考虑坝料初始压密特性的土石坝变形计算方法

在土石坝工程中，经高强度反复碾压后的筑坝土石料会达到非常密实的状态，从而表现出明显的超固结特性。在传统未考虑这种特性的土石坝应力变形计算分析中，通常会使低坝的变形计算结果偏大，高坝的变形计算结果偏小。通过设定初始屈服面或初始加载函数的方法，本文发展了一个可考虑坝料初始超固结特性的土石坝变形计算方法，分别结合沈珠江双曲服面模型和邓肯-张EB模型讨论了具体的实现方案。进行了不同坝高、考虑和不考虑坝料初始超固结特性的算例分析，结果表明，所提出的方法可有效解决土石坝变形“低坝算大，高坝算小”的现象。     

一种修正的软土次固结计算公式

通过室内压缩试验研究了软土次固结系数与压力的关系,结果表明可以分别用幂函数和双曲线函数拟合超固结土和正常固结土的次固结系数-压力关系曲线。在试验研究的基础上,考虑压力大小影响和计算收敛特征,对常规次固结计算公式进行修正,提出了一种次固结计算修正公式。工程实例计算结果表明,修正公式能更好地反映软土的次固结特性,具有一定的工程应用价值。     

三阶样条函数插值和一元三点插值法在推流时精度对比分析

在目前的推流方法中，由于一元三点插值法具有结构简单、计算方法方便的特点，因此，大都用该法进行推流。然而，在曲率变化大地地方，需加密结点。如果用样条函数进行插充，则无需加密结点，只需选择能控制曲率变化的若干结点，就能使推流精度大为提高。     

湿堆尾矿双向排水大变形固结计算模型

根据上游法湿堆尾矿的工艺特点,在分析上游法湿堆尾矿渗流固结特性和存在问题的基础上,结合一种适合于上游法尾矿库的排水固结装置的排水特点,在考虑竖向和径向双向排水、变渗透系数及变荷载条件下,采用大变形固结理论推导了尾矿固结计算模型,进而得到以超静孔隙水压力表示的考虑双向排水作用的大变形固结控制方程,并将该方程与Barron固结方程进行比较,验证了计算模型的正确性。采用有限差分法对该大变形固结控制方程进行求解,得到了固结控制方程的差分方程,并利用追赶法等数学方法对差分方程进行了求解。以中铝广西分公司某尾矿库为计算实例,采用该排水固结装置的大变形固结计算模型及数值计算程序进行计算,结果表明该计算模型能有效反映尾矿的固结规律,采用排水固结装置尾矿固结时间缩短了60%以上。     

考虑坝料初始压密特性的土石坝变形计算方法

在土石坝工程中,经高强度反复碾压后的筑坝土石料会达到非常密实的状态,从而表现出明显的超固结特性,未考虑这种特性的土石坝应力变形计算分析中,通常会使低坝的变形计算结果偏大,高坝的变形计算结果偏小。通过设定初始屈服面或初始加载函数,本文提出一种可考虑坝料初始超固结特性的土石坝变形计算方法,分别结合沈珠江双曲服面模型和邓肯-张EB模型讨论了具体的实现方案,进行了不同坝高、考虑和不考虑坝料初始超固结特性的算例分析,结果表明,所提出的方法可有效解决土石坝变形“低坝算大,高坝算小”的现象。     

轴对称应力条件下饱和粘土的变形特性

本文介绍了用人工制备的饱和粘土试样,在正常固结状态和超固结状态下,用不同应力路径所进行的压缩和伸长试验的成果。试验资料表明,用作图法确定塑性应变增量的方向,根据正交法则,求得塑性势函数。同时,论证了正常固结和轻超固结粘土,塑性势函数等于屈服函数;以塑性体应变为硬化参数的屈服函数,不论对压缩试验,还是伸长试验均具有唯一性。对重超固结粘土,采用等塑性剪应变为硬化参数的屈服函数,比用破坏条件的屈服函数更能较好地描述土的剪胀特性。     

复杂基岩覆盖层分界面建模算法研究和实现

构建基岩覆盖层分界面是水电工程三维地质建模的重要内容和难点。应用地学领域广泛采用的克里金插值法,以覆盖层的深度作为插值变量,构建基岩覆盖层分界面。插值过程中设计并实现了一种剖面划分有效点的方法,提高了插值精度;为了反映属性参数在空间上的变化及各向异性,在平面上计算了4个方向的试验变异函数,并对不同变异函数模型的拟合效果进行了比较。以羊角滑坡为例,通过在三维设计平台CATIA下二次开发程序,实现了多源数据条件下滑坡基岩覆盖层分界面的建模,并对基于克里金插值所构建的滑坡体与其他方法构建滑坡体,进行了滑坡方量比较和评估,表明克里金插值法的模模效果较为理想。     

