循环荷载作用下双层地基的一维固结

本文对循环荷载作用下双层地基一维团结作了研究．基于Ｔｅｒｚａｇｈｉ假设，利用Ｌａｐｌａｃｅ变换推导了任意荷载作用下一维固结方程的通解，并对特例情况下几种常见循环荷载下地基有效应力和沉降的解析算式作了详细推导，经典Ｔｅｒｚａｇｈｉ一维固结理论解是本文的一个特例．文中给出了算例分析并对所得解答作了有益的讨论，提出了进一步研究的内容．     

地铁荷载作用下隧道土体变形的数值模拟

天津市区地铁隧道一般埋设于第一海相软土层中,目前针对这一海相软土层在地铁荷载下隧道周围土体变形的研究较少.本文利用ABAQUS有限元软件,模拟地铁运行荷载,对比分析隧道周围土体在竖向和水平方向上距隧道不同距离处土体的变形,结果表明:土体变形较大的区域主要集中在以隧道轴线为中心的10,m范围内,工程建设时对此区域土体要重点关注;而在30,m以外区域土体变形较小.分析结果为以后在现有地铁隧道沿线建设地下构筑物时提供了有价值的参考.     

循环荷载作用下超固结软黏土变形特性试验研究

利用GDS振动三轴仪对温州饱和软黏土在不同超固结比下进行了循环加载试验,研究了超固结比对温州饱和软黏土应变发展规律、应力-应变滞回曲线特征、累积应变预测方程等的影响.试验结果表明:在相同循环应力比下,超固结软黏土的应变随超固结比的增大而减小,且随超固结比的增大,使软黏土破坏所需的循环应力比呈现出减小的趋势.由于超固结土先期承受了较大的固结压力,随着超固结比的增大,软黏土的应力-应变关系逐渐由粘弹性转变为近似弹性特征.基于不同超固结比下的试验结果建立了累积应变预测方程,阐述了方程中各参数的物理意义及确定方法.     

周期性荷载作用下盐岩储气库长期变形特性研究

为了研究周期性荷载作用下盐岩储气库的长期变形特性,采用FLAC3D数值计算方法,模拟了5 a后湖北云应地区盐矿ZK1099盐腔在周期性注采压力(最大值13 MPa,最小值7 MPa)下的运行情况.模拟结果表明,储气库利用率不仅降低,而且在周期性荷载作用下盐岩围岩不断劣化,主要表现在塑性区不断加深且有可能出现接触面滑移.结果可为该盐腔的安全、稳定运行提供依据并可为同类型盐腔设计提供参考.     

循环荷载下各向异性软黏土应变-软化模型

通过对杭州饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验,对循环荷载作用下各向异性固结软黏土的软化特性及残余应变发展规律进行了研究.试验结果表明,随着循环次数的增加和循环应力比的提高,软化指数逐渐减小;对于各向同性固结软黏土,软化指数与循环次数的对数表现为曲线关系,对于各向异性固结软黏土,两者表现为直线关系;对于各向同性固结土体,在循环初期,残余应变为负应变,随着循环次数的增加,负应变逐渐增大,当循环次数达到一定时,负应变开始逐渐向正应变发展;对于各向异性固结土体,随着循环次数的增加,残余应变均表现为正应变.在试验的基础上建立了各向异性固结软黏土循环残余应变 软化模型,该模型反映了软黏土循环软化特性及残余应变变化规律.结合该残余应变 软化模型对Iwan模型进行了修正,修正后的模型可以较好的描述各向异性固结软黏土的动应力应变关系.     

地下水位波动对地基土变形特性的影响

地下水位波动直接影响土层有效应力与孔隙水压力的相互转化.水位上升,孔隙水压力增大,有效应力减小,对地基土工程性质影响较大.结合工程实践,通过对比天然状态及饱和状态下固结试验成果,评价地下水位波动对变形参数的影响程度.结果表明,地下水位波动对黏性土变形参数影响较为明显,对粗粒土影响较小,同时对不同基础形式下水位上升产生的附加沉降变形进行了计算分析.结果可为地下水位波动区工程建设中地基处理参数的选取提供参考.     

不同应力路径下超固结软黏土的永久变形特性

为了真实模拟软土路基在长期交通循环荷载作用下的沉降特性,通过部分排水条件下、不同应力路径下的正常固结及超固结温州饱和软黏土的循环三轴加载试验,对循环偏应力和循环围压耦合作用下饱和软黏土的永久轴向应变特性进行了研究,重点分析了超固结比及循环围压对饱和软黏土永久轴向应变的影响.研究结果表明:部分排水条件下,超固结土体相较于...     

