饱和淤泥爆炸排水固结试验研究

对采用爆炸排水固结法处理淤泥类软土地基进行了试验论证.爆炸试验表明,水平向应力波对土体排水的贡献大于竖向应力波,缩短排水距离有利于土体的排水固结,炸药用量对试验有很大影响.直剪试验显示爆炸后土体粘聚力和内摩擦角较爆炸前均明显改善.爆炸后土体含水量显著降低.试验还得到了爆炸后土体出水量与时间的关系曲线,从几个方面证实了饱和淤泥爆炸排水固结处理软土地基方法的可行性.试验结果与理论分析相吻合.     

循环荷载后饱和海相软黏土不排水静力试验研究

通过静、动三轴试验,研究了波浪循环荷载作用对饱和海相软黏土不排水静力特性的影响.试验结果表明:循环荷载作用后,饱和海相软黏土不排水剪在q～p'平面上的应力路径与超固结土相似,循环应力幅值比越大,土体表现的超固结性越强.循环荷载的作用会导致不排水剪阶段孔压的降低,孔压系数表现出超固结土的性质,正常固结土、超固结土和由循环荷载作用导致的似超固结土在不排水剪破坏时的孔压系数均随着平均有效应力比值pi'/pc'的增大而增大.此外,循环荷载作用会导致软黏土不排水强度发生变化,当循环荷载后孔压比值upc/σ1c'小于0.175或循环荷载后弱化指数大于0.70时,不排水强度降低;当循环荷载后孔压比值upc/σ1c'介于0.175～0.256或弱化指数介于0.54～0.70时,循环荷载后不排水强度略有增大.     

饱和重塑软黏土的归一化压缩性状研究

天然沉积软黏土与重塑黏土的压缩性状往往有着根本性的区别，如何评价土结构性和外加荷载对天然沉积饱和软黏土压缩性状的影响，是软土地基处理工程中一个非常重要的研究课题。通过对大量饱和重塑软黏土进行室内固结试验研究，明确饱和重塑软黏土的压缩性状和主要影响因素，导入一个简单指标——比体积指数对各种重塑软黏土的固结压缩曲线进行归一化。饱和重塑软黏土的归一化压缩曲线可以作为评价土结构性和外加荷载对天然沉积饱和土压缩性状影响的参考基准体系。     

冲击荷载作用下饱和软粘土强度计算方法

本文首先分析了形成历史对似超固结土强度的影响，其次提出冲击荷载作用下软土不排水抗剪强度的预测公式，包括多遍冲击及部分排水条件的情形，并对试验结果进行了验证分析。     

重塑条件对红黏土力学特性影响试验研究

重塑条件是影响重塑土样相关力学特性的重要因素,为分析堤防建设的土工试验中各重塑条件对重塑土力学特性的影响,采用不固结不排水三轴试验研究了不同重塑条件(碎土方式、含水率和制样方式)对重塑红黏土力学特性的影响,并结合扫描电镜图像揭示了相关重塑条件对力学强度特性的影响机理。结果表明：在含水率较低时,影响红黏土重塑样强度的主要因素为制样方式;当含水率升高后,碎土方式成为主要的控制因素;结合微观试验进一步说明不同碎土方式得到不同级配的土粒,机械碎土方式会使得土颗粒集聚成不同数量的“粗颗粒”,改变土粒级配从而影响相关力学特性;不同制样方式导致土颗粒发生不同的有序排列,进而使得土体抗剪强度发生变化。     

排水条件下饱和土中氮肥转化与运移模拟

在室内试验的基础上，对施于水层中的氮肥（碳铵：ＮＨ４ＨＣＯ３）在饱和土中的转化与运移过程进行了数值模拟，测定了ＮＨ４＾＋－Ｎ在饱和土中转化和运移的有关参数。结果表明，土壤溶液中ＮＨ４＾＋－Ｎ的计算值与实测值的吻合程度是满意的。     

变荷载下饱和软黏土一维大应变固结解析理论

基于软黏土一维非线性大应变固结基本理论，建立了能考虑荷载变化、土层自重等因素影响的拉格朗日坐标下以超静孔压u为变量的一维大应变固结控制方程，并通过对土体压缩性和渗透性的假定获得了方程的解析解。基于此解，分析了单级等速加荷条件下软黏土一维大应变固结性状。从中可见，大应变固结过程中土体变形的发展要快于超静孔压的消散；荷载增大，超静孔压消散趋慢；加荷速率越大，土体固结越快；考虑土层自重影响时孔隙比的分布更为合理。此外，本文的解析解也可用于验证各种大应变固结数值解法的正确性。     

