基坑坑底土体侧向应力状态变化的研究

围绕基坑稳定的问题,定性地分析了开挖（卸荷）后土体中侧向应力的变化,重点在于卸荷土体静止侧向压力系数的确定。     

K0固结后卸载状态下冻土应力-应变特性研究

通过模拟人工冻结凿井中土体同结、冻结、受力的实际过程，研究了经K0固结后兰州冻结黄土在径向卸载状态下的应力-应变行为，并利用试验资料所建立的数学方程研究了K0固结后冻土的初始切线模量Ei和主应力差渐近值(σ1-σ3)ult与初始围压σ3、温度的关系。结果发现，K0固结后再冻结的黄土试样在整个卸载过程中，其特征类似于理想刚塑性应力-应变曲线；初始围压σ3的升高和温度的降低都可以使深部冻土抵抗变形的能力增强。因此，当深度一定时，应先考虑深度对强度影响后再选择最优温度来满足此深部土体卸载时的强度要求；初始弹性模量Ei在较低负温、较高初始围压状态下，不随初始围压σ3而变化，且趋近于一常数：(σ1-σ3)ult随初始围压σ3的增大而线性增大，在较低初始围压状态下受温度影响较小，随着初始围压的增高，受温度影响逐渐明显：可利用主应力差渐近值(σ1-σ3)ult与破坏比之间的关系来估算破坏强度的大小。     

天津市地基土静止侧压力系数K_0及物理性质关系的探讨

静止土压力系数K0是岩土工程中一个非常重要的参数。地下工程和建筑地基基础工程中经常使用。论文探讨了静止土压力系数与地基土物理性质指标之间的关系。     

自适应固结状态下饱和重塑黏性土的K_0率相关特性研究

为研究饱和重塑黏性土的K_0率相关特性,采用自适应一维K_0固结仪进行固结试验。根据试验所得数据分析不同加载速率条件下K_0值对固结变形的影响,建立率相关数理式进行定量描述,并探寻K_0最大值的求解。研究结果表明:静止土压力系数K_0在试验设计的不同固结阶段影响不同;在加载固结段,符合加载速率越快,K_0值越大的规律;在恒载固结段,K_0值的变化与前期加载无关,均体现出随应变增加而减小的趋势。K_0具有过程值,且K_0最大值与加载速率正相关,若忽略该影响,对工程可能造成安全隐患。     

K0固结珊瑚砂的应力-应变模型及变形参数研究

珊瑚砂作为岛礁吹填地基的填料，在填筑期的应力路径具有K₀固结的特点。利用三轴试验系统对不同初始相对密度的珊瑚砂进行了一系列的K₀固结试验，研究了珊瑚砂的应力–应变特性，测试了珊瑚砂的K₀系数和颗粒破碎率。基于广义虎克定律，建立了幂函数形式的非线性弹性模型来描述K₀固结珊瑚砂的应力–应变关系，提出了变形参数的函数表达式，并将模型计算结果与试验曲线进行了对比。结果表明：K₀固结珊瑚砂的应力-应变关系可用幂函数表示。随着轴向有效应力的增加，K₀减小，颗粒破碎率增大。在相同的轴向有效应力条件下，珊瑚砂的初始相对密度越小，K₀越大，颗粒破碎率越高。在K₀状态下，随着轴向有效应力的增加，珊瑚砂的切线模量增加，切线泊松比减小。珊瑚砂的初始相对密度越大，相同轴向有效应力下的切线模量越大，切线泊松比越小。幂函数模型合理地预测了一定应力范围内K₀固结珊瑚砂的应力–应变关系，模型及变形参数反映了K₀     

发泡颗粒混合轻量土静止土压力特性及计算方法研究

轻量土作为一种可以大幅度减轻挡土墙后填土压力的新型土工材料,在公路工程和土方工程中具有极大的应用优势。为了研究发泡颗粒混合轻量土静止土压力特性,通过K₀固结试验、模型试验,探究了加载路径、配比、填土深度等对轻量土静止土压力和静止土压力系数的影响规律。结果表明,轻量土的静止土压力系数与加载路径、配比有关。在模型试验中,随着竖向应力的增加,轻量土的侧向土压力与填土深度关系曲线逐渐由直线型转换为折线型。随着荷载卸除,侧向土压力与填土深度关系曲线逐渐由折线形恢复为直线型。加卸载过程中侧向土压力随填土深度的增加在填土h/2处出现拐点,存在临界深度。模型试验中,轻量土的静止土压力系数为0.34～0.48,相比于素土而言,轻量土具有较好的自立性能。轻量土填土墙背侧向土压力大约为素土的22%～30%,能够大幅度降低挡土墙后土压力,表明轻量土具有较好的工程性能。从轻量土独特的结构特性出发,以传统超固结土静止土压力系数公式为基础,引入相对结构度k,建立了轻量土结构性静止土压力系数公式。并且通过K₀固结试验与模型试验结果验证了新建公式预测值与实测值的差别,表明该公...     

