土样回弹及再压缩变形特征的试验研究

通过固结回弹试验对土体的回弹变形规律进行研究,提出回弹比率的概念,更为清晰地反映出了回弹变形随卸荷比变化的发展过程:当卸荷比小于0.4时,土样卸荷产生的回弹量不到总回弹量的10%;而当卸荷比在0.9～1.0之间时,土样卸荷产生的回弹量占到总回弹量的40%～60%。将原有的卸荷比—回弹模量分析方法中的R-Ec与R-lgEc方法相结合应用,得出土体回弹变形发展的3个阶段,为回弹变形的计算提供参考,同时通过对卸荷比—回弹模量关系曲线进行拟合分析,可得到在任一卸荷比下土体的回弹模量。试验结果表明:土体回弹率与固结压力、卸荷比密切相关,反映了土体回弹变形的基本特征;在土样的再压缩过程中,再压缩变形大于回弹变形。结合模型试验实测结果,对土样的再压缩变形进行了研究。     

地基回弹变形计算若干问题探讨#br#

《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)规定采用分层总和法计算地基回弹变形,并给出计算公式。回弹模量的选取和回弹变形计算深度的确定直接影响到计算精度,但是实际应用时很难准确得到计算需要的回弹模量和回弹变形计算深度。通过对不同地区、不同土性的土样的回弹试验结果进行分析发现：土在完全卸荷时的回弹模量Ec0与初始卸荷应力p近似呈线性关系;不同初始卸荷应力下,土的Ec/Ec0-R曲线可以采用对数曲线进行拟合。根据这些规律,提出回弹模量确定方法,按照该方法可得到同一土层不同初始卸荷应力p、不同卸荷比R对应的回弹模量Ec,并对土的回弹试验方法和数量提出建议。此方法解决了采用地基规范方法计算回弹变形时的回弹模量取值的问题。回弹变形计算深度的确定可以采用地基规范规定的应变比方法。对于基底以下土层较均匀时,提出可采用应力比的方法确定回弹变形计算深度,采用卸荷比R为0.4作为确定回弹变形计算深度的标准,提出均质土地基回弹变形计算深度系数表。通过算例证明：对于均质土地基,采用该方法确定的地基回弹变形计算深度与应变比方法得到的计算深度基本一致。     

合肥膨胀土轴向卸荷回弹变形的试验研究

为研究轴向卸荷路径下的土体回弹变形特性以及初始含水率和蒙脱石粉含量等指标的影响,以合肥膨胀土为研究对象,开展了一系列的室内一维压缩回弹试验。试验结果表明:卸荷时合肥膨胀土样的e-p曲线具有明显的先缓后陡特征;每级卸荷量越大,膨胀土产生的回弹变形量也就越大;与其他土质相比,合肥膨胀土的一维压缩回弹变形偏低;最大轴向荷载、卸荷比等指标与回弹变形指标之间具有良好的拟合函数关系;相同卸荷比条件下,试样回弹变形量随初始含水率增高而相应增大;当初始含水率较低时,试样的非饱和吸力会抑制土样的回弹变形;蒙脱石粉含量与试样的一维压缩回弹变形之间具有很好的正相关性。这表明膨胀土的胀缩性会影响到膨胀土基坑坑底土体产生的回弹变形量。     

深基坑坑底地基的回弹应力与回弹变形

某长条形地铁车站深基坑,基坑开挖深度15m,通过设置数个分层回弹磁环,测得回弹变形沿坑底深度方向的分布规律;通过固结回弹试验建立回弹模量与卸荷比关系,得到回弹模量沿坑底深度方向的分布规律;结合以上两种成果,并考虑坑底土承受侧向净土压力的伸长作用,得到回弹应力沿深度方向的分布规律:作用在坑底的反向荷载相当于挖去土的自重,因受坑底土有效自重应力的抵消作用,回弹应力沿深度方向呈线性衰减,坑底土的"残余应力"可以认为就是坑底回弹影响范围内的有效自重应力。用上述确定回弹应力的方法计算另一个新近案例的回弹变形,与实测结果比较接近。     

大型沉井终沉前底部土体回弹变形特性试验分析

为了准确描述大型沉井下沉到位前的回弹变形特征,对马鞍山长江大桥南锚沉井底部土体进行了6组压缩回弹的室内试验。借助于K_0试验仪,针对其卸载回弹再压缩的受力特征,分别对静止侧压力系数、回弹比率、回弹率、回弹模量与卸荷比R之间的关系进行回归分析,并与工程实测结果相对比。结果表明,当卸荷比大于极限卸荷比时,K_0值随卸荷比显著增大;当卸荷比大于0.8时,发生的回弹量约占总回弹变形量的60%;在相同卸荷比下,前期固结压力越大的土样,其对应的回弹率越大;随着卸荷比的增加,回弹模量则逐渐减小。对比结果显示,沉井内隔墙明显限制井底的回弹变形,沉井底部断面土体不能视作自由回弹。     

