水平偏心荷载下斜桩群桩受力性状的离心机模型试验

为研究斜桩群桩在水平偏心荷载下的受力性状,在砂土中开展了一系列离心机模型试验,着重对比了直桩群桩和斜桩群桩抵抗水平及偏心荷载的不同特性。详细介绍了模型试验的装置、方法以及内容。试验结果表明：水平荷载偏心距大小对群桩水平承载力有一定的影响,但是对群桩扭转承载力的影响较小。对于直桩群桩,在试验范围内小偏心距（4.3倍桩径）加载对应的水平承载力大于零偏心距（即纯水平加载）及大偏心距（7.1倍桩径）加载的水平承载力。相同条件下,斜桩群桩抵抗水平、偏心及扭转荷载的能力显著强于直桩群桩。水平偏心荷载下,斜桩群桩中各基桩的桩顶水平位移相互差异较直桩群桩更大,且该差异随偏心距的增加而增大;在多向荷载的共同作用下,基桩桩顶剪力与桩顶位移方向有所不同。水平荷载下斜桩群桩中的基桩轴力显著大于直桩群桩。斜桩群桩较好地发挥了基桩的轴向承载能力,从而能够更有效地抵抗水平荷载。     

砂雨法试样制备平行试验研究

在中国各类基础设施大规模、高速度建设的历史背景下,岩土工程学科也面临空前的机遇和挑战,以岩土离机为代表的大型试验装备也得到迅速发展,为理论研究、实践指导提供了十分重要的研究手段。为推动我国离心模拟技术标准化及在实际工程中的应用,扩大离心模拟技术在工程界的影响力,开展了全国岩土工程离心模拟的平行试验,试验内容包括砂土模型地层的制备、桩基础承载力以及边坡稳定共3大类试验。介绍的是采用砂雨法制备砂土地层的相关试验成果,共有8家单位参与了此项研究工作。试验材料采用福建标准砂,出砂头采用圆筒网眼式或者线型鸭嘴式,落砂装置各单位自备。试验结果分析得到落距-相对密实度标定曲线,并设定土体目标相对密实度（55%和75%）,验证曲线的可靠性;同时考察制备模型地基的相对密实度在空间上的均质性,并对出砂头的类型及孔径大小、流量、出砂头水平移动速度对相对密实度的影响做了初步探讨。     

砂土液化后再固结体变规律表征与离心模型试验验证

针对一定相对密度的饱和砂土,首先开展单元体K₀固结试验和振动液化试验研究,发现饱和砂土液化后体变规律受再沉积和再固结两种机制制约：其中再沉积部分与所受振动历史密切相关,尤其是液化触发后的应变历史,土骨架累积剪应变比越大、再沉积体变越大;而再固结部分受先期固结历史和循环振动历史影响显著,再固结曲线会沿原有正常固结曲线趋势发展,其稳定段再压缩指数比相同条件下的正常固结曲线的压缩指数稍大。据此提出了考虑先期固结和振动历史的砂土液化后体变模型和简化算法,将再沉积和再固结两者统一表达成再固结体变,并建议了再固结压缩指数和假设起始应力的确定方法。进一步开展了水平场地地震液化离心机模型试验,监测模型固结和振动液化过程的沉降,从模型尺度进一步揭示砂土液化后体变规律,并初步验证了本文模型与简化算法的有效性。     

一种纤维加筋土的两相本构模型

纤维加筋土具有较好的应用前景,其应力应变本构关系是工程分析与设计的基础。将纤维加筋土考虑为基本相和纤维相的组合体,分别采用修正剑桥模型和线弹性模型,考虑了大应变时纤维加筋土的屈服,引入了加筋土的合理强度模型作为破坏准则,从而建立了纤维加筋土的一种两相本构模型。同时,开展了纤维体积含量为1%的加筋砂的三轴固结排水剪切试验,对该两相本构模型进行了验证。     