变荷载下成层地基一维非线性固结分析

首次将e—log10σ′和e—log10kv关系引入了成层地基一维非线性固结问题的研究之中，建立了能综合考虑荷载、土的成层性和自重等因素影响的固结控制方程，基于半解析法，采用Fortran语言编制了相应的计算程序NAODCLS，并利用该程序分析了变荷载下成层地基一维非线性固结的性状，结果表明，在成层地基非线性固结过程中，超孔压消散速率和沉降发展速率是不一致的；与将土层自重应力取为常值的作法相比，当考虑自重应力沿深度实际分布时，地基固结加快，而沉降量则增大。     

地铁循环荷载作用下上海软土路基的长期沉降计算

采用数值模拟与经验方法相结合,计算地铁循环荷载作用下轨道地基的长期沉降.以人工数定激励力法模拟列车荷载,以FLAC3D软件建立隧道以及周围土体的数值模型,计算第1次加载后模型的变形和应力.分别结合3种不同的经验算法,以分层总和法计算轨道地基的长期沉降,结果表明:3种算法计算得到的长期沉降和年沉降量分布规律相似,均随深度的增大而增大;算法2所得的平均沉降的计算值结果偏大,算法3偏小.     

中等压缩性土短桩网复合地基变形现场测试特性

为优化高速铁路中等压缩性土地基处理方案,依托赣龙高速铁路试验段,采用现场试验及理论分析方法,研究了短桩网复合地基的变形特性,并与天然地基进行对比。结果表明：复合地基加固区沉降占总沉降的62%~75%;地基侧向位移主要发生在预压土堆载期,20 m深度范围是主要的侧向位移层,在相似条件下,复合地基与天然地基沉降主要发生的时间、主要的沉降土层厚度及路基横断面沉降差异较大。结果显示了短桩网复合地基可有效控制中等压缩性土地基变形。     

软土地基加固效果的Lyapunov指数判别法

以混沌理论为基础,通过对天然软土地基、碎石桩复合地基、半刚性碎石桩复合地基的Lya punov指数的计算,发现它们的Lyapunov指数均大于0,证明了软土地基变形具有混沌性.通过对软土地基加固前后的Lyapunov指数和变形不动点的比较,半刚性碎石桩复合地基的Lyapunov指数小于天然地基的Lyapunov指数,天然地基没有变形不动点,而半刚性碎石桩复合地基存在变形不动点,证明了采用半刚性碎石桩复合地基,软土地基的混沌性得到了明显的控制,它是控制软土地基变形混沌性的有效手段.     

Deformation characteristics of surrounding rock of broken and soft rock roadway

A similar material model and a numerical simulation were constructed and are described herein. The deformation and failure of surrounding rock of broken and soft roadway are studied by using these models. The deformation of the roof and floor, the relative deformation of the two sides and the deformation of the deep surrounding rock are predicted using the model. Measurements in a working mine are compared to the results of the models. The results show that the surrounding rock shows clear rheological features under high stress conditions. Deformation is unequally distributed across the whole section. The surrounding rock exhibited three deformation stages: displacement caused by stress concentration, rheological displacement after the digging effects had stabilized and displacement caused by supporting pressure of the roadway. Floor heave was serious, accounting for 65% of the total deformation of the roof and floor. Floor heave is the main reason for failure of the surrounding rock. The reasons for deformation of the surrounding rock are discussed based on the similar material and numerical simulations.     

间歇性循环荷载作用下细粒土的变形特性

铁路路基承受的列车动荷载作用由列车通过时产生的周期性振动和无列车通过时的加载间歇组成, 针对此工程背景,开展不同围压、水的质量分数、动应力条件下的连续加载与加载-停振的动三轴试验,研究间歇性循环荷载作用下细粒土的超孔隙水压力、弹性应变、回弹模量和累积塑性应变的变化规律. 试验结果表明,加载间歇对路基变形特性有显著影响. 由于加载间歇阶段试样卸载以及排水作用,试样在加载阶段积累的超孔隙水压力在间歇阶段消散,土体内部颗粒及结构得到调整,试样抵抗后续荷载的能力得到提高. 此外,加载间歇显著减缓了后续加载阶段的塑性应变发展,降低了试样的累积塑性应变. 加载间歇对提高试样回弹模量、降低弹性应变的效果有限. 加载-停振的间歇加载方式可以更准确地模拟实际列车荷载作用,进而获得更具实际意义的试验结果.     