地基回弹变形计算若干问题探讨

《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)规定采用分层总和法计算地基回弹变形,并给出计算公式。回弹模量的选取和回弹变形计算深度的确定直接影响到计算精度,但是实际应用时很难准确得到计算需要的回弹模量和回弹变形计算深度。通过对不同地区、不同土性的土样的回弹试验结果进行分析发现:土在完全卸荷时的回弹模量E_(c0)与初始卸荷应力p近似呈线性关系;不同初始卸荷应力下,土的E_c/E_(c0)-R曲线可以采用对数曲线进行拟合。根据这些规律,提出回弹模量确定方法,按照该方法可得到同一土层不同初始卸荷应力p、不同卸荷比R对应的回弹模量E_c,并对土的回弹试验方法和数量提出建议。此方法解决了采用地基规范方法计算回弹变形时的回弹模量取值的问题。回弹变形计算深度的确定可以采用地基规范规定的应变比方法。对于基底以下土层较均匀时,提出可采用应力比的方法确定回弹变形计算深度,采用卸荷比R为0.4作为确定回弹变形计算深度的标准,提出均质土地基回弹变形计算深度系数表。通过算例证明:对于均质土地基,采用该方法确定的地基回弹变形计算深度与应变比方法得到的计算深度基本一致。     

土的卸荷回弹试验及其时间过程的计算方法

主要进行两方面的研究:1进行了土的回弹试验研究。用两种制备土样,进行了加卸荷循环试验研究。通过试验,研究了固结系数/回弹系数在试验过程中的变化规律。通过试验证实,固结系数与回弹系数不是一个固定的常数,是一个以加卸荷过程为周期循环重复变化的过程因子。研究比较了吸水回弹与吸气回弹对试验结果的影响,结果表明,吸水和吸气对回弹的影响不大。2研究探讨了变Cv固结/回弹计算方法,进行了两种重塑土的加卸荷循环全过程比对和两种原状土卸荷全过程比对,理论计算与试验吻合很好,证实了变Cv变形过程计算方法用于固结/回弹变形计算的科学性与合理性,证明回弹是固结的逆过程。     

土体卸荷回弹变形的试验研究

土在外力和内力平衡时,土体处于稳定状态,外力减小,土产生回弹变形.土塑性指数越高、固结压力越低,土卸荷回弹变形量越大,反之越小.土塑性指数越高、固结压力越低、土卸荷回弹达到稳定时间越长,反之越短.卸荷压力越大,回弹达到稳定时间越长,反之越短.     

不同卸荷路径下软土变形特性试验研究

本文通过不同的试验方式对软土进行了不同卸荷路径下的变形特性试验研究。一维压缩回弹试验成果表明,软土的回弹变形随着预压荷载的增大而增大,但与卸荷过程中的卸荷比无关;土样再加荷时的压缩模量小于回弹模量而大于初始压缩模量;得到回弹孔隙比、回弹模量的计算公式,从而计算基坑开挖引起的回弹变形量。三轴卸荷蠕变试验成果表明不同的卸荷路径得到不同性质的蠕变变形;卸荷变形模量随应力路径、时间、荷载的变化而变化。     

沉管隧道大开挖回弹再压缩问题试验研究

为准确计算沉管隧道大开挖引起的基础坑底回弹再压缩,对粉质黏土和粉砂两种土样开展室内试验研究。提出根据卸荷比大小分段考虑回弹模量参数取值,对再压缩模量取为定值,归一化处理后进行回弹和再压缩的变形量计算,并与已有回弹量实测值的工程实例对比分析,结果表明新方法计算结果与工程实测结果吻合较好。运用该方法分析港珠澳大桥海底沉管隧道工程,确定了隧道开挖卸荷最大影响深度为开挖深度的1.73倍,强回弹区回弹量约为总回弹量的60%,为准确控制海底沉管隧道的最终变形量提供理论依据。     

国家体育场钢结构支撑卸载分析

根据国家体育场主体钢结构安装方法———分段吊装高空组拼方法(简称散装法),以及支撑卸载点多、分布范围广等实际情况,从钢结构支撑卸载过程的支撑反力分析入手,运用有限元软件ANSYS详细对比计算分析了大跨度马鞍形空间钢结构屋面支撑的卸载顺序和卸载步骤,择优确定了分阶段整体分级同步卸载的原则和具体的卸载步骤。     

不同初始卸荷水平和水压下砂岩卸荷力学特性试验研究

深部岩石所处的不同初始卸荷水平状态及水压环境对其力学特性影响明显,基于对砂岩进行常规三轴加载试验、不同初始卸荷水平及水压条件的卸荷试验,研究了卸荷条件下砂岩的极限强度、变形特征、变形损伤以及卸荷抗剪强度。研究结果表明:初始卸荷水平n一定时,随着水压p的增加,卸荷极限强度的降低呈现先快后慢的规律,岩样更容易发生破坏,脆性特征更明显,损伤变量ω也呈增加趋势;当水压p一定时,随着n的增大,卸荷极限强度线性增大,统一围压降参数η线性降低,损伤变量ω也减少,且n从0.9到1.0的过程中,ω降低更明显。综合初始卸荷水平n和水压p的影响,对摩擦角和黏聚力进行了二元函数拟合,利用该拟合公式可以预测不同n,p条件下的黏聚力和摩擦角,具有一定工程意义。并基于对试验数据的拟合,对不同n,p作用下的砂岩Mohr–Coulomb准则表达式进行了修正。     