我国四类衬垫系统防污性能的比较分析

对我国填埋场采用的四类衬垫进行了防污性能的比较分析。评价参数包括渗漏率、污染物击穿时间及衬垫系统底部浓度值。除了2m压实黏土衬垫(CCL)外,其余3种均为包含土工膜(GM)的复合衬垫。分析模型采用了污染物通过有缺陷膜复合衬垫的一维运移解析解。以镉离子(Cd2+)为渗滤液中重金属离子的代表;以苯为其中挥发性有机污染物的代表。研究表明土工复合膨润土垫(GCL)复合衬垫的渗漏率最小,2m黏土最大,两者的差别可在3～5个数量级。GCL复合衬垫对重金属离子具有较好的防污性能,尤其是在高水头及复合衬垫接触较差的情形。厚度较大的2m黏土对挥发性有机污染物的防污性能较好,其击穿时间要比GCL复合衬垫大2～3个数量级。随着水头的增大,CCL复合衬垫的防污性能逐渐地优于2m黏土。在10m水头作用下,CCL复合衬垫底部的100年浓度可比2m黏土小近一个量级。单层膜衬垫的防污性能较差,不适合作为填埋场的衬垫系统。控制填埋场复合衬垫的施工质量和渗滤液水头尤为重要。     

结构构件时程动力响应分析的半解析DQ法

本文提出了一种半解析DQ法，分析结构构件的时程动力响应。算例表明，半解析解DQ法的结果与解析解的结果非常一致。这种半解析的DQ法，通过引入类似文献[10]的推广的DQ单元，可以应用到较为复杂的结构的时程动力响应的求解。     

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。     

黄河上游第三系泥质沉积物室内超高压试验研究

通过室内超高压试验 ,再现了黄河上游第三系泥质沉积物成岩作用中的压密变化过程。论证其较好的工程特性是由于曾经遭受较大的压应力作用的结果 (包括自重应力和构造应力 )。这与青藏高原强烈的构造运动和地壳的差异隆升密不可分。对比现场试验与室内试验成果 ,证明用室内超高压试验获得的力学参数与物理指标的关系可以评价第三系泥质沉积物的力学参数 ,具有实际工程意义和应用价值     

水位骤降对边坡稳定性影响的模型试验研究

 自然界中存在着大量的临水边坡,比如河岸、海堤、土石坝、水库库岸以及湖岸等,边坡外水位的骤降极易诱发此类临水边坡的滑坡。通过大型模型试验研究水位骤降引致临水边坡滑坡的原因及失稳模式。模型边坡的尺寸为15 m×5 m×6 m(长×宽×高),边坡部分的高度为4 m。在试验中,通过水位控制系统实现坡外水位的骤降,利用数码摄像、高精度传感器、侧面示踪点等仪器设备详细记录水位骤降过程中边坡内的孔隙水压力、土水总压力,滑动面形态及坡面裂缝的形成和发展过程,揭示水位骤降引致边坡失稳的原因及失稳模式。试验结果表明,坡外水位骤降时,坡内水位的下降速度显著滞后于坡外,产生指向坡外的渗流,是滑坡产生的重要原因;松散填土边坡的失稳模式为有多重滑面的牵引破坏模式。该研究结果有助于深入认识水位骤降引致滑坡的机制,可为治理此类滑坡提供科学依据。     

考虑材料剪胀性的球形空腔扩张问题的弹塑性分析

在考虑材料剪胀性和塑性区弹性变形的情况下 ,研究了塑性区中弹、塑性变形情况以及对应力场、位移场的影响。研究表明剪胀角 ψ和内摩擦角对弹塑性交界处半径R有显著影响 ;给出了塑性区中平均体积应变及弹、塑性变形体积的计算公式和剪胀角的测试方法。通过算例研究发现 ,弹塑性交界处半径R随着剪胀角 ψ的增大而逐渐减小 ,塑性区平均体积应变却随着剪胀角 ψ的增大而增大。研究表明塑性区中弹性变形部分忽略是不合理的