霍尔效应传感器在土工试验中的应用

0　前　　言 常规三轴仪已在业界广为应用 ,但并不完美 ,其误差可分为 :设备柔性误差、端部约束误差及基座误差 ,见图 1。国内外就如何提高三轴仪的测量精度开展了一系列研究 ,如Roscoe[1] 、Lo ,Chu[2 ,3 ] 、王洪瑾[4] 及其同事通过误差率定和改进试验手段来减少橡皮膜的顺变误差 ,Sarsby等[5] 对端部约束误差的机理进行了研究。然而以上方法会受到各种随机因素的影响 ,故很难精确地修正这些误差。可靠的方法是采用有效的试验手段来削除或减弱这些误差 ,如Clayton等[6,7] 建议将测量装置由压力室外部移至内部 ,且只测量试样中部三分之一区域的变形 (局部变形 )。     

广义塑性力学中的屈服面的研究

基于广义塑性力学，详细讨论了屈服面和塑性势面的对应关系以及岩土材料的3类屈服面（即体积屈服面q方向上及θσ方向上的剪切屈服面）的基本特征，尤其是提出了能考虑剪胀与剪缩的体积屈服面和Lode角θσ方向的剪切屈服面。     

岩土材料屈服与破坏及边(滑)坡稳定分析方法研讨——“三峡库区地质灾害专题研讨会”交流讨论综述

在中国力学学会岩土力学专委会主办的“三峡库区地质灾害专题研讨会”上,与会专家以边（滑）坡引发的地质灾害为背景,集中讨论边（滑）坡工程治理中的力学问题。第一个中心议题关系到岩土材料的屈服与破坏准则,指出屈服与破坏的不同、屈服准则的不同形式,尤其是提出岩土材料统一强度理论、摩擦能的概念与岩土能量屈服准则以及基于三剪强度理论的智能岩土屈服准则;探讨岩土材料破坏准则及其可以表述的各种形式,提出应变表述的破坏准则,并研究砂土剪切带形成与渐进破坏进程;介绍我国应用能量原理研究岩石破坏机制及岩体水力劈裂机制的进展。第二个中心议题重点讨论边（滑）坡稳定分析方法中的有关问题,如边（滑）坡安全系数定义的分析与选用,提出c,？的双安全系数（双折减系数）的定义及其计算方法;讨论边（滑）坡传统稳定分析方法与数值方法的进展,提出多种新的解法,并进行相互比较。在传统稳定分析方法中给出简化Bishop法的解析解、边坡三维分析准严格极限平衡法以及用滑移线对边坡滑动区划分单元的运动单元法,并用于分析研究边坡在干湿循环条件下的长期稳定性,进一步扩展边坡传统分析方法。数值分析方法中,除应用有限元、离散元、有限差分等方法外,土体渗流分析与有限元强度折减法结合的边坡稳定分析方法正在迅速发展,并在边坡稳定分析中从经典弹塑性力学扩展到非平衡态弹塑性力学,从岩体变形理论扩展到岩体变形控制与加固理论。这表明数值分析在边坡稳定分析与边坡加固中将逐渐起主导作用。肯定有限元强度折减法的可行性、优越性与实用性,提出在其应用中需要解决的一些问题及应用中的一些经验,并把强度折减法应用到离散元法与岩石破裂过程分析方法中。研究讨论有限元强度折减法中岩土结构失稳破坏的判据,提出多种判据,主要有滑面上塑性应变或位移出现突变、有限元数值计算不收敛及从坡角到坡顶塑性区贯通等。但至今尚无一致的意见,认为各种判据的结果相差不大,与传统方法接近。最后,提出边坡三维分析的准严格传统方法与基于强度折减的数值分析方法,向三维分析迈进一大步。     

沉埋桩加固滑坡体模型试验的机制分析

为研究沉埋桩加固滑坡体的作用机制,采用土压力盒和壁面式压力盒等多种测试手段,完成一系列室内大型模型试验.在外界施加的滑坡推力作用下,测试桩后推力和桩前抗力,分析桩后和桩顶坡体受力状态的变化.根据监测数据的动态变化,判断坡体出现滑裂面的时间和滑裂面的位置,并分析桩抗滑段长度变化时滑坡体的破坏形式与变化规律,同时计算桩顶以上坡体承担的滑坡推力;判断桩身截面的物理状态,计算坡体出现滑裂面时桩身所受的滑坡推力,分析沉埋桩加固滑坡体的机制、桩长变化桩身所受的滑坡推力及其分布规律与桩顶滑体所承担推力之间的关系,为沉埋桩设计提供科学依据.     

