南京粉质黏土与粉砂互层土及粉细砂的振动孔压发展规律研究

南京粉质黏土与粉砂互层土为粉质黏土与粉细砂交互沉积,呈现"千层饼"状外貌;南京粉细砂是一种以片状颗粒成分为主的粉细砂,与通常的圆形颗粒石英砂有一定区别,片状颗粒成分使得南京粉细砂具有各向异性的性质。利用南京工业大学岩土工程研究所自行研制的DSZ-1型动三轴仪对南京粉质黏土与粉砂互层土及粉细砂进行对比试验,对其试验成果进行分析,从中发现:在均压固结条件下,由于粉质黏土与粉砂互层土独特的结构性,其振动孔压发展模式与粉细砂的不同,可以用双曲线进行拟合,而粉细砂的振动孔压发展模式与Seed提出的砂土的振动孔压发展模式相同,可以用反正弦三角函数拟合;在偏压固结条件下,两者的振动孔压发展模式相同,均可以用双曲线进行拟合。此外,无论是均压固结还是偏压固结条件,对于粉质黏土与粉砂互层土,当以轴向双幅应变5%作为液化标准时,其发生液化的振动孔压均达不到围压值。     

循环荷载下滨海风积砂孔压发展规律试验研究

利用GDS动三轴试验系统,在不同的基准应变下对福建漳浦滨海风积砂施加不同幅值的等幅循环应变荷载,分析了滨海风积砂在循环应变作用下的孔压发展规律。试验结果表明:滨海风积砂的孔压在初始段迅速增长,之后循环应变幅值不同,孔压有不同的动力响应。小幅值作用下,过渡段大致为“S”发展趋势,后期试样结构崩溃,孔压值迅速达到围压值。密实砂抗液化能力随着基准应变的增大和循环应变幅值的减小而增大,但是中密砂受基准应变的影响很小。根据实验数据建立孔压增长对数模型,模拟结果与试验结果一致性较好。     

黄河口粉土液化过程的现场振动试验研究

采用不同重量的重锤自不同高度处自由落体捶击荷载板,研究不同能量大小的循环荷载对黄河水下三角洲土体的动力响应过程。在土体内埋设检波器探头和孔压探头,用以监测荷载能量在土体内的吸收传播和引起的孔压变化,同时在每轮振动前后分别测量土体的强度变化。通过研究发现,80%的振动能量在0.6m土体深度内吸收,能量的衰减量沿深度可用对数曲线表示;振动能量越大,土体产生的超孔压越大,且超孔压所在的深度也越大;根据孔压随振次的变化关系,将现场振动过程中的孔压变化分为四个阶段,即初始阶段、增长阶段、稳定阶段和衰减阶段。最后,讨论振动荷载引起的土体强度变化以及土体液化与振动能量的关系,提出土体临界液化功率的概念,并给出若干深度的范围值。     

浅议饱和砂(粉)土的液化判别方法

砂(粉)土液化是地震中经常发生的主要震害之一,砂(粉)土液化受到多种因素的影响,关于液化的判别方法,国内外有很多种,每种方法都有一定的适用范围。通过实际工程中的标准贯入试验、静力触探试验、剪切波速试验综合进行液化判别,以准确判断砂(粉)土是否液化。     

初始剪应力对饱和粉土液化特性影响试验研究

为探寻饱和粉土的液化特性,利用GDS空心圆柱仪进行了一系列循环扭剪试验。在初始剪应力τs和循环剪应力τcy共同作用下,试样的最小剪应力τmin=τs-τcy存在3种类型:τmin0,τmin=0和τmin0。试验结果表明:当τmin≤0时,试样的孔压可以达到有效围压,其破坏模式为循环液化;当τmin0时,试样的孔压始终达不到有效围压,其破坏模式为过大的累计应变。饱和粉土的循环强度随着初始剪应力τs与初始有效平均主应力0p′之比值SSR(初始剪应力比)的增加呈现出先减小后增大变化趋势,且SSR=0.1~0.15时的循环强度最低。当SSR≤0.1时,孔压比的发展模式随着循环剪应力比的增加由"快—平稳—急剧"的增长模式向"快—平稳"的增长模式转变;当SSR0.1时,孔压比的发展呈现"快—平稳"的增长模式。     

机制砂在高频振动下风力除粉的机理及试验研究

机制砂不同于天然河砂,在机械破碎过程中会产生大量石粉,科学地控制石粉含量是保证机制砂混凝土质量的关键。在对干法机制砂除粉工艺研究和试验的基础上,提出了一种首先通过高频振动对机制砂进行粉团分散、粉砂分离、粗细分级的预处理,然后通过风力除去所含石粉的除粉方法;借助离散元分析及流体动力学仿真软件,对高频振动与普通振动进行比较,研究团聚性石粉及黏附性石粉颗粒间黏结键断裂的机理,验证了机制砂经高频振动筛分后除粉效率得到较大提高的论述;对于传统除粉技术,高频振动筛分与风选相结合的除粉工艺,具有较大的优势和发展前景。     