卸荷条件下黄土湿陷系数的计算方法及验证

自重湿陷性黄土场地桩间土在浸水作用下存在卸荷与湿陷的伴生过程,考虑卸荷作用的黄土湿陷变形还难以计算。首先探讨了卸荷湿陷与传统湿陷的差异性,分析了湿陷完成比、卸荷应力比等因素对黄土卸荷湿陷变形的影响,然后考虑各影响因素进行了卸荷湿陷试验,采用湿陷完成比、卸荷湿陷比和卸荷应力比来描述原状黄土的卸荷湿陷过程。由于逐级多次卸荷试验更符合工程实践中的连续卸荷工况,重点进行了多次卸荷试验。基于单次卸荷与多次卸荷试验结果,建立了考虑卸荷作用的湿陷系数计算方法。进一步采用卸荷湿陷系数,得到了考虑卸荷作用的自重湿陷性黄土场地桩间土自重湿陷量的计算方法,并通过室内验证试验与工程实例计算,论证了卸荷条件下黄土湿陷系数计算方法的合理性。     

钢结构支撑体系卸载技术

钢结构支撑体系的卸载是钢结构施工中的重要环节。卸载施工前应进行计算分析、确定卸载方案、确定卸载组织机构,卸载时应重视各项监测数据,做到同步卸载、变形协调、分级循环,将承重支架荷载逐步转换到结构上。通过大量施工实例,总结出机械螺旋千斤顶卸载工艺、砂箱卸载工艺、液压千斤顶卸载工艺、可供同类施工参考。     

上海地区软土旁压加卸载变形特性试验研究

软土具有强度低、压缩性高的特点,在不同应力状态、应力路径下其变形呈现明显不同的非线性特征,研究软土的原位变形特性对各类地下工程土体变形的控制具有重要意义.通过对上海地区不同深度土体进行原位旁压加卸载试验,从加载及卸载两个维度对原位土体的变形特性进行描述.通过旁压加载试验结合室内小应变三轴试验,获取了土体剪切模量G随剪应...     

Failure behavior of highly stressed rocks under quasi-static and intensive unloading conditions

Unloading failure of rocks, especially highly stressed rocks, is one of the key issues in construction of underground structures. Based on this, analytical models for rocks under quasi-static and intensive unloading conditions are established to study the failure behavior of highly stressed rocks. In case of rock failure under quasi-static unloading, the rock mass ahead of working face is regarded as an elasto-brittle material, and the stress–displacement curves are used to characterize the tensile fracture of peak-stress area. It is observed that, when intensive unloading happens, there is an elastic unloading wave (perturbation wave) propagating in the rock mass. If the initial stress exceeds the critical stress, there will be a fracture wave, following the elastic unloading wave. To study the propagation feature of fracture wave, the conservation laws of mass, momentum and energy are employed. Results show that the post-peak deformation, strength and energy dissipation are essential to the failure process of highly stressed rocks.     

国家游泳中心工程新型多面体空间刚架钢结构安装方案设想

国家游泳中心上部屋面和墙体结构为基于Weaire-Phelan多面体理论生成的空间刚架钢结构,结构形式新颖独特,国内外尚属先例。简要介绍了这一新颖多面体空间刚架的结构特点和施工难点,比较国内空间大跨结构的安装方法,提出了适合于国家游泳中心钢结构的安装方案——高空单元散装法,对这种新型的空间钢结构的安装、测量、焊接和卸荷方案进行了有益的探索。     

隧洞开挖过程初始地应力动态卸载效应研究

采用理论计算、数值模拟和工程实测资料验证相结合的方法分析了圆形隧洞钻爆开挖时开挖边界上初始应力场动态卸荷效应,并计算了其破坏范围。计算结果表明在高地应力条件下进行爆破开挖时,初始应力动态卸荷在岩体中所产生的损伤范围比准静态卸荷所产生的损伤范围要大;侧压力系数λ和极角θ是影响初始应力动态卸载应力场的两个主要因素;在一定的卸载速率条件下,侧压力系数λ越大,动态卸载效应越显著,其所产生的损伤范围也相应较大。工程实例证明了该结论的合理性。     

开挖卸荷的瞬态特性研究

  针对中、高地应力条件下的岩体爆破开挖,通过岩体开挖荷载释放过程的力学分析及卸荷持续时间的计算,提出并论证岩体开挖荷载的释放为瞬态卸荷的观点,认为在中、高地应力条件下,岩体开挖荷载的释放需要考虑荷载的瞬态特性及其动力效应。同时,对与分段微差爆破对应的分步开挖荷载、瞬态卸荷方式、开挖卸荷诱发围岩振动及节理岩体瞬态卸荷松动机制等关键问题进行讨论。最后,结合二滩和瀑布沟等高地应力地区水电站地下厂房开挖瞬态卸荷诱发围岩振动的实测资料及观察到的动力破坏现象,对所提出的观点进行例证。