浅层地带中上覆应力对土的swcc影响研究

指出土-水特征曲线是解释非饱和土工程现象的非常实用的本构关系,采用非饱和固结仪测定依赖于应力状态的土的水分特征曲线,研究了应力状态对土的水分特征曲线影响,并提出了依赖应力状态的土水特征曲线经验公式。     

考虑微观孔隙结构的非饱和土水–力耦合本构模型

非饱和土在应力和水力路径的作用下均会产生微观孔隙结构的变化,同时,不同的孔隙类型和结构也会对非饱和土宏观水力、力学特性产生不同的影响,尤其是在膨胀土、压实黏土等双孔结构土中,这种影响尤为显著。以Wheeler建立的非饱和土水–力全耦合模型(GCM)为理论框架,引入有效饱和度来描述土体内部宏观和微观孔隙对水–力特性的不同影响,提出考虑孔隙结构影响的Bishop有效应力表达式,建立了各向等压状态下考虑微观结构的非饱和土水–力耦合本构模型,并实现了模型的预测功能。通过与非饱和土等向压缩试验结果的对比,初步验证了所建立模型的合理性和有效性。     

湿吸力及非饱和土的有效应力原理探讨

提出并阐述了湿吸力的概念,分析了非饱和土的孔隙水压力与由于表面张力而产生的土颗粒之间的湿吸力的定量关系及其根本区别,探讨了湿吸力的变化规律及其主要的影响因素,分析了现有非饱和土有效应力原理存在的问题。基于湿吸力概念,分析并给出了有效应力公式,建议了非饱和土的状态分类及有效应力原理。文中明确解释了Bishop有效应力公式中经验参数χ的物理意义、表达式及其适用范围和影响因素。最后,讨论了非饱和土状态分类原则及其力学分析方法,并指出:非饱和土变形理论的研究,首先应采用细观土力学方法,然后上升到宏观及应用     

非饱和土大气张力通用公式与地基压缩变形初探

提出了"土的压缩变形的变化只取决于有效应力的变化的观点是不成立的。自由水和孔隙气同样具有抗压能力,地基压缩变形应该用总应力计算。有效应力的实质是自由水和孔隙气没有抗剪能力。在抗剪极限状态,颗粒接触有效应力为法向压力,结合水膜和表面张力收缩膜贡献有效应力为法向拉力"。推出了非饱和土大气张力z方向时间应变率表达式。推出了抗剪极限状态非饱和土有效应力的大气张力通用公式。提出了渗流体的"等效压缩模量"的新概念。     

南水北调中线工程安阳段渠坡换填土广义土-水特征曲线的试验研究

为探讨应力状态和应力路径对非饱和土广义土-水特征曲线的影响,以南水北调中线工程安阳段渠坡换填土为对象,应用非饱和土三轴仪,进行一系列控制偏应力和净平均应力为常数的三轴收缩试验、控制偏应力和基质吸力为常数的三轴各向等量加压试验和控制净平均应力和基质吸力为常数的三轴等p剪切试验。研究结果表明：基质吸力、净平均应力和偏应力对水量变化均有较大影响;提出改进的非饱和土广义土-水特征曲线的表达式,能综合反映应力状态和应力路径的影响,用该式计算的结果与试验数据更为吻合。     

邯郸金世纪新城基坑非饱和特性实验研究

我国北方地区大部分的基坑工程涉及范围内用土处于非饱和状态,研究基坑的非饱和特性有着十分重要的经济价值。基质吸力是影响非饱和土抗剪强度的一个非常重要的应力变量,同样它对基坑稳定性也有着极为重要的影响。本文针对河北邯郸金世纪新城深基坑的工程勘察实践,研究了采用自行研制的非饱和土水特性曲线仪,研究了该地区各土层的水力学特性,...     

非饱和土大气张力通用公式与有效自重应力

推出了非饱和土大气张力有效自重应力通用公式.由于结合水膜和表面张力收缩膜的存在,地面大气压强作用力大于非饱和粘性土中的孔隙气和水的绝对浮力.这多出的部分,就是大气张力有效自重应力与经典水土合算法结果的差值.也因为这个原因,地表的非饱和粘性土层的大气张力有效自重应力通常不为零.     

