深部土层失水变形时土与井壁相互作用试验与理论研究

介绍了用高压直剪仪和三轴伺服仪测定大埋深土与井壁相互作用试验方法 ,得到了土与井壁相互作用剪应力 -位移曲线、单位刚度系数和强度等参数。结合试验结果 ,分析了深部土层失水变形时 ,土与井壁接触带相互作用深部为塑性浅部为弹性的变形特点。建立了土与井壁相互作用理想弹塑性分析模型 ,得到了计算井壁附加竖直位移、应变和附加应力的解析公式 ,并讨论了其随深度和深部土层压缩量等因素变化的规律。最后给出计算实例 ,说明了理论研究的实用性     

温度升降循环下混凝土变形性能的试验研究

本文通过试验，研究了混凝土在温度升降循环下的变形性能。文中给出了自由状态下混凝土在升降温度循环过程中的变形规律，由于温度和应力对混凝土变形的耦合影响，本文着重分析不同应和水平下混凝土经历一次及多次温度循环时的变形规律，并建议将混凝土的冲应变分解为自由膨胀和瞬态热应变两部分，最后给出多次温度循环后混凝土残余应变的计算公式。     

循环孔隙水压力作用下饱和砂土变形的试验研究

波浪荷载的作用会在近海砂体基础中产生循环孔隙水压力,研究循环孔隙水压力作用下砂床土体的力学行为对海岸和近海工程有重要意义。本文选用福建标准砂为研究对象,自动控制水压力发生装置作为动力源,通过固结不排水三轴试验,研究分析了在循环孔隙水压力作用下影响饱和砂土变形性能的试验参数。试验结果表明,当固结应力比、频率较大,而相对密度较小时,试样有较大的变形,更容易发生破坏。最后,绘制了试样轴向应变与动孔隙水压力系数的关系曲线,并分析了曲线的变化规律。     

破裂围岩锚固体变形破坏特征试验研究

为了进一步揭示破裂围岩锚固体的承载机制,在自主研制的真三轴物理模拟试验系统的基础上,采用反复加卸载围压的方法预制破裂岩体,加锚后进行继续加载试验,研究破裂围岩锚固体以及锚杆的变形破坏特征。研究发现,随着锚杆预紧力的增加,锚固体变形模量随之增加,全应力–应变曲线呈现双峰特征。在锚杆预紧力较小的情况下,破裂围岩内部滑移块体主要沿原有裂隙面滑移,二次破坏较少发生且裂隙发育位置比较集中。在锚杆预紧力较大的情况下,滑移块体会发生二次破坏,破裂围岩锚固体新生裂隙倾角高、数量多且分布均匀。锚固体变形过程中锚杆控制角在空间以及时间上不断发展变化：锚杆压缩区在空间上为向围岩深部开口的喇叭形,其深度为1～1.5倍托盘直径;随着锚固体压缩变形,锚杆压缩区会发生二次甚至多次破裂。锚杆控制角在压缩区初次破裂时为50°～64°,在压缩区多次破裂后最终稳定为34°～56°。锚杆在破裂面附近受到两侧滑移块体剪切错动作用下处于压、张、剪复杂应力状态,弯曲变形严重,这反过来使破裂面两侧滑移块体出现一定程度的错动分离。     

基于MSF孔压应变模型的核电导流堤地基液化变形分析

针对地震作用下砂层液化引起的海工结构破坏问题,基于有效应力液化判别方法及以Martin-Seed-Finn孔压应变模型为基础的PL-Finn液化后大变形本构模型,对某核电站导流堤结构进行二维和三维数值模拟,并对比分析结果。从平均有效应力、液化区域、超孔压比、残余变形等方面研究导流堤结构地基砂土液化特征和变形机理。数值分析结果表明,两种方法下分析结果表现出一致性的液化规律及变形特征。砂土液化后发生流动使结构出现规律性残余变形,且随地震强度增加而变大。结构左右两侧近似呈对称式侧向滑动,随深度增加沉降范围逐渐减小。SL1作用下结构最大侧向滑移量为1. 11m,最大沉降量1. 26m,最大隆起高度0. 61m。SL2作用下结构最大侧向滑移量为1. 88m,最大沉降量1. 89m,最大隆起高度0. 98m。本文的研究成果可为工程抗震设计提供参考。     

循环孔隙水压力作用下砂岩变形特性实验研究

利用MTS815岩石力学试验系统完成了砂岩在循环孔隙水压力作用下的变形特性实验,分析了孔隙水压力下限Pm in、孔隙水压力恒定时间△T以及孔隙水压力循环次数n对砂岩变形特性的影响。实验结果表明:随着孔隙水压力的周期作用,砂岩的轴向应变也呈周期性变化,且随着循环次数的增加,周期性变化规律越明显并逐渐趋于稳定;当轴压、围压以及孔隙水压力均恒定不变时,其轴向应变还将继续变化,且恒定时间越长应变量越大。     

基于有限元模拟的地下停车场空间受力变形研究

本研究在济南新东站张马屯片区建筑项目岩土工程勘察的基础上,基于有限元方法,模拟了地下停车场在水、土总压力作用下的应力分布和变形特征.结果表明,在水、土总压力作用下,地下停车场墙壁上部变形明显,且中央部分的变形最大,而墙壁底部的变形很小,但应力很大,这是因为地下停车场底部被固定.进一步的应力和变形随坐标的变化数据证明了上述结论,这预示着在地下停车场的设计和建造过程中,应对这些部位进行防护.     