软土浅基础地基承载力的计算及应用

浅基础地基承载力的计算理论及方法很多，而要在工程实践中准确地反映现场承载力大小，又受到多种条件的限制．笔者结合工程实例，初步探讨了软土地质条件下浅基础地基承载力的计算及其应用，对于软土基础工程施工有一定的借鉴意义．     

循环加卸载下纤维增强泡沫轻质土变形特性

为了研究聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的损伤变形特性,选用UNSAT非饱和土三轴仪开展50 kPa围压作用下的循环加卸载试验. 以泊松比、弹性模量提高率及弹塑性变形趋势为参数,分析不同纤维质量分数条件下聚丙烯纤维增强泡沫轻质土的力学特性和变形规律. 研究结果表明：当纤维质量分数达到0.50%~1.00%时,初次弹性模量提高率为56.88%~69.43%,纤维对泡沫轻质土内部初始缺陷的改善作用最佳;纤维增强泡沫轻质土试样的弹性模量提高率随着循环次数的增加呈先增大后减小的趋势,泊松比随着循环次数的增加而增大,在经历最初的2、3次循环荷载作用后趋于稳定直至试样破坏;随着循环次数的增加,纤维增强泡沫轻质土的轴向弹性应变与总应变之比逐渐降低,试样内部损伤变形逐渐累积.     

重复载荷作用下矿渣混凝土的渗透性

采用WHY系列全自动应力试验机对混凝土试件施加最大载荷为0.4fcy(轴压强度)和0.8fcy重复5次载荷.混凝土卸载后,通过测定混凝土加速氯离子渗透实验中阳极溶液的氯离子浓度,分析磨细矿渣掺量、载荷和渗透时间的关系.氯离子渗透经过非线性阶段后,阳极溶液中氯离子浓度随时间延长呈线性增加.结果表明:施加最大载荷为0.4fcy重复5次的压应力后,不同配比混凝土渗透性均比相应未加载混凝土大;最大载荷提高到0.8fcy后,混凝土氯离子渗透性均进一步增大.掺入磨细矿渣可抑制载荷对混凝土渗透性的增大作用,矿渣掺量不超过30%时,掺量越大抑制作用越明显,掺量为40%时,抑制作用有所降低.     

地基土的超固结特性对浅层平板载荷试验的影响

针对载荷板的形状、尺寸对超固结土浅层平板载荷试验的影响,分别采用不同形状、尺寸的载荷板,对坑底粗颗粒土进行浅层平板载荷试验.结果表明:荷载-沉降曲线在接近先期固结压力时出现一个平缓段;圆形载荷板的直径与方形载荷板的宽度相同时,圆形载荷板所测得的地基承载力特征值较大;随着载荷板尺寸的增大,地基承载力特征值逐步增大,并趋于收敛;与直径为0.1~0.3 m载荷板的试验结果相比,直径为0.6~0.8 m载荷板的试验结果稳定性较好.     

深基坑开挖引起的土体变形模拟

采用FLAC3D软件对某深基坑开挖引起的坑底隆起及地表变形进行了数值模拟.计算中采用摩尔库仑弹塑性模型模拟土体特征,采用接触单元模拟土体与基坑围护结构之间的相互作用.通过模拟开挖过程,获得了不同开挖阶段的地表沉降、坑底隆起和墙后土体水平位移资料,可供工程设计和施工参考.     

土工格栅与碎石桩联合处理软土路基的对比

根据平面应变条件下的Biot固结理论,采用ABAQUS软件的非线性有限元方法对土工格栅加筋与碎石桩联合使用于软土路基的效果和机制进行了探讨.对比计算表明:仅在路基中加入一层土工格栅时,与无格栅相比较,路堤和路面变形可以减少;在相同固结时间内加设碎石桩后,路堤和路面的竖向变形可以大大减小,路堤的侧向位移也变小.碎石桩极大地缩短了孔隙水压力的消散时间,加快了软土的固结;碎石桩对软土起到了置换作用,可提高路基的承载力、减小路基变形,从而提高了路堤的稳定性.加设碎石桩后可以缩短路堤的固结时间,从而可以缩短工期.