原状饱和软黏土单剪强度试验研究

饱和软黏土广泛分布在我国沿海地区,随着基础设施建设的发展,与饱和软黏土相关的建设项目逐渐增多。为此,通过对原状饱和软黏土进行单剪、直剪试验,分析其应力与变形的关系,与直剪试验进行对比,探讨了单剪抗剪强度与变形比的关系。结果表明,对于原状饱和软黏土:单剪试验应力-变形曲线与直剪试验类似;单剪试验抗剪强度低于直剪试验,特别是内摩擦角只有直剪试验的85%;单剪试验的剪应力取值应该是:应力-变形曲线中若剪应力出现峰值则取峰值,否则取变形比Δl/D为4%时对应的剪应力。     

循环荷载作用下珠海隧道饱和黏土软化试验研究

通过对珠海隧道正常固结饱和粉质黏土和淤泥质黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环荷载作用下土体软化情况。根据软化指数定义,得到土体软化指数曲线;分析了循环荷载过程中土体割线剪切模量发展规律;探讨动应力对土体软化的影响。结果表明:试样在每一循环次数中都存在临界屈服应变ε_p;循环次数较少时,土体刚度软化现象明显,随循环次数逐渐增加,土体刚度软化程度降低甚至不发生刚度软化;相对于加载波形为正弦波而言,半正弦波提高了土体刚度软化程度;动应力的提高增加了土体软化的程度。     

循环荷载作用下重塑饱和粉黏土的刚度弱化特性研究

以东海大桥海上风电场项目为课题背景,通过动三轴系统对重塑饱和粉质黏土开展一系列长期不排水循环加载三轴试验,分别考虑围压、动应力比和频率3种因素,特别是对高频(f5 Hz)下土体的动力弱化特性进行了研究。试验结果表明:累积塑性应变与累积孔压随着循环次数的增加而增大并且趋于稳定,呈现出应变软化和孔压软化现象。割线动变形刚度模量和割线动弹性刚度模量则随着循环次数的增加,先急剧降低然后趋于稳定,从而表现出刚度弱化现象。进一步研究了割线动弹性刚度模量与循环应变幅值的关系,割线动弹性刚度模量的衰减趋势受动应力比和频率的影响不大,与围压有关,围压越大,割线动弹性刚度模量衰减趋势越慢,衰减稳定幅值越低。     

循环荷载下重塑饱和粉黏土的动—静强度弱化规律研究

选取重塑粉质黏土作为试验土样,采用室内动静三轴试验系统研究循环荷载作用下土体的动静力学特性,动静强度的弱化规律,考虑了围压、频率、固结比、动应力比、循环次数5种因素对动静强度的影响。试验结果表明:承受循环荷载作用后土体与原土体相比总强度可能会增加也可能会降低,剪切时的孔压都会大于原土剪切时孔压。可以统一的是所有承受循环荷载作用后土体有效强度都会降低。通过对强度进行无量纲化处理,引入了动弹性应变和动弹性孔压,确定了动弹性应变与有效强度比,动弹性孔压与有效强度比关系符合指数模型,并提出来适用于衰减系数与动弹性应变,衰减系数与动弹性孔压的对数函数模型。     

应力路径对固结排水条件下饱和原状黄土

在轴向加载、径向卸载和轴向卸载、径向加载二种类型的等应力比应力路径下,对杨凌饱和原状黄土进行K0固结排水三轴剪切试验,探讨了应力路径、固结围压等对饱和原状黄土的变形及强度特性影响的规律.研究表明,应力路径类型对其变形及强度特性有明显的影响;在二种类型等应力比应力路径下,体积变形皆表现为剪缩性,且固结围压及应力路径类型相同时,体应变随应力路径的变化呈现出规律性的变化;对于同一类型的等应力比应力路径,破坏强度值因应力路径的变化而异,但不同应力路径下临界状态线是唯一的,挤伸破坏时抗剪强度要比压缩破坏时低.     

循环荷载下软黏土的各向异性边界面模型

在各向同性边界面理论框架中,通过引入各向异性张量,提出了适用于描述循环荷载作用下软黏土各向异性的边界面本构模型。本模型通过初始固结应力状态确定各向异性张量的初始值,并通过各向异性张量的旋转硬化准则反映循环荷载作用下各向异性的演化。同时,在映射准则中,将映射中心由固定改为可移动,以反映循环荷载作用下土体的滞回特性。从而将一般边界面模型扩展,使其可描述复杂应力状态下饱和软黏土的动力特性。通过与上海软黏土的室内循环三轴试验结果以及文献中相关试验结果的比较,验证了所提出的本构模型的合理性。     

填土工程土料现场压实特性研究

采用数值分析的方法，研究土料在现场压实条件下压实度随深度的变化规律，计算土层平均压实度，点位检测评价土层平均压实度的位置、土料现场压实度保证系数．通过对现场压实特性的研究，发现土层现场压实随深度变化符合二次抛物线规律，不同土料不同铺土厚度代表土层平均压实度的检测位置不同，有关规范规定的检测位置压实度与土层平均压实度有着较大差距，不能代表土层平均压实度，造成压实度评价出现较大偏差，对工程质量、安全、效益产生很大不利影响，同时不能为土体应力和压缩模量的计算及土体应力应变分析等其他科学研究提供准确计算基础数据．     