尾矿细观结构变形演化非线性特征试验研究

 利用自行研制的尾矿细微观力学与形变观测试验装置,研究受载尾矿细观结构变形演化的非线性特征,包括尾矿内部应力的方向性、孔隙比的变化规律、细观孔隙结构的分形特征,以及荷载作用下孔隙结构变形演变规律等。研究结果表明：(1) 随着荷载的增加,尾矿试样内不同位置的垂直应力呈阶梯状增加,且略低于荷载,水平应力呈近线性增加,但增量微小,尾矿内部应力存在显著的方向性特征;(2) 受荷载作用,尾矿的孔隙比变化较大,随着荷载的增加,试样中不同高度的孔隙比呈非均匀减小,下层的变化滞后于上层,并有趋于一致的趋势;(3) 提出尾矿细观结构切面孔隙比的概念,对于同一切面,随着荷载的增加,切面孔隙比与同层孔隙比呈线性正相关;(4) 尾矿细观孔隙结构具有显著的周长–面积分形特征,分形维数为1.424～1.537,其值与切面孔隙比存在显著的对数负相关关系;(5) 在荷载不变的情况下,随着加载时间的增长,切面孔隙比降低,且有微小的反弹上升现象,而孔隙周长–面积分形维数呈阶段性增加,每一阶段有小幅回落现象。提出的表征尾矿细观结构特征的切面孔隙比与孔隙周长–面积分形维数2个参数,对定量研究尾矿坝体细观结构特征及其力学特性具有重要的实际意义。     

钢筋混凝土柱荷载-变形计算的理论模型

为得到轴向荷载及水平荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形曲线,利用简化的修正压力场理论描述剪切特性以及符合平截面假定的弯曲理论描述弯曲特性,并认为柱端产生的总水平变形主要由弯曲变形、剪切变形和钢筋滑移引起的变形组成,提出了一种分析轴向荷载及水平荷载作用下钢筋混凝土柱荷载-变形的新方法,它可模拟钢筋混凝土柱弯曲破坏、弯剪破坏和剪切破坏的过程;最后将荷载-变形计算结果与15根矩形柱的低周反复荷载试验结果进行了对比分析。研究结果表明:按本文方法计算的荷载-变形计算结果与滞回曲线的外包线基本一致,可用于轴向荷载和水平荷载作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形性能分析。     

中掘预应力管桩挤土效应试验研究

为了克服预应力管桩施工挤土带来的不利影响,研究开发了可以在施工过程中边取土边沉桩的新型中掘管桩,该桩在施工过程中具有机械化程度高、环境污染少等特点。为验证中掘桩在施工过程中的挤土效应,通过现场对比试验,先后量测锤击桩、中掘桩和钻孔灌注桩在沉桩过程中土体的水平位移及孔隙水压力变化情况,研究分析了软土地区单桩沉桩过程中沿水平方向及深度方向的挤土规律,对中掘管桩沉桩的挤土效应进行对比分析。试验结果表明：锤击桩在沉桩过程中对桩周土体产生明显的挤土效应,且挤土效应在水平方向及深度方向都有明显的规律性及土层差异性。而新型中掘管桩在沉桩后,桩周土体仅有少量的水平位移,孔隙水压力无明显增长,不会对周边环境造成特别大的影响,具有良好的推广和应用前景。     

淤填黏土铺盖裂缝大变形固结试验研究

Gibson的一维大变形固结理论存在很大的局限性,为符合特定的需求,不断对Gibson理论进行修正。本文针对黏土铺盖裂缝的淤填处理问题,对渗压作用下的淤填黏土的固结机理进行了研究。首先,推导出有限应变渗压固结理论模型,再基于有限应变固结理论分别推导出以超孔隙水压力和孔隙比表示的有限应变渗压固结偏微分方程,并通过设计模型试验模拟了裂缝处淤填固结的全过程,同时对理论模型和固结偏微分方程进行了验证,最后以模型试验结果为依据指导了现场试验。     

大偏心围套混凝土加固柱二次受力试验研究

通过１０根采用增大截面法加固钢筋混凝土柱大偏压二次受力的试验研究,分析了荷载预应力、纵向钢筋配筋率等因素对加固构件性能的影响;验证了在二次受力情况下组合截面平截面假定的适应性;证实了这类组合构件中核心柱钢筋应力超前和围套混凝土应变滞后现象。根据试验和全过程计算分析的结果,提出了大偏压受压对加固柱的承载力不受应力水平指标影响的结论。     

