土的抗剪真强度探索

为了研究土的含水率不变时土的抗剪强度与有效应力的关系,根据土的卸载抗剪强度的计算方法,结合超固结土与正常固结土的应力关系,分析了加载和卸载过程中土的抗剪强度的变化规律,然后从理论上分析出伏斯列夫在试验的基础上提出真强度理论的两个真强度参数的计算公式。经过推导得出了伏斯列夫土的抗剪真强度线的理论解。最后通过求极限和求导数的方法由伏斯列夫超固结土真强度理论得到真正意义上同一结构的超固结土、正常固结土、欠固结土的抗剪真强度的计算公式。     

土的卸载抗剪强度

从超固结土与正常固结土的应力关系开始,分析卸载对土的大小主应力的影响,得到考虑卸载影响和不考虑卸载影响2种情况下土的抗剪强度差值。从理论上推导卸载过程中某一深度固定点的土的抗剪强度变化规律即卸载强度指标,以及卸载深度一定时不同深度各点的土的抗剪强度变化规律。最后得到土的卸载抗剪强度指标的计算方法。     

剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度影响的试验研究

通过自行研制的大型恒刚度桩土界面直剪仪,进行6种剪切速率的黏性土混凝土界面剪切试验,探讨剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度的影响规律。结果表明:在黏性土混凝土界面,超孔隙水压力随着剪切速率的提高而增大;法向应力和剪切速率通过影响超孔隙水压力大小,决定黏性土混凝土界面剪切峰值强度和剪切破坏位移的大小;剪应力剪切位移关系曲线由基本一致变化到一定范围内产生偏离,且法向应力和剪切速率越大偏离越显著,并出现明显的应变软化现象;剪切速率从0.4mm/min增加至5.0mm/min,黏性土混凝土界面抗剪强度减小幅度增大,摩擦系数减小0.1,有效黏着力的变化介于0.81～5.93kPa之间。     

土的抗剪强度试验的荷重设定

论证了粘性土的抗剪强度问题与垂直压力的关系并不完全符合库仑方程的直线关系,指出了室内进行抗剪强度试验时比较合理的做法是,事先根据土层的天然压密状态、取土深度和工程情况等,按照土层的实际应力历史确定荷重等级。     

部分排水剪切时土的抗剪强度

建立了剪切时存在部分排水条件下土的抗剪强度与总应力强度指标理论式,分析了部分排水时土的抗剪强度确定与模拟问题。     

湿陷性黄土的抗剪强度

在室内对不同含水量和不同前期饱和固结压力的黄土进行直剪试验,同时对黄土横、纵向的抗剪强度进行了研究,发现含水量、前期饱和固结压力对抗剪强度的影响较大,而横、纵向的抗剪强度差别很小。     

南宁市河流冲积相黏性土抗剪强度热效应研究

为研究不同初始状态黏性土抗剪强度的热效应规律,以南宁市河流冲积相黏性土为研究对象,选取7种初始含水量和5种初始干密度制成720个三轴试样,分别在20℃、40℃、60℃环境中养护168h后利用温控三轴仪进行剪切试验。试验结果表明:温度升高时,黏性土的黏聚力和内摩擦角有升有降,它由土样含水量以及温度变化范围所决定;黏性土抗剪强度的热效应存在一个临界含水量,此临界含水量在该土的最优含水量附近;当温度从20℃上升到40℃时,若小于临界含水量,黏聚力降低,内摩擦角升高,反之则黏聚力升高,内摩擦角降低;当温度从40℃上升到60℃时,若小于临界含水量,内摩擦角降低,反之则内摩擦角升高,而土样黏聚力均升高;在临界含水量处,黏性土的热效应最不明显,含水量与临界含水量相差越大,热效应越显著;对于含水量小于临界含水量的土样,存在一个干密度,使其热效应最显著,此干密度远小于最大干密度,大于临界含水量土样的热效应与干密度之间的规律并不明显。     

基于CPT确定埕岛油田黏性土不排水抗剪强度方法的探讨

埕岛油田海底地层分布有大量的黏性土,其不排水抗剪强度是海洋工程地基基础设计重要的力学参数。通过对比三种黏性土不排水抗剪强度的确定方法,分析总结各试验方法的优缺点。结合工程实例,对三轴试验所得不排水抗剪强度与静力触探锥尖阻力进行了线性回归分析,获得锥尖阻力计算不排水抗剪强度的相关关系。随后通过误差分析验证,认为该方法对埕岛油田海底黏性土的不排水抗剪强度取值可行、准确。最后,进一步细化分析得到埋深分别0～5m、5～10m、10～20m黏性土不排水抗剪强度关键参数选取方法。     