轴向应力循环加卸载作用下含瓦斯煤渗透性研究

 针对构造煤渗透率对轴向应力循环加卸载的响应特征,利用自行研制的含瓦斯煤热–流–固耦合三轴渗流试验装置,进行试验研究,并结合试验结果进行渗透率动态模型分析,结果表明：含瓦斯构造煤的渗透率与应变的关系呈斜“V”字型走势,峰值强度后,煤样渗透率增加趋势明显,且增速大于初始压缩阶段渗透率的降速;煤样渗透率与轴向应力在加卸载过程中符合负指数函数分布,渗透率在加载过程中减小,卸载过程中有所恢复,渗透率与有效应力未形成封闭曲线,循环加卸载使煤样中孔隙进一步压缩,渗透率损失量增大,同时渗透率对于有效应力的敏感度降低;通过引入加载过程渗透率敏感性损失因子及卸载过程中渗透率损耗因子,建立循环加卸载过程中渗透率与有效应力的动态演化模型,试验数据与理论计算数据对比验证了模型的适用性。     

基于K_0固结排水卸荷应力路径试验粉土应力–变形特性研究

针对开挖土体复杂卸荷应力路径,按不同初始应力状态和卸荷应力比,对南水北调南干渠粉质黏土开展了K_0固结排水卸荷应力路径试验。试样首先在不同围压条件下K_0固结稳定,然后根据不同的轴向应力和径向应力卸荷比,进行卸荷试验,以模拟实际土体开挖过程中的应力路径。试验结果表明土体的应力应变特性与应力路径密切相关:不同卸荷应力比条件下,试样可能为压缩,先伸长再压缩或者为伸长变形;卸荷应力路径下压缩和伸长应力比临界值与初始固结状态和土性相关;相同平均应力增量条件下,卸荷应力比越小,试样体积膨胀绝对值越大;土体强度参数受加荷方式和应力路径影响不大。试验结果和常规三轴试验有显著区别,需要发展能够描述卸荷应力路径下的土体本构模型,对开挖土体开展符合工程实际的应力变形分析。     

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。     

膨胀土中双循环加卸载法桩静载试验

以双循环加卸载法静载试验在苏丹国某钢管桩项目中的应用为背景,阐述了双循环加卸载法静载试验的加卸载思路,分析了计算膨胀土中基桩静载试验施加的最大荷载时应考虑的问题,通过简单的试验论述了在温差变化较大地区进行静载试验时必须考虑沉降观测系统的温差效应,提出了一种简单易行的又能减轻温差影响的沉降观测梁布置方式。     

用应力矢量本构模型确定无粘性土的静止土压力系数

 利用将应力矢量的作用效应分解为球应力作用效应和应力比矢量作用效应叠加而建立的应力矢量本构模型,推出了无粘性土静止土压力系数的三个计算公式。验证结果证实了这些公式的适应性。     

加筋土挡土墙水平位移研究

视加筋土挡土墙为一粘结重力式挡土墙来考虑,受到墙后土压力作用时会产生水平位移,其大小是加筋土挡土墙墙面水平位移的重要组成部分。本文将加筋土挡土墙墙体等效成各向异性的弹性体,视为L宽度的悬臂梁,当受到墙背水平土压力三角形荷载作用时,分别计算纯弯曲和纯剪切两种情况下的水平位移。通过理论计算与工程实例测试结果比较,验证了该方法的正确性。     

考虑荷载埋深与K0变化的地基临界荷载

传统的地基临界荷载计算方法将荷载埋深土体等同于超载,没有考虑荷载埋深对地基附加应力分布的影响,也没有反映静止土压力系数变化对地基自重应力的影响。基于分布荷载作用于地基内部的附加应力计算公式,同时考虑静止土压力系数随地基土内摩擦角变化条件下,计算分析了地基的临界荷载。计算结果表明,假设静止土压力系数恒等于1高估了地基的临界荷载,静止土压力系数的变化对地基临界荷载的影响不可忽略。考虑荷载埋深的影响则使地基附加应力显著降低,当荷载埋深为1倍荷载分布宽度时,竖向附加应力相对于无埋深条件最大降低了29.3%,临界荷载也提高了38.4%～44.6%。考虑荷载埋深对地基附加应力的影响后,埋深对地基临界荷载的影响不再是线性的,当埋深较大时,埋深的影响随埋深的增加逐渐减小。     

