土压力盒的标定

鉴于实际工程的需要,这里对土压力盒进行标定,提出了土压力盒标定的几种方法,对黄土介质中的土压力盒一一进行标定,并与厂家标定的结果进行对比。同时对比了黄土介质和砂介质的标定的结果:黄土标定曲线的K值和厂家给定的K值差别较大,而黄土介质和砂介质中对土压力盒的标定结果的K值基本上一致,最后分析了产生以上差异的原因。     

分层介质中微型土压力盒匹配误差分析

在岩土工程领域,为了研究分层介质与微型土压力盒的相互作用对量测误差的影响,结合匹配误差理论,通过微型土压力盒的室内砂土标定试验,探讨了分层介质中微型土压力盒的埋设方法及微型土压力盒下部填砂厚度对标定曲线的影响。试验结果表明:对于单膜电阻式微型土压力盒应用于分层介质中土体应力监测时,使其受压面朝向平均粒径较小的均匀介质放置时,能够有效减小量测误差。对其进行室内标定时,随着下部填砂厚度的增加,匹配误差逐渐减小,当填砂厚度不小于压力盒直径的4倍时能够有效提高室内标定精度。     

模型试验中膜式土压力盒标定及其应用

土工模型试验和现场试验中常采用膜式土压力盒作为压力测试元件,即通过测量膜的变形（挠曲）量获取压力值。膜式土压力盒作为埋入介质内部的测试元件,由于土压力盒与岩土介质的刚度差,测试中受到由差异变形导致的岩土介质土拱效应的影响,特别是模型试验的应力历史也会产生不同程度的土拱效应影响。针对桩承式路堤多陷阱门模型试验中的加卸载条件,采用相同的试验用砂在相同的相对密度条件下进行了1组加载标定和4组不同填料高度下的卸荷标定试验。结果显示,加载曲线线性较好,而卸载曲线可采用指数曲线来进行拟合。将获取的标定系数应用于桩承式路堤多陷阱门模型试验当中,发现填料填筑过程中采用砂标系数处理得到的平均土压力值与路堤自重应力较为吻合。在陷阱门下沉模拟桩间土下沉过程中,分别采用砂标加载系数和卸荷系数处理土压力数据,与实际情况能够较好的吻合。     

考虑密度影响的砂土静止土压力系数研究

静止土压力系数是支挡结构设计与分析中非常重要的参数,其值决定了作用于结构上初始水平土压力的大小。以福建标准砂为研究对象,开展均质砂土地基离心模型试验,研究砂土静止土压力系数随初始相对密度的变化规律;进行砂土在不同初始相对密度下的三轴固结排水试验,获得砂土峰值强度随初始相对密度的变化规律;综合离心模型试验和三轴试验结果提出可反应砂土静止土压力系数-峰值摩擦角关系的"南水公式",即K_0=sinφ'-0.16。为了验证南水公式的正确性,提出可描述砂土细观受力特征的颗粒微结构概化模型,通过推导得到砂土静止土压力系数与其微结构颗粒接触角及摩擦偏移角之间的关系,初步探讨初始相对密度对砂土内部传力机制的影响,指出随着砂土相对密度的增加颗粒微结构存在由高阶环状单元结构向低阶稳定单元结构转化的可能,而低阶稳定单元结构的双重支撑作用将促进颗粒竖向应力向侧向的传递。研究成果对完善砂土土压力理论具有一定的参考价值。     

不同埋设状态下土压力盒砂标试验研究

通过对单膜电阻应变式土压力盒的室内砂标试验,分析土压力盒的埋设状态对其砂标结果的影响。不同埋设倾角和埋深压力盒的砂标结果显示：土压力盒在倾斜埋设时的砂标线比正向、侧向和反向埋设的线性差;其埋置越深砂标线的线性也越差;土压力盒侧向埋设时的标定的直线方程与厂家提供的误差较大;并随着埋深的增加直线方程的误差逐渐增大。     

标贯N值的归一化及与相对密度的关系

本文在介绍标贯Ｎ值归一化研究结果的基础上，对国内外研究结果进行分析后，提出了用归一化标贯Ｎ值估算正常固结砂性土相对密度的方法，可供实际应用及继续研究时参考。     

微型土压力盒的标定及修正

微型土压力盒的载荷系数K值与工作介质有很大关系,为研究其在不同介质中的工作特性,室内试验研究了散体材料、粉体材料和相似材料在砝码加载情况下的载荷系数.分析了厂家给定值和标定值的差异及产生原因,指出砂标K值偏差比厂家给定值小50%左右,试验时需要对给定值进行修正;粉体和相似材料的标定值与给定值相差不大,可以直接采用厂家所给数据.     