饱和、非饱和有机质粉土抗剪强度的对比

通过对饱和–非饱和淤泥土的抗剪强度和土–水特征曲线SWCC测试,以及利用SWCC对非饱和淤泥土的抗剪强度预测,结果显示了饱和土的抗剪强度τsat小于非饱和土的抗剪强度τunsat,预测与实测的非饱和抗剪强度基本一致,并且非饱和抗剪强度随基质吸力ψ增加而增大,也反映了野外现场的物理条件和应力状态对细颗粒土的性质有重要影响。     

非饱和土有效应力的大气张力公式与新概念土力学

海南学者蒙理明,在《建材世界》期刊共发表10篇论文,初步建立"非饱和土有效应力的大气张力公式与新概念土力学"的构架。其要点有:应该用有效应力的概念代替经典有效应力原理,即有效应力是土体中提供抗剪强度的点的集合所对应的应力;非饱和土有五相;自由水和孔隙气具有等效压缩刚度(等效压缩模量和等效压缩系数);有效应力的实质是自由水和孔隙气没有抗剪能力;大气张力抗拉强度,揭示了非饱和土的"吸力"之谜;大气张力库仑抗剪强度,展示了经典凝聚力的全貌;应该用绝对压强论述土力学。其公式有:非饱和土有效应力的大气张力公式;大气张力系列的饱和度系数和自由水通道率、有效自重应力、地基承载力、郎肯土压力、库伦土压力、土坡稳定、地基压缩变形和渗流固结等。     

非饱和土与特殊土力学的基本理论研究

对非饱和土与特殊土开展了持久深入的研究,取得了系统的创造性成果：在国内率先研制成非饱和土固结仪、直剪仪、渗气仪、标准三轴仪、温控三轴仪、多功能三轴仪和土工CT-三轴仪等一系列仪器设备,揭示了非饱和土与特殊土的水气运动规律及变形、强度、屈服、水量变化、湿陷、湿胀、细观结构演化、温度效应等许多重要力学特性规律;构建了岩土力学的公理化理论体系与多种组合形式的非饱和土的应力状态变量;提出了各向异性多孔介质的有效应力理论公式与非饱和土的有效应力理论公式;建立了非饱和土、湿陷性黄土和膨胀土的本构模型谱系（包括非线性、弹塑性、结构性损伤与热力耦合模型）与分别考虑密度、净平均应力和偏应力影响的广义土-水特征曲线模型谱系;创立了非饱和土三维固结理论及其固结模型谱系;自主研发了分析固结问题的系列软件,求得一维固结问题的解析解和二维固结问题的数值解,形成了完整的理论体系。应用研究成果解决了多项工程的疑难问题,表明所建理论能够指导实践,为工程决策提供理论支持和科学依据。     

干密度对非饱和黄土基质吸力的影响

为了研究起始湿度、天然密度以及竖向荷载对吸力特性的影响,对西安原状黄土进行不同起始湿度、密度条件下的常含水量压缩试验,提出无应力作用下同时反映初始含水率和天然干密度的基质吸力表达式。研究结果表明:天然干密度、初始含水率、应力相关的干密度对基质吸力的影响程度都与试样的起始湿度有关,起始湿度小于试样塑限含水量时,影响都比较大,起始湿度大于试样塑限含水量时影响都很小。净竖向荷载对吸力特性的影响与起始湿度、天然密度有关,净竖向荷载小于等于400 kPa时,对吸力的变化影响很小,可不考虑净竖向荷载影响,可用未受荷载作用时的SWCC曲线来描述原状试样的吸力特征;净竖向荷载大于400 kPa时,对吸力的变化影响较为显著。视起始湿度和天然密度的不同,净竖向应力相关的干密度增大引起基质吸力非单调增减或单调下降,天然干密度的增大引起基质吸力单调上升。     

非饱和原状黄土增湿条件下力学特性试验研究

利用FSY30型应变控制式非饱和土三轴仪采用常含水率试验,研究陕西泾阳县某边坡原状黄土在不同含水率(无偏应力条件下增湿)、不同固结围压下的强度和变形特性,求得Fredlund双应力状态变量抗剪强度公式中b?值并利用含水率建立了工程中实用的抗剪强度公式;再将天然原状土在不同偏应力水平下增湿饱和后继续剪切,观察其力学特性。两种增湿条件下试验结果表明:该地区黄土应力应变曲线关系呈剪切硬化型;含水率与初始基质吸力呈双曲线关系,剪切过程中基质吸力无明显变化,抗剪强度指标黏聚力随着含水率的增大显著降低而内摩擦角所受影响较小;有偏应力条件下试样浸水饱和后破坏强度显著降低,但对应力应变关系影响较小,增湿时偏应力水平越低,土样饱和后的稳定偏应力值越小。     