西安地区黄土扁铲侧胀试验测定静止侧压力系数研究

根据西安地区黄土扁铲侧胀试验结果与室内K0固结试验结果的对比,通过试算,给出适应于西安黄土地区扁铲侧胀试验(DMT)测定静止侧压力系数K0的计算经验公式,计算结果与室内试验较为一致,误差在2%～5%。     

清华大学综合体育中心大跨度拱结构基础桩的应力监测

桩顶嵌固在承台中的弹性长桩群桩基础的实际工作性状非常复杂 ,在清华大学综合体育中心工程中 ,为掌握大跨度拱结构基础桩的受力变形情况 ,在工程施工过程以及结构竣工后一年时间内对基础桩的应力进行了持续监测 ,获得了大量的数据 ,并与桩的现场水平荷载静载试验结果进行了分析比较     

围压升降过程中岩体渗透率变化特性的试验研究

通过试验研究了围压升降过程中砂岩和单裂隙花岗岩岩样渗透率的变化特性。试验结果表明，在围压升降过程中，砂岩和单裂隙花岗岩的渗透率均随有效应力的增加呈负指数规律减小，但单裂隙花岗岩的渗透率对有效应力的敏感程度远大于砂岩，而砂岩渗透率的恢复程度则远大于单裂隙花岗岩。在围压下降过程中，砂岩和单裂隙花岗岩渗透率的恢复均存在明显的应力滞后效应。     

土工织物加筋土的土压力减轻作用试验研究

通过在研制改进的固结试验仪上 ,进行一系列考虑土工织物埋置在土中不同位置时加筋土的单轴固结试验及三轴K0 固结试验和不排水剪切试验 ,从静止土压力系数的变化 ,探讨了土中埋置有土工织物的加筋土层的土压力减轻作用及剪切强度的增加作用。得出了土工织物的数量、放置形式和超固结比的不同对土压力变化的影响规律 ,为加筋土边坡稳定分析提供了有意义的参考依据     

深层土侧向应力的试验研究及新认识

在不同试验室利用多种试验仪对河北省衡水、黄骅等地区埋深500 m以内的多个土样,进行了静止侧压力系数K0试验。试验结果表明:土的静止侧压力系数K0并不总为常数,指出了岩土工程中常用静止侧压力系数公式K0=△σ3/△σ1求侧向应力σ3的适用范围与不足,认为该公式用于垂向应力σ1小于200 kPa时浅部土体求得的侧向应力σ3基本适用,用于垂向应力σ1大于200 kPa的深层土求得的侧向应力σ3则存在一定缺陷,可能引起深部土体工程的不安全隐患或事故。指出了不同类型土的侧向压力σ3与垂向应力σ1存在较好的幂函数相关关系,说明了对相同土样不同试验方法测试侧向应力σ3也有差异,总结出正确求得不同深度土体侧向应力σ3的方法。研究成果可为岩土工程施工与研究提供可靠技术参数。     

气体压力加卸载过程中无烟煤变形及渗透特性的试验研究

利用自主研发的含瓦斯煤热流固耦合三轴伺服渗流装置,以无烟煤型煤试件为研究对象,进行不同轴压、围压条件下气体压力加卸载过程中渗流试验研究,模拟不同煤层深度,以探讨煤变形及瓦斯运移演化规律.研究结果表明:(1)在加载过程中,煤应变量减小,吸附瓦斯产生较大的膨胀变形,呈现线性关系,在卸载过程中,煤应变呈增大趋势,煤逐渐被压缩.随轴压、围压增大,下降单位气体压力引起的煤应变升高量降低,应变响应程度减小.(2)在加载过程中,随气体压力升高,渗透率先减小后增大趋势,煤渗透率呈类似“V”型变化趋势,气体压力在1.2 MPa左右存在明显的拐点,体现煤孔隙扩张的程度和吸附瓦斯层增厚程度影响,依赖于吸附作用或有效应力占主导地位.在卸载过程中,随着气体压力降低,煤渗透率呈先减小后增大趋势,渗透率增大且变化速度加快,主要依赖有效应力作用或基质收缩的主导地位差异.(3)随有效应力的增大,煤渗透率呈先减小后增大的趋势.煤渗透率随有效应力增大呈对数函数或指数函数关系.(4)气体压力具有典型二阶段特征,同时渗透率与体积应变具有密切关系,体现出有效应力、吸附膨胀与煤基质收缩同时对裂隙等内部结构的影响.