双向耦合剪切条件下饱和松砂的液化特性试验研究

为了模拟海床及海洋建筑物遭受波浪荷载时所引起的循环应力,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向–扭转双向耦合循环剪切试验。加载路径在σd/2-τ应力空间内为椭圆。试验在保证椭圆面积不变的情况下,分别变化竖向和扭转向的荷载分量幅值,以此来探讨双向耦合剪切试验中各个分量的变化对饱和松砂的循环强度特性的影响。试验结果表明砂土在双向耦合荷载作用下,其液化强度与加载椭圆路径的面积和两个荷载分量比值密切相关。当轴向应力与剪应力幅值的比值保持不变时,砂土液化强度随着椭圆面积的增大而降低。而在椭圆面积保持不变时,当竖向与扭转向荷载分量的比值小于某一临界值0.6～0.75时,砂土液化强度随着比值的增加而增大,当竖向与扭转向荷载分量的比值大于某一临界值0.6～0.75时,砂土的液化强度随着比值的增加而减小,在临界值0.6～0.75之间表现出最高的强度。另外,在一个周期内孔隙水压力的循环变化与轴向应力相位一致,与循环剪应力相位相差90。     

桩竖向振动引起的饱和土体孔压积累效应分析

 采用一种非耦合分析方法模拟桩竖向振动过程中桩周产生孔压积累现象。首先基于比奥饱和多孔介质理论,考虑桩土间的非完全黏结条件,得到饱和土中弹性支承桩竖向耦合振动稳态孔压振动的解析解,通过卷积方法和数值积分逆变换得到任意次正弦激励作用下的瞬时孔压振荡半解析解。然后利用土动三轴试验得到饱和粉质黏土的残余孔压积累经验公式,以桩侧土剪应变和振次为参数建立桩周残余应变和瞬时孔压时域响应之间的联系,实现桩竖向振动作用下桩周土中孔压积累的模拟。数值计算结果表明,桩土非完全黏结条件下稳态孔压分布和桩周孔压积累均小于完全黏结情况,且受桩土接触刚度和桩底支承刚度的影响显著,此外桩周稳态孔压分布与渗透系数密切相关。     

微生物加固钙质砂动孔压模型研究

在地震、波浪等动力荷载作用下钙质砂地基易发生砂土液化造成结构破坏,微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP)可以大规模处理钙质砂地基,提高其抗液化能力.本文采用循环三轴试验研究微生物加固钙质砂的动孔压发展特性,探讨有效围压、动应力比、相对密实度以及加固程度对微生物加固钙质砂动孔压发展的影响.研究表明,微生物加固钙质砂的孔压发...     

饱和粉砂土液化和应变特性试验研究

对取自齐泰高速公路路基的粉砂土,在实验室内按照不同的干密度进行了重塑,完成了三组不同干密度的振动三轴液化试验。分析了饱和粉砂土的抗液化强度和液化过程以及应变发展规律,根据动三轴试验结果,通过曲线拟合方法建议了粉砂土振动液化过程中的永久应变势模型,给出了不同干密度下土样的回归曲线。     

冲击载荷下饱和砂土中超孔隙水压力的建立与消散过程

对落锤冲击造成饱和砂土中的冲击压力进行了测量。通过测量得到了冲击时饱和砂土中超孔隙水压力的建立和消散过程。分析了多次冲击对超孔隙水压力建立的影响。得到了一次冲击就能使饱和砂土达到完全液化的冲击强度临界值．     

强夯荷载作用下饱和土层孔隙水压力简化计算方法

分析了饱和土层在强夯冲击荷载作用下的内部动应力和孔隙水压力的分布特点。建立了相应的渗透固结方程，并给出其一般解析解．将强夯脉冲荷载看作是一个加荷-卸荷过程。将其离散为若干等辐均布荷载。进而给出一个简化的求解方法。讨论了固结系数，卸荷固结比等土性参数对强夯冲击荷载作用下孔隙水压力增长、消散的影响，分析了透水性质不同的土类孔隙水压力变化的一些特征。为强夯荷载作用瞬间饱和土层的固结变形计算提供了前提条件．     

动三轴试验中饱和软黏土的孔压特性及其对有效应力路径的影响

 变围压动三轴试验能够同时施加循环变化的偏应力与循环变化的围压,可以模拟地震荷载下动剪应力与动正应力的耦合。通过GDS双向动三轴设备进行一系列饱和软黏土的变围压动三轴试验,系统研究循环偏应力和循环围压耦合对饱和软黏土孔压特性的影响。试验结果表明：在单纯循环围压条件下,饱和软黏土会产生相应的正的瞬时动孔压,但是并没有产生明显的负的瞬时动孔压;在循环偏应力与循环围压耦合情况下,饱和软黏土的孔压时程曲线表现出与常规动三轴试验不同的特性,即动孔压的振幅更大,并且最大动孔压和最小动孔压表现出不同的发展规律：最大动孔压持续增长,而最小动孔压在加载一定周数后趋于稳定。此外,对残余孔压的定义进行量化,并对循环偏应力和循环围压耦合对有效应力路径的影响进行研究。     