软土次固结变形特性试验研究

在侧限高压固结仪上，对3种软土进行了不同固结压力、不同加荷比下的一维固结试验，试验结果表明：保持加荷比为1进行加荷时，次固结系数随固结压力的增大呈先增大后减小的趋势。加荷比较小时，次固结系数较小。加荷比对主、次固结界限的划分有影响。次固结系数与压缩指数的比值，在减小加荷比加载时有所减小。在对试验数据进行分析的基础上，提出一个次固结系数与固结压力的函数关系，可由已知数据推求其他荷载下的次固结系数，并采用其他学者的试验结果对该函数关系进行了验证。试验结论对工程实际可起到一定的指导作用。     

改进埃特金插值法在监测数据补差中的应用

安全监测数据的补差，是监测资料整理阶段中一个重要与关键性环节。埃特金插值法是将一个高次多项式逼近指定缺值点R的函数值过程，用多个线性组合逼近来实现。改进埃特金插值法将缺值点R视为流动点作补差，能形成等距数据序列，计算简单、数值稳定、没有累积误差、能较精确地对缺值进行补差，在工程实际中应用效果较好。这对安全监测资料分析等后续工作的进行，提供了完整、可信的数据序列。     

改进埃特金插值法在监测数据补差中的应用

安全监测数据的补差，是监测资料整理阶段中一个重要与关键性环节。埃特金插值法是将一个高次多项式逼近指定缺值点R的函数值过程，多外线性组合逼近来实现。改进埃特金插值法将缺值点R视为流动点作补差，能形成等距数据序列，计算简单、数值稳定、没有累积误差、能较精确地对缺值进行补差，在工程实际中应用效果好。这对安全监测资料分析等后续工作的进行，提供了完整、可信的数据序列。     

考虑径竖向渗流的刚性桩复合地基固结解析解

为评估桩土压缩模量比和置换率对刚性桩复合地基固结的影响,以砂井轴对称固结模型为基础,采用Fourier正弦级数和分离变量法,并且考虑扰动区压缩和附加应力沿深度任意分布,推导了径竖向同时固结条件下复合地基孔压和固结度完整表达式,分析了桩土压缩模量比和置换率对地基固结的影响,计算结果表明,固结速率随着桩土压缩模量比和置换率增大而加快,当桩体强度较高时,其对固结影响并不明显;复合地基固结以竖向为主。     

廖坊水利枢纽库区防护工程河西堤地基变形计算

为了确保河西堤能够作为廖坊水利枢纽库区的防护工程,对其地基变形进行计算:采用规范法计算地基沉降量,并利用牛顿三点插值求取经验系数;运用太沙基一维固结理论和化引当量层法计算固结曲线.通过分析可知,地基承载力满足要求,地基沉降在规范允许值以内,固结较快.     

均布荷载下软土地基一维非线性固结的有限差分法

针对深厚软黏土地基一维固结计算中,土体初始应力和附加应力分布形式对地基固结度存在较大影响的问题,假设土体初始应力沿深度变化、外荷载引起的附加应力随时间和深度变化、土体应力应变关系满足双曲线模型,推导了均布荷载下软土地基的一维非线性固结控制方程,并采用差分法求解,得到了地基固结度及沉降计算公式。算例分析表明,该方法计算所得地基固结度与传统解析解吻合良好,且在时间维度上分段计算可有效提高差分法计算效率;采用该方法计算地基沉降所得结果与实测数据吻合较好,且能大幅度简化固结计算过程,具有较好的工程应用价值。     

砂井地基固结概率设计的简化分析方法

根据工程地质勘察资料, 统计分析了固结系数的空间概率特征. 利用两点概率理论, 探讨了竖向固结系数与水平向固结系数间的互相关性对砂井地基固结的影响, 并分别研究了竖向固结、径向固结和砂井地基固结对固结系数不确定性的敏感性. 竖向固结系数与水平向固结系数间的互相关性对砂井地基固结的概率特性有一定程度的影响. 竖向固结和径向固结的概率特性对固结系数分布类型的敏感性随着固结系数变异性的增加而随之增加. 砂井地基固结的概率特性对于水平向固结系数的不确定性比较敏感 而对于竖向固结系数的不确定性不敏感. 基于参数的敏感性分析, 提出了砂井地基固结概率设计的简化分析方法. 该方法忽略竖向固结系数不确定性的影响, 而仅考虑水平向固结系数的不确定性及其分布影响. 为便于工程应用, 提供了设计图表.     