基于CPTu数据的黏性土不排水抗剪强度#br# 神经网络预测

利用人工神经网络模型,建立基于孔压静力触探（CPTu）现场测试数据的黏性土不排水抗剪强度的预测方法。为建立和验证人工神经网络模型,在3个场地开展CPTu和十字板剪切现场测试,共取得33个测孔的CPTu试验数据和相对应的不排水抗剪强度实测值。通过对比分析不同输入向量、不同网络隐层数、不同神经元数及不同改进算法对人工神经网络模型性能的影响,确定人工神经网络模型的具体形式。通过对训练组数据开展机器学习,所建立的人工神经网络模型能够有效地基于CPTu获得的端阻力和孔隙水压力现场测试数据对黏土不排水抗剪强度进行预测,预测结果与十字板剪切试验实测结果非常接近。与传统用于估算不排水强度的经验关系相比,采用人工神经网络模型预测结果与实测结果相关性显著提高、误差明显降低。     

粘性土剪切带破坏研究

压实粘性土是静水压力和应变率相关性材料,在低围压下表现出软化现象,在高围压下表现出硬化现象.在同一含水率,不同围压下粘性土随周围压力的增大,同一轴向应变所对应的偏应力也越大;压实度一定时,含水率越高,粘聚力越大,而摩擦角越小,粘性土的抗剪强度越弱;含水率一定时,压实度越高,粘聚力越大,而摩擦角越小,抗剪强度也越大.利用TSZ10-1.0型应变控制式三轴仪,对四川绵阳地区粘性土进行了常规三轴压缩试验,研究了不同围压和含水率下粘性土的应力-应变关系、抗剪强度指标,并对粘性土的剪切带破坏进行了拟合分析.     

K0固结软土不排水抗剪强度

从临界状态土力学出发,考虑K0固结引起的诱发各向异性,推导了K0固结条件下三轴压缩和三轴拉伸不排水强度的理论计算公式。搜集对比现有的试验结果,发现本文提出的理论公式与国内外试验及失稳软基堤坝反分析结果更为符合,在大量土性分析基础上提出平均不排水强度的简化计算公式,以兹工程推广与应用。     

从变形、水量变化和强度三方面验证非饱和土的两个应力状态变量

为了验证非饱和土两个应力状态变量的合理性,对常规非饱和土三轴仪进行了改进,采用3个压力–体积控制器分别控制孔隙水压力、内室压力和外室压力,提高了量测体变和含水率的精度;用加荷器施加轴向荷载,可以方便地控制偏应力。在笔者前期用各向等压试验验证非饱和土的两个应力状态变量的基础上,使用改进的非饱和土三轴仪和重塑Q_3黄土做了两类验证试验:第一类是两组控制净围压、偏应力和吸力的固结不排水剪切试验,第二类是3组控制净围压和吸力的固结排水剪切试验。在第一类试验中,等值改变(增加或减少)总围压、孔隙水压力和孔隙气压力而保持净围压、吸力和偏应力本身不发生变化,发现试验过程中土样的体积变化和含水率变化均非常小,可以忽略不计。第二类试验的每一组包含两个控制净围压和吸力分别相同的固结排水剪切试验,其中一个试样在固结完成后直接进行排水剪切试验,另一个试样在固结完成后等值增加总围压、孔隙水压力和孔隙气压力而保持净围压和吸力本身不发生变化的条件下进行排水剪切试验,发现二者的抗剪强度、剪切过程中的体积变化、排水量和广义剪应变都分别十分接近,可以认为两两相等。研究结果从变形(包括体应变和剪应变)、水量变化和强度3个方面说明描述非饱和土的两个应力状态变量是合理的,进一步夯实了非饱和土力学的应力理论基础,为非饱和土的两个应力状态变量理论提供了牢靠的试验依据。     

地面下建筑物顶面受荷取值法初探

依据土体的物理力学性质 ,利用土的应力理论及土的抗剪极限平衡状态理论 ,分析了实验现象 ,对地面以下埋置较深的建筑物顶面抗力构件的荷载取值提出了不同意见 ,从而建立起有效荷载理论 ,以解决深埋结构的抗力设计。     