动力排水固结中孔隙水压力增长和消散规律

 基于现场实测, 对动力排水固结法处理饱和软粘土地基过程中的孔隙水压力变化特性进行了分析研究, 发现孔隙水压力增长与消散具有独特的规律, 所得结论为动力排水固结法的工程设计和理论研究提供了依据。     

高孔隙水压力对岩石蠕变特性的影响

设计3种加载方式,其中一种施加高孔隙水压力,分别进行分级加载蠕变试验,用于研究分析高孔隙水压对岩石蠕变特性的影响。首先,利用大理石加工的标准圆柱试件,按3种加载方式分别进行蠕变试验,得到轴向、横向的蠕变变形过程曲线,以及岩石破坏时的破坏形态;然后,对3种加载方式下的岩石轴向应变、横向应变、剪应变、体积应变以及破坏形态等进行比较分析;最后,在比较分析的基础上,总结高孔隙水压力对于岩石蠕变及破坏的影响。研究表明:孔隙水压力作用明显,但不是完全作用,即孔隙水压力作用系数接近于1;在高孔隙水压力作用下,岩石的强度大大降低,承载时间大大缩短,破坏时的应变也降低;虽然3种加载情况都是以剪切破坏为主,但在有高孔隙水压力作用下,岩石的破坏更具有突然性;可能不存在一个统一的等效应变阈值,使在不同的加载情况下,应变超过该阈值后即产生加速蠕变破坏;在加速破坏前,除瞬时加载产生的体积应变外,在蠕变过程中,岩石体积应变几乎不变。该成果对于进一步研究考虑孔隙水压力影响的非线性蠕变模型具有指导意义,也可对高孔隙水压力作用下的岩石结构工程处理措施提供指导。     

基坑开挖整体稳定性分析的孔隙水压力计算

探讨了有支护基坑整体稳定性分析中的孔隙水压力计算问题，着重讨论了稳定渗流引起的孔隙水压力计算与传统有自由渗流面的边坡稳定计算的不同之处，指出某些情况下进行基坑整体稳定分析之前应先进行流网分析。     

饱和软土中沉桩引起的超孔隙水压力分析

结合天津某工程桩沉桩过程中的实测孔隙水压力分布资料,探讨了单桩桩周土体中产生的超孔隙水压力大小、分布规律及影响范围,得到桩周土中超孔隙水压力的分布随距离呈对数型衰减,影响范围约为13倍桩径。对实侧推导值和理论值进行了比较,分析结果表明:在靠近桩身处,理论值要大于实测推导值,但是随着深度的加大,两值逐渐接近。     

城市固体废弃物中孔隙水压力的试验研究

通过对室内配制的4组不同配比的城市固体废弃物(MSW)进行的三轴固结排水试验,得出孔隙水压力与时间、轴向应变的关系曲线。试验结果表明:城市固体废弃物中也存在孔隙水,但与土中的孔隙水有很大的不同。城市固体废弃物中的孔隙水压力分布很复杂,存在于孔隙中、不透水材料之上、有机质中,且沿深度方向并不呈线性分布,也不是连续的。因此土力学中的有效应力原理不适用于城市固体废弃物。建议不考虑城市固体废弃物中的固结,而将沉降分为压缩和生化降解两部分。     

变幅波浪荷载下饱和南京细砂残余孔隙水压力特性

 利用空心圆柱扭剪仪,针对相对密度Dr = 50%的饱和南京细砂,进行三向非均等固结状态下的竖向–扭转耦合加载试验,并通过分级加载较为真实地模拟变幅波浪荷载的作用。分别考察初始主应力方向角、初始偏应力比、初始中主应力参数对残余孔隙水压力与累积损失能量关系的影响,结果表明：在相同累积损失能量下,残余孔隙水压力随着初始主应力方向角及初始偏应力比的增大而减小;随着初始中主应力参数的增大而增大。并初步建立残余孔隙水压力与归一化累积损失能量之间的经验公式。     

动力排水固结法处理软土地基孔压和变形问题研究

通过动力排水固结法处理饱和软粘土地基现场试验测试数据。寻求动荷载作用下饱和软粘土的孔压和变形的发展规律。发现同一深度土体超静孔隙水压力的消散与变形具有一致性关系。对动力排水固结法加固淤泥类软土地基的作用机理研究和工程实践具有指导意义。