会明显减少,而长期强度则有较大幅度的增长,说明温度对软岩及冻结壁的流变性质影响十分显著。引入与时间和应力相关的非线性黏滞系数和时间开关函数,对西原模型进行改进,得到了可以描述加速蠕变的非线性流变本构模型,通过试验数据对冻结红层软岩的参数进行了辨识。将流变模型嵌入到abaqus有限元程序,并对井筒开挖进行数值模拟,获得冻结壁最大位移与时间曲线,通过与实测值进行比较,两者较为吻合。可见,建立的流变模型能够很好的描述冻结红层软岩的蠕变规律。     

基床系数室内试验方法

在郑州市地铁1号线岩土勘察工程中,为了准确测得基床系数,运用了固结试验法和三轴试验法两种室内试验方法,同时运用Terzaghi的尺寸修正经验公式对室内试验直接测定的基床系数进行修正,给出适用于郑州地区的基床系数修正公式.最后通过室内试验结果与经验值进行了对比,验证了固结试验法和三轴试验法两种室内试验方法及修正方法的可行性、合理性.     

不同工况下基床系数的取值研究

通过分析求解不同基床系数的计算方法,得到由Biot和Vesic两种方法计算的基床系数不仅在数值上存在很大的差异,而且基床系数-基础宽度、基床系数-基础厚度、基床系数-地基土的泊松比关系曲线的变化趋势上,两者也存在差别.根据建筑使用功能、建筑场地类别建立了建筑物重要性-建筑场地类别关系矩阵,形成了7个不同的工况;并给出了不同工况下基床系数的计算公式,便于在实际工程中,可以根据不同工况,选取对应的基床系数计算公式进行计算.     

长春伊通河中粗砂地层基床系数研究

基床系数是岩土工程中的一个重要参数,准确地确定基床系数对实际工程具有重要的意义.本文介绍了基床系数的基本概念和现行的主要测试及计算方法,依据长春伊通河中粗砂地层原位试验数据,采用数理统计方法确定其基床系数,得出了简便的经验公式.     

基床系数室外试验方法综述——以在广州地铁某线路中的应用为例

地铁一般多建于地下,被地下岩土体包围,其建（构）筑物对变形的要求严格,因此基床系数在地铁设计中的作用可想而知。本文介绍了在地铁勘察中获取基床系数的几种现场试验方法,并进行了应用对比,验证了几种试验方法的有效性,对于几种方法在地铁勘察中的应用提供一点借鉴。     

核电厂取排水工程软岩水理特性试验研究

基于软岩遇水易崩解、软化并产生变形的特征,利用核电厂取排水工程中的泥岩和泥质砂岩两种软岩芯样,进行耐崩解性试验、膨胀性试验及单轴抗压强度试验,分析软岩在不同含水率条件下的膨胀性、耐崩解性和软化性。结果表明:泥岩的轴向膨胀率及膨胀压力随着含水率增大而线性减小;软岩的耐崩解指数主要分布在30%~60%之间,属低耐久性;软岩遇水表现出明显的软化现象,强度显著下降。试验规律对该工程建设具有一定的参考价值。     

CFG桩复合地基基床系数研究

为了确定CFG桩复合地基反力系数,分别采用设计软件计算法、载荷实验法、沉降监测反演法和数值分析法等,针对具体工程案例分别确定其复合地基反力系数,并将各种方法的计算结果进行了比较,发现由设计软件和数值分析方法计算所得的复合地基反力系数偏小,单桩复合地基载荷实验和沉降监测反演法确定的地基反力系数值较为接近.     

软岩巷道围岩松动圈变形机理及控制技术研究

通过对软岩巷道工程特征的研究,提出用定量指标——稳定的围岩松动圈厚度值Ｌｐ（Ｌｐ≥１５０ ｃｍ ）来判定“软岩巷道工程”的方法．以此为基础,进而分析了围岩松动圈碎胀、水胀及复合等变形机理,提出对大松动圈碎胀变形Ⅳ,Ⅴ类软岩采用锚喷网支护,Ⅵ类软岩采用联合支护,对水胀变形软岩首先采用综合防治水措施的新思路,并被大量的工程证明是正确的．     

水平基床系数的主要影响因素及其测试

水平基床系数Kh是在计算深基坑变形、支护结构的稳定性，以及桩在水平荷载作用下的位移、内力等方面有着重要意义的一个参数。由于技术上的原因，水平基床系数是一个比较难确定的参数。对影响水平基床系数的主要因素进行了分析，评价了不同测试方法对水平基床系数的影响。     