基于原位十字板强度的沿海地区软黏土超固结比分析

超固结比OCR是评价软黏土变形和强度特性的重要参数。基于天津、上海、连云港、深圳、中山和珠海这6个沿海地区软黏土的原位十字板强度,系统地分析这些地区软黏土的固结状态,并探讨其形成机制。研究结果表明:(1)基于原位十字板强度得到的OCR要明显大于室内一维压缩试验的结果,室内压缩试验会显著低估沿海软黏土的OCR;(2)6个地区的OCR随深度的变化规律较为一致,OCR随深度增加,逐渐减小至某一稳定值,浅层均表现出一定的超固结现象,而深层的固结状态则表现出一定的复杂性;(3)现有模型能够解释我国沿海软黏土超固结的成因以及变化规律,浅部的超固结现象源于以风化胶结为主的表层作用,而深部的超固结则源于次压缩。考虑到软黏土突出的取土扰动问题,这种基于原位十字板强度的软黏土OCR评价及成因分析方法值得在我国沿海地区推广。     

利用煤灰进行土质改良的可行性研究

论述了煤灰作为土质改良材料的可行性。围绕软弱土经改良后的压缩性和剪切强度的变化,采用不同混合比的土样品进行了一系列的压缩试验和三轴剪切试验。试验结果表明,随着灰土比例的增加,样品的最大干燥密度芽剪切强度增加,固结系数及次固结系数减小。     

动荷载作用下黄土的强度特征及结构变化机理研究

本文通过室内模拟强夯试验研究了黄土在动力荷载的作用下其强度变化规律 ,发现强度随夯击次数的增加将出现阶段性变化。初期以单调的递增变化为特征 ,但达到某一界限值后出现了宏、微观变化差异。前者以增幅减缓为主 ,而后者则出现了强度逐渐降低现象。结构分析表明 ,强度的这种变化主要受微结构状态调整制约 ,而土粒尺寸和取向的非均匀化发展以及微观损伤的再扩大是已加固土体强度降低的主要原因。     

饱和黏性地层中基坑坑底抗隆起稳定验算方法

针对饱和黏性土地层中基坑坑底抗隆起稳定性验算,首先建议其强度指标取原状土样在有效自重应力下预固结的不固结不排水抗剪强度cu,随后考虑该不排水抗剪强度随深度近似线性增大的特点,给出相应地基承载力的计算公式。进而在作者此前所提出的坑底抗隆起稳定性验算方法基础上,给出饱和黏性土地层中深基坑坑底抗隆起稳定安全系数的计算方法,包括挡土构件嵌深较小情况下按地基承载力的验算方法,嵌深较大情况下按圆弧滑移面的验算方法和识别过大嵌深的临界嵌深计算公式,并通过与精细数值方法计算结果的对比,对所提出方法及公式的正确性和精度进行了检验。文中还给出两个工程实例,展示了实际分层地基,特别是既有黏性土也有无黏性土层时按所提出方法的坑底抗隆起验算。     

昆明泥炭土工程性质原生各向异性试验研究

基于一系列室内试验结果,系统分析了昆明泥炭土原生各向异性对固结变形、抗剪强度和渗透性质的影响,并从分析泥炭土特殊组分入手,探讨了其工程性质原生各向异性的产生机制。试验结果表明:高分解度泥炭土水平向与垂直向表现出来的变形特性差异不大,θ=45°方向土样在固结压力p较小时压缩模量E_s及固结系数C_v较小,但当p增大到一定程度时,3个方向的变形特性趋于一致;分解度低的泥炭土更多呈现变形各向同性。抗剪强度方面,不含或含微量残余纤维的高分解度泥炭土抗剪强度原生各向异性程度较弱,主要体现在粘聚力上,内摩擦角的差异较小,且抗剪强度各向异性程度随着腐殖质含量增多而减弱;残余纤维含量多对泥炭土的强度各向异性能起增强作用。渗透特性方面,渗透系数k随切样角度θ增大而增大,即泥炭土水平方向的渗透性比垂直方向的强。泥炭土的各向异性机制复杂,在导致各向异性效应方面,矿质土颗粒、腐殖质及残余纤维产生了不同的效果。