薄膜压力传感器在土工试验中的适用性初探

薄膜压力传感器因其厚度小、柔软、测压单元面积小等特点,可准确测量土体应力及土颗粒间作用力,因而在土工试验中有着广阔的应用前景。初步探究了薄膜压力传感器在静力和动力土工试验中的适用性。首先,提供了结合3D打印技术,将薄膜压力传感器安装于土体内部设定位置上测量相应土体应力及颗粒间作用力的方法。其次,提出了测量静力时直接建立初始DO值与施加压强值间函数关系的标定方法,并建议选用拟合优度判定系数(R~2)判定测压单元表现的优劣。最后,结合模型桩试验,验证了在动力试验中通过薄膜压力传感器、利用初始DO值可大体了解土体应力在动力荷载下的变化趋势。     

玻璃砂透明土与标准砂土强度特性对比三轴试验

制备了不同级配的玻璃砂透明土,对其进行了三轴固结不排水剪切试验和直接剪切试验,并与同等条件下的标准砂土试验结果进行了对比分析.结果表明：玻璃砂透明土的抗剪强度随相对密度的增大而增大;标准级配玻璃砂透明土的抗剪强度比05~10mm粒径玻璃砂透明土大;相同级配下,玻璃砂透明土与标准砂土的抗剪强度相近,可用玻璃砂透明土模拟天然砂土.     

砂性土湿化变形试验研究

结合某工程实际,通过对不同相对密度的砂土样的湿化变形试验,分析了不同相对密度砂性土的湿化变形规律,总结出砂性土在浸水后的变形模量及邓肯参数的变化规律。     

基于颗粒流椭球体理论的隧道极限松动区与松动土压力

砂土地层中隧道所受土压力与土拱效应及松动区的发展密切相关,而砂土地层拱效应大小又与砂土颗粒流动规律相关。基于颗粒流椭球体理论,提出了砂土中隧道松动区的计算方法,并对Terzaghi松动土压力计算公式进行了改进。研究表明：与Terzaghi土柱理论假定的直立滑动面不同,基于颗粒流的砂土隧道松动区为细长的椭圆或该椭圆的一部分,且其形状及大小随偏心率、松动系数而变化,即随砂土颗粒形状、级配、密实度等地层特性而变化;松动区竖直滑移面上的侧压系数是小于Terzaghi的建议值。最后,通过与相关文献的离心模型试验结果进行了对比分析,验证了该方法的合理性,该成果可用于砂性地层中深埋地下管道和隧道的垂直土压力的计算。     

砂卵石地层土压力平衡盾构施工开挖面稳定及邻近建筑物影响模型试验研究

盾构技术在砂卵石地层中应用越来越多,砂卵石地层具有很强的不确定性特征,盾构施工的关键问题之一是保持开挖面稳定性及减小地面沉降。利用土压平衡盾构模型,研究北京砂卵石地层中不同埋深时邻近建筑物影响下的开挖面稳定性及地表沉降规律。试验中,分析柔性基础邻近建筑物及埋深对开挖面极限支护力和地表沉降的影响,揭示开挖面稳定性、土拱效应与极限支护力及地表沉降的关系。在邻近建筑物影响下,砂卵石地层中的支护压力呈非对称分布,且砂卵石地层中盾构推进引起的沉降值大于基于Peck公式的计算值,研究成果对砂卵石地层中盾构施工有重要的指导意义。     

地震作用下的地下结构侧面动土压力分析研究

利用弹性有限元模型有效地分析了在地震作用下的地下结构侧面动土压力的影响因素。本文重点研究了墙体和土体的相对弯曲刚度,对于动土压力等效作用力的大小,以及位置的影响。结果表明墙体对上述的影响大于土体的影响。这一结果为修正地下结构的相对弯矩刚度公式和今后简化动土压力的公式提供了参考。之后研究四种特殊情况发现,刚性结构和硬土的动土压力最大;刚性结构和软土的动土压力最小。     