高速公路软基段路床预抛高问题研究

从现场试验,工程实测和理论分析等方面对高速公路软基段的路床预抛高问题进行了系统研究,通过研究得到了一些有益的结论,并给出了一种计算路床预抛高量的实用计算方法。     

延吉盆地风化砂质泥岩地基承载力研究

为了获取延吉盆地风化砂质泥岩层可靠的地基承载力数据,采用载荷试验和标准贯入试验原位测试方法,对晚白垩世龙井组风化砂质泥岩层的地基承载力进行了测试研究,得出了风化砂质泥岩层地基承载力特征值的范围,地基承载力特征值、变形模量与标准贯入试验锤击数线性相关的结论.据此,提出了风化砂质泥岩层地基承载力特征值和变形模量的经验公式,为延吉地区岩土工程勘察工作提供了依据和方法,并为吉林省其他地区风化泥岩层地基承载力的研究提供了参考.     

破碎泥岩渗透特性试验研究

流体在破碎泥岩中的渗透是影响保水开采和预防采空区灾害的重要因素之一,且其力学行为表现为应力场、渗流场、裂隙场多场相互作用的流-固耦合特征.利用研发的渗透试验装置,在DDL600电子万能试验机上进行了破碎泥岩压实过程中的渗透特性测定,并分析了有效应力与渗流速度关系、不同粒径泥岩在不同孔隙度下的渗透率和非Darcy流β因子.研究表明,流体在破碎泥岩中的渗流呈现非Darcy流特性,随渗流速度增加,压力梯度减小的幅度增加;渗流速度随液体压力增加而增大,且有效应力与渗流速度曲线可用线性关系式拟合;不同粒径的泥岩,随孔隙度增大,渗透率呈现不同的变化趋势,其渗流的非Darcy流β因子随孔隙度增大呈现减小趋势,粒径越小,减小趋势越明显.     

红层泥岩桩岩接触面本构模型试验及数值模拟

桩-岩（土）接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验,研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性,结果表明：接触面剪应力先随剪切位移增大而增大,在达到峰值后,剪应力随着剪切位移增大而降低,并最终趋于稳定值,应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果,推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC^3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发,并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟,分析剪应力与剪切位移之间的关系,证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。     

砂质泥岩风化土的动力特性试验研究

以某工程场地下伏砂质泥岩风化土为研究对象,结合工程实际情况,通过循环振动三轴试验,对风化土在选定的4组固结围压状态下表现出来的动力特性进行了研究,得出了固结围压的变化对其产生的影响.在研究的固结围压范围内:固结围压对动应力-应变骨干曲线及动弹模量曲线的影响较大,骨干曲线与动弹模量曲线均随固结围压的增大而提高;最大动弹模量与固结围压间具有良好地幂函数关系,并且幂指数随着固结围压的增大呈现增长;固结围压的增大阻尼比随着减小,且减小的幅度先增大后减小;动剪模量比曲线在不同的固结围压状态下表现出了良好地归一化特性.     

三轴压缩下粉砂质泥岩蠕变力学特性试验研究

为揭示三峡地区巴东组二段粉砂质泥岩的蠕变力学特性,采用RLJW-2000岩石流变伺服仪对饱和粉砂质泥岩进行了三轴压缩蠕变试验。试验在分级加载条件下进行,试验围压为1 MPa。基于试验结果,定量研究了粉砂质泥岩蠕变过程中轴向蠕应变与径向蠕应变的差异、轴向蠕变速率与径向蠕变速率的差异,得出了岩石的长期强度。研究结果表明:1)在各级应力水平下,试样径向蠕应变占径向总应变的比例始终比轴向蠕应变占轴向总应变的比例大,岩石的径向蠕变效应更明显。2)在破裂应力水平下,岩石径向蠕变比轴向蠕变先进入加速蠕变阶段,径向的初始蠕变速率、稳态蠕变速率以及加速蠕变速率均高于轴向相应的蠕变速率,以径向蠕变特征来判别粉砂质泥岩是否发生蠕变破坏更合理。工程实践中,应加强对岩石径向蠕变特性的监测工作,这对于工程失稳的预测预报更有意义。3)粉砂质泥岩的长期强度仅为其瞬时强度的74.4%,长期强度折减较大。4)试验中获得的长期强度实际上应为粉砂质泥岩的径向长期强度,径向先发生蠕变破坏从而导致试样破坏。     

