波浪荷载下钙质砂孔压增长特性的试验研究

利用土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪模拟海洋波浪的加载形式，对相对密度为30％的钙质砂进行扭转和竖向加载耦合循环剪切试验，着重研究波浪荷载作用下主应力方向连续旋转及初始主应力方向角α0对饱和钙质砂孔隙水压力增长特性的影响。结果表明，主应力方向的连续旋转导致了钙质砂中孔隙水压力的增长。初始主应力方向和动应力幅值对钙质砂的孔压增长模式有显著的影响；归一化后的孔隙水压力比与广义剪应变之间的关系可以用双曲线表示。     

不同裂缝形式下沥青混凝土路面内孔压变化规律研究

为了研究车辆荷载作用下沥青混凝土路面中裂缝孔压的变化规律及其对路面质量的影响,基于Biot固结理论及裂隙渗流和流固耦合理论,利用COMSOL Mutiphysics建立沥青混凝土路面结构三维流固耦合模型。对比当车辆移动荷载经过时无裂缝、横向裂缝、纵向裂缝和交叉裂缝四种路面情况下沥青混凝土路面的孔隙水压力增长、消散规律和路面形变。数值分析结果表明:相对于横向裂缝,纵向裂缝的存在更有利于孔隙水压力的消散;横向裂缝和交叉裂缝存在时孔隙水压最大,从而加剧了路面的水损害;裂缝对路面形变无显著影响。     

饱和土二维固结试验在离心力场条件下的适用性分析

土工离心模型试验技术是各类土工物理模型试验中相似性能最好的模型试验,由于试验条件限制,通常认为其进行的都是一维单面排水固结试验,而实际工程中,地基的侧向排水会加速超静水压力的消散,对其固结沉降有较大影响.为了探索更接近于实际情况的土体固结特性,及其在二维排水条件下饱和土的离心模型固结特点,基于离心机模型箱的改造设计,对典型区域饱和土体的二维固结特性进行了离心模型试验研究及其试验结果的对比分析.结果表明,在离心力场条件下,固结系数对土体的试验结果影响较大,固结系数较小的饱和土样二维固结试验特性更接近于理论;土工离心模型试验具有饱和土二维固结特性研究的基础条件.     

砂桩加固可液化地基的振动台试验研究

饱和砂土地震液化问题是岩土地震工程中一个重要的研究课题,利用振动台在室内开展相关研究是一种行之有效的方法.利用小型振动台模型试验研究散体材料加固可液化地基,得出不同桩距下孔隙水压力的变化规律,探讨不同桩距对抗液化效果的评价.试验表明,桩距在3～3.5桩径时,孔隙水压力最小,抗液化效果最佳;而且得出浅层土比深层土更易液化的结论.建议在实际设计中桩距取3～3.5桩径,并且长短桩结合使用,既能取得良好的加固效果又能降低工程造价.     

强夯砂桩加固填海地基孔隙水压力特性试验与分析

在强夯置换砂桩加固填海地基工程中,对强夯砂桩施工过程中超孔隙水压力变化的监测是十分必要的.通过合理布置各组孔压监测点,对各组孔压的变化及超孔压力的消散周期进行了试验研究,分析了其变化规律,依据预测的累计超孔压力与埋深提出了合理的施工控制和建议,在工程应用中取得了较好的效果,为此类工程相关施工参数的确定提供了理论依据.     

双向动荷载饱和粉土孔隙水压力研究

地震引起的土体液化是导致地基失稳和上部结构受损的直接原因之一.利用美国GCTS空心圆柱扭剪仪,以天津地区海相可液化粉土为研究用土进行振动试验研究,对不同相位差的应力与孔隙水压力进行了分析,结果表明：双向动荷载不同相位差条件下动孔压增速不同,其中相位差为180°时孔压增长最快,相位差为0°和270°时孔压增长规律非常接近;土样在不同相位差双向动荷载作用下,相位差为180°时最先达到状态转换面,粉土振动最激烈、最先液化;围压、相位差对剪胀影响很小.     

主应力轴旋转下饱和砂土振动孔隙水压力发展和变化的研究

通过对连续行进的无限长简谐风浪荷载作用下海床土层中动应力特征的分析，认为在保持不变下，主应力轴旋转对土体的反复抗动，是导致饱和土孔隙水压力产生并发展的重要原因之一，并且得到了试验验证。对试验结果进一步分析表明，主应力轴旋转下，土的动强度约降低２０％左右。     

有压冻融土体孔隙水压力变化试验研究

基于室内试验,开展了周期温度边界和上覆荷载共同作用下土体内部孔隙水压力变化及变形发展规律研究.结果表明：土体内部孔隙水压力的变化同时受到温度、上覆荷载以及冻融周期等因素的综合影响.融化过程中,孔隙水压力在短时间内快速增大后消散.冻结过程中,孔隙水压力先增大后减小.孔隙水压力变化幅度随上覆荷载的增大而增大,在冻融周期为8 h温度边界条件下,上覆荷载由50 kPa增加至150 kPa,试样高度77 mm处孔隙水压力平均变化幅度由13.4 kPa增加至46.0 kPa.冻融周期越大,孔隙水压力的变化幅度越大.在周期温度边界和上覆荷载共同作用下,试样竖向变形呈现阶梯型发展趋势,且量值主要受上覆荷载影响.荷载相同时,冻融周期对试样最终竖向变形值影响较小,上覆荷载为100 kPa时,冻融周期4 h和8 h温度边界条件下试样的最终竖向变形分别为10.5 mm和11.2 mm.     