颗粒材料的组构-应力关系与等效应力法

对已有各向异性本构模型的建模思想进行系统地回顾,指出组构方向性的刻画大都归结为组构-应力坐标变换问题。对于各向异性材料而言,沿不同方向的土骨架的有效承载面积不同,总应力需要以各组分实际承载面积为权重进行分配。通过引入变换张量,提出等效应力张量,使之可以综合地描述颗粒材料的各向异性水平、材料内部真实应力的大小以及组构-应力的方向关系。将颗粒材料的宏观各向异性视为细观尺度上各向异性应力作用在各向同性材料上的结果,以等效应力张量描述细观尺度上的各向异性应力,以已有本构模型来刻画等效各向同性材料的力学特性,提出对现有的各向同性破坏准则与本构模型进行"各向异性化"改造的一般性方法——等效应力法。以SMP准则为例进行"各向异性化"改造,通过与已有试验结果对比,验证了这种"各向异性化"改造的合理性和有效性。     

花岗岩隧道地震响应机理及减震技术探析

利用FLAC3D软件对花岗岩隧道的地震响应机理及泡沫混凝土减震层的减震效果进行了分析。通过对比塑性区范围、围岩应力场分布、应变增量以及衬砌结构内力等指标,得出了一些有益的结论：泡沫混凝土减震层能有效降低围岩中的最大主应力,并改善岩体中的应力场分布,使最大主应力出现的部位远离隧道临空面;其次,减震层还大幅降低了衬砌结构的轴力。该结论可为花岗岩隧道抗震设计提供一定的参考。     

土工格栅加筋土挡墙在某机场滑坡治理工程中的应用

通过在某机场治理工程土工格栅加筋土挡墙的设计计算中引入有限元强度折减法,对工程的稳定性和筋-土界面似摩擦系数、筋带长度及填土强度参数等因素对加筋土挡墙稳定性的影响进行分析。分析表明,土工格栅加筋土挡墙的设计方案既恢复了机场设计宽度的土面区,又减小了对填筑体高边坡前部老滑坡的影响,工程稳定性也达到设计要求。同时,采用有限元强度折减法进行土工格栅加筋土挡墙的设计计算,充分考虑土工格栅和土体之间的相互作用,较好地克服传统方法的不足。     

三排微型桩内力分布的数值模拟

该文将强度折减法与有限差分程序FLAC~(3D)相结合,对同一排内均匀布置且具有纵向联系梁的桩心配筋微型桩进行数值分析。在利用实体单元和理想弹塑性本构模型模拟桩体得出加桩边坡的稳定系数后,采用可以直接得到弯矩和剪力等内力的结构单元Pile对桩体进行模拟,Beam单元模拟连系梁,得到了三排微型桩在破坏前不同滑坡推力下的内力分布规律。桩体受最大弯矩与剪力均位于滑带处,滑坡推力较小时第一排桩所受弯矩和剪力最大,第二排其次,第三排最小;滑坡推力较大、接近破坏时最大弯矩分配为第一排最大,第三排其次,第二排最小,剪力为第一排和第三排较大,第二排最小。     

桩基础承载力室内试验与数值计算研究

为深入研究桩基础破坏特征,解决桩基础承载机理和破坏条件问题,自行设计桩基础承载力室内试验,对桩顶外力、位移、桩侧摩阻力与桩底反力进行了全方位测试。采用临近桩基破坏时减小加载量的方法,结合数值模拟极限方法分析,在两种方法所得P-s曲线中可以找到陡降的破坏点。两种方法的极限承载力、桩底反力吻合较好,表明室内试验可信,数值极限方法可行。依据以上两种方法,提出了桩基的三点破坏特征:(1)破坏时桩顶位移突变,破坏后有时会有所反弹;(2) 破坏时桩底反力突变并出现明显反弹;(3) 破坏时桩侧摩阻力出现先降低后增大现象。这些特征表明桩基破坏后桩侧与桩底承载力还将提高,使桩基仍然维持力学平衡状态,表明桩基这种破坏特征与其他基础形式不同。综合桩基础破坏特征,提出应按第一次桩顶位移突变作为控制桩基础承载力的条件。本次研究只是探索,还需现场试验的验证。     

岩质边坡弹黏塑性计算参数位移反分析研究

 在引入复变量求导法的前提下,依据弹黏塑性有限元基本原理,采用牛顿–拉普拉斯变换迭代优化法来反算计算参数,运用Fortran语言编制弹黏塑性位移反分析程序,通过2个实例的验证,依据关键测点位移,既可反算强度参数又可反算流变参数,搜索效率高、计算准确,充分说明该方法在岩质边坡的参数反算中的可行性。