高铁弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元算法

针对高铁运行引起的地基振动和塑性变形问题,提出高铁荷载作用下弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元算法。将高铁运行诱发的地基变形视为材料非线性问题,采用改进的摩尔-库伦模型模拟地基土,基于弹性地基2.5维有限元法,将通过弹性理论计算得到的位移作为试探位移,经摩尔-库伦屈服准则判定屈服后,引入切线刚度迭代法、后向欧拉积分算法和一致切线模量算法实现刚度矩阵的更新迭代,从而求解出高铁运行引起的塑性变形。在此基础上,将轨道视为Eular梁,采用修正的多频列车荷载模拟高铁列车运行,并使用黏弹性人工边界处理截断边界,建立高铁弹塑性地基振动与变形的2.5维有限元验证模型。通过与移动点荷载弹性半空间解析解和地面振动实测结果进行对比,验证本文弹塑性地基2.5维有限元法理论的正确性及模型应用的可靠性,表明该方法可用于高效求解高铁运行引起的地面振动及累积变形问题。     

粉砂质泥岩蠕变特性与非线性黏弹塑性本构模型

针对边坡、隧道工程中粉砂质泥岩长期稳定性问题,采用DZSZ-150型多场耦合岩石三轴压力试验机,利用粉砂质泥岩相似材料试样,开展不同围压下粉砂质泥岩蠕变试验。根据蠕变试验结果建立可描述粉砂质泥岩蠕变全过程的非线性黏弹塑性本构模型,以7 MPa围压下蠕变试验结果为例,对所提出的蠕变本构模型进行合理性和可行性验证。结果表明：试样的稳态蠕变速率与偏应力大小有关,随着偏应力的增加,试样稳态蠕变速率与偏应力之间符合指数函数关系;在加速蠕变阶段的蠕变速率相对低偏应力水平下减速蠕变和稳态蠕变速率明显要增大很多,且非常短时间内就发生了蠕变破坏;提出一种描述粉砂质泥岩全蠕变过程的非线性黏弹塑性本构模型,该模型能描述粉砂质泥岩蠕变-破坏全过程的蠕变变形规律,反映了粉砂质泥岩在不同偏应力水平作用下的蠕变特性,克服了经典模型中无法准确描述加速蠕变过程的难题。     

最大承载力状态下全风化花岗岩路基变形特性与控制方法

为了研究南方湿热条件下全风化花岗岩填筑路基的科学方法,以提高路基在运营期的耐久性与稳定性,对全风化花岗岩进行了湿法重型击实与加州承载比试验。结果表明:承载力最大状态下全风化花岗岩的含水率比最佳含水率更接近天然含水率。为进一步了解其湿胀特性,通过改变初始含水率进行了膨胀率试验,得到了全风化花岗岩在不同初始含水率下的干密度衰变规律;通过改进的固结试验对比分析了全风化花岗岩在最大承载力和最大干密度状态时的变形特性。结果显示:与常规的以最大干密度控制方法相比,全风化花岗岩在最大承载力状态下抗变形能力和稳定性更好。按最大承载力状态铺筑了全风化花岗岩路基试验段并进行了现场回弹模量和压实度检测,结果表明:最大承载力状态下全风化花岗岩路基完全能满足下路床94区的压实要求,为了满足路面对路基回弹模量的要求,基于变形等效原理提出刚度补偿设计方法,以确保全风化花岗岩路基整体刚度与耐久性。     

倾斜软弱地基上路堤的变形特征研究

基于强度折减有限元法,对倾斜软弱地基填方工程的基本特征进行了考察.对比分析表明:水平软弱地基填方工程中地基的侧向位移和竖向沉降基本以中心轴对称分布,而在倾斜软弱地基填方工程中不再按对称分布,明显向路堤下坡脚处快速发展,地基的倾斜对侧向位移的分布影响很大;随着路堤的分层填筑,路堤稳定性逐渐降低,到填筑结束时稳定性达到最小值,且倾斜软弱地基的稳定性明显小于水平软弱地基;与水平软弱地基的向两侧坡脚处破坏不同,倾斜软弱地基为沿地基倾斜方向向下滑裂破坏,具体破坏模式与软弱层的厚度有关.分析还表明,若需要对倾斜软弱地基进行加固,加固位置应位于侧向位移或位移增量为最大值处的下坡脚附近.