不同排水形式下混凝土路面内孔压规律研究

混凝土路面的早期水损坏一直困扰着我国的道路工程师。为了研究不同排水情况下混凝土路面的抗水损坏能力,基于Biot固结理论及裂隙渗流和流固耦合理论,利用COMSOL Mutiphysics建立混凝土路面结构三维流固耦合模型。对比当车辆移动荷载经过时压实路面(不设置排水层)、表层排水、基层排水3种排水条件下混凝土路面孔隙水压变化增长、消散规律。数值分析结果表明:路面在基层排水的条件下的孔隙水压力最小。说明设置基层排水,对于刚施工完成且未出现裂缝的路面,具有最佳的抗水损坏性能。     

上海某地铁车站室内模型试验降水沉降分析

随着城市地下空间的开发利用,深基坑工程越来越受到人们的关注,尤其是软土地区毗邻已运营地铁段的深基坑开挖更是一项高难度的工程。通过对上海地铁某站的室内降水实验,并在整理和分析了降水井水位和流量、孔隙水压力、分层沉降量、地表沉降量等各种监测数据的基础上,总结出了降水时影响沉降因素之间的关系,为之后的工程降水提供较好的设计经验和改善方案,确保了该地铁基坑工程施工的安全性和围护结构的整体稳定性。     

碎石桩加固液化砂土孔隙水压力变化

通过振动台对未加固与碎石桩加固的液化砂土的宏观表现及孔隙水压力曲线、孔压比曲线比较,得到碎石桩加固液化地基土不仅有挤密增强土体抗液化效果,而且随着排水,土体强度也在逐渐增强.说明工程实际中碎石桩加固液化土只考虑挤密过于保守.     

饱和沥青混合料的孔隙水压力解析

基于有效应力理论,推导了饱水状态下的沥青路面结构内部的孔隙水压力计算方程,并通过Matlab软件求得数值解,具体分析了孔隙水压力的变化规律以及标准胎压、混合料孔隙率和沥青材料弹性模量等材料参数变化对孔隙水压力产生的影响.     

细粒含量对饱和砂土动孔压演化特性的影响

利用GDS循环三轴仪,对不同细粒含量砂土进行了不排水动三轴液化试验,并基于Seed孔压应力模型,研究了细粒含量对液化进程中动孔压演化特性的影响。研究结果表明：细粒含量对砂土孔压发展影响较大,其影响主要体现在孔压发展模式参数θ的不同。含细粒砂土中细粒含量与孔压参数θ的关系不是呈单调的线性关系。参数θ先随着细粒含量的增加而减小,并在细粒含量为30%时达到最小值,之后随着细粒含量的增加又逐渐增加,不同的是参数θ在细粒含量超过30%后,其增加的趋势相对平缓。通过对不同细粒含量砂土动孔压演化特性试验研究,更进一步证明了临界含量的存在,试验所用的含细粒砂土,临界细粒含量在30%左右。     

饱和紧密砂土在扩孔压力下超孔隙水压力估算

本文是文献［１］研究的继续。文中给出了饱和紧密砂土内球形孔扩张压力下超孔隙水压力大小及其分布的解答，据此可分析赵孔隙水压力对该土类中静力项深或打（压）桩初期贯入阻力的影响。     

H型护岸桩沉桩产生的超孔压及水平位移计算

H型桩由于特殊的截面形式,打桩过程引起的挤土效应特征不能简单地采用管桩的挤土规律代替。因此基于湖嘉申二期工程现场试验数据,研究其沉桩引起的超孔隙水压力和土体位移规律,通过修正的圆孔扩张模型考虑H型桩在扩孔时的特殊性,推导出适合H型桩的矩形孔扩张的计算公式。用该公式对沉桩产生的超孔压及土体位移进行计算,并与其他方法进行对比。结果表明,修正后的扩孔模型在计算H型桩的超孔压和土体位移方面充分考虑到孔隙水压力沿深度线性变化的特点,结果更加接近实测数据。     

通口水电站冲沙底孔廊道压力和消能问题的试验

通口水电站是以发电为主,采用混合开发方式的综合性水利枢纽工程,坝高73.5 m。本文结合水工模型试验成果,论述了通口电站冲沙底孔的过流能力和流量系数,研究了冲沙底孔体型布置对廊道压力、消能防冲及电站尾水等的影响,提出了改善冲沙底孔廊道压力和改善消能防冲条件的工程措施,该研究成果已被设计采用。     

打桩排土孔隙水压力的估算

通过对打入桩的分析，在简化假定条件下，提出了在饱和粘性土中打桩时桩周土中的孔隙水压力估算方法，实测资料验证是可行的．     

孔隙水压力条件下混凝土破坏机理与理论探讨

为了探究饱和混凝土在孔隙水压力下的破坏机理,本文在已有的研究基础上,通过理论分析孔隙水压力和当前孔隙率对饱和混凝土微裂纹的演化及宏观力学性能的影响,确定了真实水压力作用下混凝土的I、II型裂纹应力强度因子;复合型裂纹张拉破坏和剪切破坏的主导条件。并利用“YSL-200”型微机控制多通道轴压水压联合作用岩石-混凝土流变试验系统,基于饱和混凝土封闭孔隙水压力Pf和贯通孔隙水压力Pg间的压力梯度,从细观角度解释了混凝土在水环境下的破坏机理。结果表明：孔隙率的变化和Pf、Pg间的压力梯度都是混凝土材料细观破坏的重要原因之一;孔隙水压力下混凝土材料大都呈“X”型剪切破坏;水围压的存在可以提高饱和状态下混凝土的抗压强度。