双井筒试验下页岩水力裂缝扩展与机制研究

水力压裂是页岩气开采的主要技术,研究水力裂缝的扩展规律有利于促进复杂缝网的形成。为了研究裂缝扩展规律和破裂机制,对页岩进行了真三轴双井筒水力压裂模型试验。结果表明:(1)竖向应力越大,裂缝形态越单一,多条水力裂缝间越不易沟通,页岩破裂压力越大;(2)水平应力差越大,双井筒水力裂缝与天然层理沟通越明显,越易形成垂直于水平最小主应力的裂缝;(3)双井筒出口在不同层理面时,两条水力裂缝形态相似,各自会沟通层理和天然裂缝;(4)双井筒出口在同一层理面时,两条主裂缝容易相交,与天然裂缝的沟通较少,不易产生缝网;(5)通过对上升斜率RA和频度FA值综合分析得到,页岩水力压裂以剪切破坏为主,在不同层理压裂更易产生复杂缝网。     

钢波纹管涵洞受力与变形特性模拟试验研究

通过室内模拟试验,选取钢波纹管涵洞中间断面,在特征点布设应变片、土压力盒及变形测量仪器,对钢波纹管涵洞的力学特性、管周土压力及涵管变形规律进行了研究,分析了应变与应力、管周土压力及涵管变形的变化规律。研究结果表明：钢波纹管内、外部波峰与波谷环向拉、压变化规律一致;在最高填土高度为18.0 m时,内部涵顶测点1位置环向拉、压应变与应力值最大为1146,-930 με与308,-243 MPa;涵顶竖向土压力最大值为551 kPa;变形量最大为13 mm;在高填土情况下以涵顶土压力值作为涵洞设计的设计参数。     

综放沿空留巷围岩变形特征的试验研究

掌握综放沿空留巷围岩变形规律是进行沿空留巷合理支护设计的关键之一。采用相似材料模拟试验方法，对沿空留巷才顶破断位置与形状、不同支护方式对顶板活动的影响以及相关的巷旁充填技术参数进行了初步研究。     

强夯法加固粉土地基试验研究

通过孔隙水压力试验、隆起试验和标准贯入等原位试验评价了强夯的加固粉土的处理效果,获得了强夯法加固该工程的单击夯击能、单点夯击数和每遍夯时间间隔等施工参数,从而有效的指导强夯法处理地基的施工     

城市固体废弃物中孔隙水压力的试验研究

通过对室内配制的4组不同配比的城市固体废弃物(MSW)进行的三轴固结排水试验,得出孔隙水压力与时间、轴向应变的关系曲线。试验结果表明:城市固体废弃物中也存在孔隙水,但与土中的孔隙水有很大的不同。城市固体废弃物中的孔隙水压力分布很复杂,存在于孔隙中、不透水材料之上、有机质中,且沿深度方向并不呈线性分布,也不是连续的。因此土力学中的有效应力原理不适用于城市固体废弃物。建议不考虑城市固体废弃物中的固结,而将沉降分为压缩和生化降解两部分。     

城市固体废弃物残余变形特性试验研究

利用中型动三轴仪,对城市固体废弃物（MSW）进行了残余变形试验研究,采用改进的沈珠江模型对MSW的残余变形模型参数进行拟合,在此基础上,讨论了不同破坏标准下的应力水平对模型参数的影响,建议了适合MSW的残余变形模型应力水平指数。MSW属于应变硬化型材料,应力和应变曲线没有明显的峰值,不同破坏标准条件下,相同固结比的MSW具有不同的应力水平,因此建议用固结应力比来代替应力水平,提出了适用于MSW的残余变形修改模型,修改后的模型不必考虑破坏标准对残余变形参数的影响,应用更加方便。     

软土基坑突水基底变形研究

结合深基坑的突水问题进行了室内模型试验研究.通过对试验取得数据的整理,观测总结了基坑突水前后底部土体的变形特征,认为基底软土层在下伏承压水压力作用下的变形特征类似于粘弹性体的变形特征,具有明显的流变性,其“应变-应力-时间“关系比较符合Merchant流变模型.并给出了基坑底部各个区域的不同水头压力下变形的预测公式.     

堆石料残余变形特性研究

应用自行研制的高精度中型动三轴仪,对某筑坝堆石料的动力残余变形特性进行了试验研究。在充分考虑应力水平对残余动剪应变影响的基础上,对沈珠江提出的模型进行了改进,并利用试验求得的参数对理想面板堆石坝进行了残余变形有限元分析。研究表明:低坝时,改进模型与沈珠江模型计算的结果差别不大;随着坝高的增加、地震烈度的增大,两者计算的结果差别增大。