等应力比路径下粗粒土湿化试验研究

采用古水面板坝玄武岩堆石料进行了等应力比路径下的粗粒土湿化试验。试验结果表明,在等应力比路径下的土体的湿化变形不仅受应力状态的影响还受加载应力路径的影响。在传统湿化变形公式中引入应力路径参量,并采用体积应力和参考应力水平描述应力状态对湿化变形的影响,建立了等应力比路径下的湿化变形公式。所建立的湿化变形公式能够很好地描述等应力比路径下的粗粒土湿化变形。     

高速公路排水固结加固软基强度增长研究

通过分析排水预压加固软基强度增长理论的研究现状,指出目前所使用的强度增长计算公式存在的问题。按照有效应力原理及有效应力惟一性理论,推导出了只含有有效应力强度指标的强度增长计算公式。高速公路工程实例计算表明,该计算公式计算的平均抗剪强度值与实测值较相符。     

基于Drucker-Prager准则球形洞室的弹塑性分析

基于岩体力学中关于深埋圆形洞室的假设和Drucker-Prager准则，推导了深埋球形洞室开挖后应力弹性分布、塑性分布和塑性区半径的公式，并用所得到的公式与圆形洞室进行了比较，算例表明，在相同荷载和岩体强度参数的前提下，球形洞室的受力比圆形洞室的受力合理。     

基底压力分布对扩展基础冲切承载力影响的研究

依据理论研究、模型试验和工程实测成果 ,对扩展基础基底压力的非线性分布进行研究 ;从扩展基础冲切破坏的实际性状出发 ,在定性分析基底压力非线性分布对扩展基础抗冲切承载力不利影响的基础上 ,采用简化的计算方法进行定量估算 ,估算值与 Press模型试验实测值很接近 ,进而对规范冲切承载力公式在设计中的合理应用提出建议     

真空联合堆载预压加固软基的固结度分析与计算

分析了真空联合堆载预压加固软基条件下影响固结度计算的相关因素，认为固结度的计算应该考虑堆载引起的附加应力增量、真空能传递的衰减、地下水位的变化及加固区地基自身的固结压缩等影响。建立了该条件下进行固结度计算的公式，并通过工程实例进行了计算验证，证明了该公式计算能更准确地反映地基加固效果。     

加宽路基对地基产生的附加应力计算方法研究

对梯形荷载作用下地基土中任意点的附加应力计算公式进行了推导,并对加宽路基对地基荷载进行了简化,通过推导计算,得出了高速公路改扩建工程中在加宽路基荷载作用下地基土中任意点附加应力的计算公式,为地基沉降计算分析奠定了理论基础。     

合理运用Mindlin公式计算桩端附加应力的探讨

规范推荐的桩基沉降计算中,其桩端下附加应力系根据Mindlin解所得的Geddes应力公式来计算,其理论依据是简化为半无限体内一竖向集中力推导出来的,计算结果会在桩端附近产生较大的应力集中现象,导致桩端计算厚度范围内应力大大超过土的强度,使计算失真,沉降偏大。而且,规范没有明确分层总和法中计算分层厚度的选取,导致不同的计算分层厚度会影响最终沉降值。因此,本文推导出方桩和圆桩情况下考虑桩端截面影响的附加应力公式,用于计算桩身轴线下的应力;并且在竖向关于z进行再积分,得出了桩端下竖向附加应力面积的解析式,这样分层厚度一般可取自然土层厚度,不必再划分较细的计算层厚度,避免了计算分层厚度成为影响沉降值的因素。     

冷弯薄壁槽形檩条的弯扭性能对比研究

通过对冷弯薄壁槽形檩条弯扭作用下截面各点应力的分析，并把理论计算结果与规范公式计算结果进行了对比，得到规范中正应力计算公式与理论计算结果基本一致，但剪应力计算结果却偏差较大。