有限宽度土体被动土压力及滑裂面试验研究

采用无黏性砂开展平动模式(T模式)、绕墙底转动模式(RB模式)、绕墙顶转动模式(RT模式)下有限宽度土体模型试验,利用微型土压力计测试了移动挡墙上的土压力,利用数字图像相关法分析土体变形图像得到了剪切应变(滑裂面)、水平和竖向位移等变形特征。结果表明:(1)T模式下,有限宽度土体滑裂面经过移动挡墙墙踵、固定挡墙墙顶,被动土压力值大于库仑被动土压力,位于挡墙下部H/3范围的土压力受B/H影响较大;(2)RB模式下,滑裂面呈现为以挡土墙顶为中心的多道弧线,弧线半径为H/3~H,被动土压力为“鼓”形分布,当B/H≤1.0时,受固定挡墙影响,滑裂面半径缩小;(3)RT模式下,滑裂面线型特征与T模式相似,被动土压力较大值位于挡墙下部,当B/H减少时,挡墙下部土压力值增大,土体滑裂面范围缩小;(4)不同被动变位模式下,土体位移均可形成大小不同的水平土拱、竖向土拱,土拱形状和大小与变位模式、B/H均密切相关,两土拱的外边缘与滑裂面曲线基本一致。     

土压平衡盾构穿越富水砂层施工技术探讨

结合土压平衡盾构机穿越长345m富水砂层段工程实例,基于朗金土压力理论对配置了双螺旋出土输送器的盾构机在渗透系数较高的富水砂层中实现土压平衡模式掘进的性能进行了分析计算。结果表明:在正常状态下设备对富水砂层的适应性良好,然而一旦发生地下水大量渗入,仍有水土突涌的可能,需要采取相应的工程措施,来降低水土突涌的风险。通过室内试验进行了淤泥质砂层的碴土改良技术研究,结果表明气泡剂效果最优,高分子聚合物在喷涌事故发生时应急使用效果较好,现场监测结果表明碴土改良效果良好。最后探讨了气刨剂的掺入量与掘进机工作参数的关系。     

考虑渣土特征的盾构施工力学动态耦合仿真研究

土压平衡盾构渣土作为开挖面支护力与土仓压力之间的传递介质,其力学性能直接影响到土仓压力的控制、开挖面支护力大小和地层变形等。通过编制离散元和有限差分耦合程序,模拟了土压平衡盾构机动态掘进过程,分析了渣土改良对土仓压力传递性和开挖面地层响应的影响。研究结果表明:盾构掘进过程中土仓压力会出现一定的波动幅度,越靠近刀盘,压力的波动幅度越大。刀盘转动角度对土仓压力有一定的影响。刀盘面板转至监测点水平线上时土压力较大,刀盘开口转至监测点水平线上时土压力较小。渣土改良能增大土仓压力传递系数,降低土仓压力的离散性。压力传递系数不是一个稳定值,而是一个受刀盘转动角度影响的变化值。     

#br# 考虑填土各向异性的主动土压力计算#br#

根据已有试验结果分析了土的强度各向异性,得到土的内摩擦角随大主应力方向与沉积面夹角的变化关系。然后在各向同性主动土压力解的基础上,假定内摩擦角随主应力方向的变化为抛物线,考虑两滑面（墙背和填土内滑移面）处由于主应力旋转引起的强度变化,推导考虑填土各向异性的主动土压力公式,最后分析了主动土压力对内、外摩擦角以及各向异性参数的敏感性,并与各向同性结果进行比较。研究表明：各向异性填土下的土压力分布与各向同性的分布类似,但随着各向异性参数的增大,主动土压力系数和作用点高度都近似线性减小;假设填土各向同性的土压力计算方法低估了土压力的大小和作用点高度,不利于挡土结构的安全性和稳定性。     

浙江杭州地铁砂质地层深基坑土压力分析研究

按照考虑变形的深基坑土压力理论,土压力分布规律符合传统极限土压力理论,趋近于朗肯主动极限土压力,不可能趋近于零。通过对杭州地铁砂质地层深基坑土压力的实测数据发现,基坑某一深度范围的实测土压力结果趋近于零。分析研究认为由于基坑采取坑外降水措施后粉砂土体具有一定自稳性,当基坑变形较大时围护结构和土体发生一定范围的脱空,导致实测土压力趋近于零。     

土体应力状态下主动土压力分布研究

土压力问题一直是支挡结构设计的重要依据之一,经典土压力理论的假设条件会对实际工程的设计造成误差。在经典理论的基础上,分析了墙后土体的应力状态,推导了考虑墙背摩擦情况的侧土压力系数和土压力应力分布计算表达式,通过与Tsagareli砂性土模型试验实测土压力分布对比,说明了本文方法的合理性,并结合算例分别计算了平面破裂面假定和圆弧破裂面假定情况下土压力及其分布。计算结果表明,取库伦搜索真实破裂面的平面假定时,侧土压力系数为常数,土压力与库伦理论结果一致,为线性分布。取最危险圆弧滑动面的曲面假定时,侧土压力系数呈先增大后减小的变化特点,土压力为非线性分布。