干湿循环条件下干燥应力历史对粉质黏土饱和力学特性的影响

以大连地区典型粉质黏土为研究对象,对经历不同干燥应力历史的粉质黏土试样在饱和条件下进行了固结不排水三轴剪切试验。通过对各组试样固结不排水剪切试验的应力-应变关系、孔隙水压力和有效应力路径等试验结果的对比分析,探讨了干燥应力历史对粉质黏土饱和力学特性的影响。固结不排水三轴剪切试验结果表明:干湿循环过程中粉质黏土在饱和条件下的力学特性变化与历史干燥应力有关,历史干燥应力越大,土体在饱和条件下的力学特性变化越明显。相同围压条件下,干湿循环试样的初始剪切刚度比未经历干湿循环的原始试样要高,历史干燥应力越大,初始剪切刚度增长越明显。随着历史干燥应力的增加,干湿循环试样的应力-应变曲线逐渐由应变硬化转变为应变软化,孔隙水压力的发展由先增加后减小转变为孔压持续增长,有效应力路径逐渐由"S"型转变为向左下方发展。干湿循环过程引起了土体的不可逆体积压缩和微裂隙的发展,进而影响土体的饱和力学特性。     

双向激振对饱和软黏土应力应变循环刚度软化的影响

地震荷载作用将引起土体孔隙水压力上升，从而使土体的刚度、强度发生软化现象。循环软化是地震荷载作用下土体发生破坏的主要原因。本文利用双向动三轴试验系统，通过双向激振循环荷载试验对地震荷载的作用进行了模拟。并对双向激振循环荷载作用下饱和软黏土每一次循环内刚度软化现象进行了初步的探讨。分析了循环次数、循环偏应力比、径向循环应力比、初始剪应力等因素对双向激振循环作用下软黏土刚度变化规律的影响。研究结果表明：双向激振下，当循环偏应力比小于临界循环偏应力比时，饱和软黏土存在临界屈服应变，当应变幅值小于该值时，割线剪切模量逐渐增加不发生软化现象；只有在应变幅值大于该值的情况下才发生软化。循环偏应力比的增加、径向循环应力的提高都将加快刚度软化。双向激振下，随着初始剪应力的增加，刚度有所提高。并在试验的基础上建立了双向循环荷载作用下饱和软黏土的刚度软化模型。以该软化模型作为Masing准则的放大系数对双向激振下土体的应力－应变关系进行了描述，得到了与实测较吻合的结果，同时也验证了本文软化模型的准确性。     

干燥与饱水状态下岩石剪切蠕变机理的研究

分别对巴东组的灰岩、砂岩、泥岩进行了剪切蠕变试验,得到了干燥和饱水状态下灰岩、砂岩及干燥状态下泥岩的剪切蠕变曲线。通过干燥和饱水状态下灰岩、砂岩这两种岩石蠕变试验结果的对比,探讨了含水量对岩石蠕变特性的影响;又在灰岩、砂岩、泥岩3种岩石的剪切蠕变曲线的基础上,对3种岩石的蠕变特性进行比较分析,研究其在不同的应力下瞬时剪切应变的规律及机理,以及干燥状态下不同岩性岩石的剪切应变进入稳定时间的规律及机理。根据试验验数据和理论分析得出了一系列结论,可为工程实践提供一定的参考价值和理论支持。     

不同治涝标准下区域排涝演算分析

正1工程概述黄冈市城东新区环白潭湖位于长河流域,是黄冈市区实施"东扩北进、跨河发展"总体发展战略的空间拓展首选区域。目前环白潭湖地区基本上为农村和农业用地,现状为农排区,规划为城区后,防洪治涝标准将提高。所在流域上游为丘陵区,中游为农村和农业用地,下游为黄冈市老城区、环白潭湖地区等现状及规划城区,农排区防洪治涝标准低,城区防洪治涝标准均较高。如何统筹考虑流域内不同防洪治涝标准,以及统筹区域内复杂的水利工程,进行流域防洪     

冲击荷载下饱和软黏土的孔压和变形特性

利用室内动力固结试验装置，对淤泥质饱和软黏土施加冲击荷载，分析在不同围压下施加不同的冲击能量时试样所受的冲击应力、孔隙水压力和轴向变形，发现锤重和落距的组合是影响冲击应力的主要因素。试验表明，轴向变形与冲击次数之间呈对数一双曲线关系，孔隙水压力与冲击次数之间呈单纯的双曲线关系。将室内试验结果同现场测试资料对比表明，模型能较好地模拟现场强夯法处理饱和软土地基。