不同压力作用下重塑黄土的固结特性

一般认为,固结系数随固结压力的增大而绝对减小,但这种认识在特定条件下具有一定的片面性。基于时间对数法和时间平方根法,对重塑黄土常规固结试验结果中的固结系数、密度进行了对比研究,并给出了结构度的概念。两种方法的计算结果表明,重塑黄土的固结过程是一个渐变过程,在不同压力作用下固结系数的变化呈震荡式衰减而非单调递减。土体固结系数受荷载和初始孔隙率这两个主要因素的影响,而并非只取决于荷载的大小。由时间对数法和时间平方根法计算得到的固结系数变化趋势和幅度并不完全一致。土体结构度曲线较好地反映了土体的固结特性。     

环境保护在土地整理中的哲学思考

土地整理已成为我国扩大耕地面积,提高土地利用效率的重要手段之一。从哲学的角度,在简述土地整理概念的基础上,对土地整理与生态环境保护的关系,土地整理与人文环境保护的关系进行了初步探索。指出土地整理是人们对农村可持续发展与环境保护的更深层理解。然而土地整理是一把“双刃剑”,在提高农村综合生产力,实现社会主义新农村建设的同时又改变了生态环境。因此在开展生态土地整理的同时必须考虑到人与自然环境的“天人合一”的和谐发展观。     

海陆交互沉积土次固结试验与蠕变方程研究

海陆交互沉积土广泛分布于沿海地区,其力学性质较其他沉积土有所不同。针对大连海陆交互沉积土原状样,采用一维蠕变试验对黏性土的蠕变特性进行了研究。基于蠕变试验结果,建立了可以考虑沉积土主、次固结效应的蠕变方程。研究结果表明:该地区沉积土具有典型的非线性蠕变特性。随固结压力的增加,土体应变随之增大,稳定时间越长,主次固结分界点也愈加明显。沉积土属中等至高次压缩性土,次固结系数随固结时间的增加而减小,随固结压力的增加而增大。不同深度黏性土次固结系数与压缩指数的比值介于0.033~0.058之间,与Mesri结论相符。模型计算结果与试验结果吻合较好,表明蠕变方程适用于描述大连海陆交互沉积土的蠕变特性。     

平面应变有限元分析中砂井的处理方法

为了能用平面应变有限元来分析砂井地基，本文首先推导出了砂墙地基(砂井地基在平面应变条件下的表现形式)双向渗流等应变固结理论解，然后将此解与巴隆轴对称固结理论解相比较，得到砂井地基平面应变情况和轴对称情况之间的等效公式.此公式即考虑了地基水平变形，也考虑了砂井的涂抹作用.这种等效方法能方便、准确地用于砂井地基的平面应变有限元分析之中。     

双层超固结软黏土地基一维非线性固结分析

本文通过引入固结土层孔隙比与固结压力和渗透系数之间的非线性经验模型,建立双层超固结饱和软黏土地基非线性固结控制方程,并基于半解析法,编制了相应的计算程序。利用该程序,针对不同排水条件、变荷载、自重应力沿深度实际分布等条件分析双层超固结饱和软黏土地基一维非线性固结性状。计算结果表明,双层超固结软黏土地基比正常固结软黏土地基沉降小、固结发展快。荷载的大小、上下土层先期固结压力、土体压缩性和渗透性的变化等对双层地基的固结性状均有明显影响。     

双层地基一维非线性固结的DQM解

基于Davis和Raymond一维非线性固结理论，利用DQM (Differential Quadrature Method) 推导了初始有效应力沿深度变化、任意边界条件、任意荷载作用下双层地基一维非线性固结的表达式，求得了孔压、有效应力和平均固结度的解答。解的收敛性分析表明，当每层土采用7～9个插值点时，DQM解就可以达到足够精度。而对于无法得到解析解的复杂情况，DQM解具有统一的矩阵形式，有利于计算机程序的实现和求解，符合工程应用的要求。最后在算例分析中，对考虑初始有效应力沿深度变化、矩形波循环荷载下双层地基一维非线性固结进行了探讨。