堤坝地形对直流视电阻率曲线影响的实验研究

直流电阻率法是一种无损检测方法，因其快速、经济、直观、高效率而常用于堤坝隐患探测中，其基本理论是建立在半无限空间基础上的，然而堤坝作为一类较为特殊的几何体，会影响地下电场的空间分布规律，因此堤坝的这种特殊几何形状会对视电阻率造成一定的影响，从而给测量结果的正确解释带来不利影响。通过对几类简单堤坝隐患模型实验的结果进行分析可知，在堤坝上进行直流电阻率法工作必须进行地形改正，才有可能对测量结果做出正确的解释，最后简要介绍了地形改正的方法。     

不同直径匹配度封堵气囊的工作机理和试验验证

为研究气囊作为临时性封堵装置在隧道工程中的应用情况,建立其受力分析模型,得到了气囊内压和形状随外压增长的变化规律,得到了两种失效模式和正常工作时需要满足的3个控制条件,特别是外压不能大于内压这一独特的控制条件.由于气囊直径与隧道匹配度的大小直接影响封堵效果,因此确定直径允许误差范围在工程设计中至关重要.分别采用直径大于、等于、小于隧道直径的3种气囊进行堵气和堵水的模型试验,得到不同直径匹配度的气囊在气压和水压作用下的变形规律、内外压关系及失效极限状态的控制条件.试验结果表明:直径适中的气囊匹配性最好,气囊的变形和失效模式完全符合理论公式;直径略偏大的气囊若不出现初始贯通的褶皱,其封堵效果和失效模式与直径适中的气囊类似;直径偏小的气囊,由于一部分内压用于抵消使其膨胀至贴紧隧道壁所产生的材料拉力,容易导致其摩阻力不足而在外压作用下产生整体滑动.据此提出了气囊制作误差允许范围上下限的标准,为气囊制作过程中的误差控制提供依据.     

由湖盆摩阻效应激发的地震涌浪的理论计算

首先通过振动台造波模型试验来观测湖盆摩阻效应对地震涌浪的影响并记录实验数据,其次通过建立理论模型求得地震涌浪最大浪高的解析解,最后通过实验数据对理论公式进行验证并对实际工程案例进行分析。此公式优于传统的地震涌浪最大浪高计算方法,可为川藏铁路公路沿线冰碛堰塞湖溃决风险评估、治理提供依据。     

桩体刺入全过程褥垫层的工作特性

褥垫层是复合地基的核心构成,能协调桩、土之间的差异变形。在桩体刺入褥垫层的过程中,褥垫层的工作特性在发生变化,这方面研究还较少见。通过室内模型试验,观测桩体刺入褥垫层不同深度的桩顶压力、桩顶位移量、褥垫层的变形等试验结果,来研究褥垫层的全过程工作特性,并分析桩间土压力、桩径等对褥垫层的影响。结果表明:在桩体刺入过程中,褥垫层存在压密变形、剪切变形、压碎变形3个阶段;桩间土压力对褥垫层的整个变形过程均有影响,在其他条件相同时,褥垫层抵抗的桩顶压力、褥垫层的承载厚度均随着桩间土压力的增大而增大;桩径对褥垫层的影响主要在压碎变形阶段,褥垫层的承载厚度随桩径的增大而增大,且基本呈线性增长。     

砂砾石加高软基路堤变形特性的离心模型试验研究

砂砾石因其变形小、透水性强、价格低廉等特点，作为路基填筑材料比普通素土性能更好，可用于控制扩建路基的差异沉降。文章采用土工离心模型试验开展砂砾石加高软基路堤的变形特性研究，并通过与普通填土加高的对比试验进一步探讨加高软基路堤中砂砾石加高层的特性。试验结果表明，旧路堤沉降较小，新路堤沉降较大，新、旧路堤交界处会发生局部较大沉降。砂砾石由于密度较小且模量较高，减小了路堤加高层的沉降，特别是使加高层内的变形更加均匀。砂砾石层在相对较软的下覆非加高层和浅层软基中引起了应力扩散，减小了这些土层的不均匀变形。砂砾石层对软基变形的影响局限在一定深度，该影响深度约为非加高层高度的2/3。     

轻型J-lay系统技术分析与模型试验

为了适应于不同船体和海域的作业要求,J形铺设技术逐渐向轻质模块化方向发展,轻型J-lay系统具有重要的科研价值和广阔的市场前景。对轻型J-lay系统特点和技术发展进行了介绍分析,并以HYSY201为载体设计了一套轻型J-lay系统,通过模型试验对设计系统进行功能验证。试验结果表明,模型系统完成了预期功能,系统设计合理,结构安全,实现了安全性与可行性的统一。最后提出国产化研究建议,可为我国研制具有自主知识产权的轻型J-lay系统提供参考。     

大型井壁受力模拟试验系统环形加载油缸设计

为研究深厚表土不稳定地层井壁破裂机理,设计的大型井壁受力模拟试验系统可实现土体与井壁界面剪切试验、高应力下含水层的疏排水沉降等试验。由于试验系统存在加载压力大,加载空间位置受限等影响,采用传统液压缸来模拟其力学边界条件,需要的数量较多,在模型有限的加载空间内难以布置,且同步问题使得液压控制系统复杂化。设计的新型组合式环形加载油缸解决了以上问题,并可实现如井壁、桩体等圆柱形地质构件的力学边界的模拟,运用有限元分析对油缸结构做了进一步优化。新型加载油缸的设计为岩土工程地质力学模型试验的加载方式提供了新的思路。     

软土电渗中的浓差极化机理与应用试验研究

浓差极化是界面电阻的重要组成部分，也是电渗能耗问题的主要原因之一。本研究根据电化学原理，分析黏土-电极界面浓差极化产生过程。从缓解浓差极化角度出发，提出了降低界面电阻、减轻电渗能耗问题的新思路。使用电动土工合成材料(EKG)电极进行了一系列电渗阳极界面溶液注入试验，通过主动控制电化学产物浓度的方式对缓解浓差极化的效果进行了验证，并从实际工程出发分析其对能耗的影响。研究表明：缓解浓差极化可以有效降低界面电阻提高电渗效率；在阳极注入碱性溶液的优化方式是有效的，可以大幅度降低界面电阻和提升土体内电流；在界面注入OH^-后阳极界面能耗和能耗系数下降，有效能耗占比显著增涨。本研究能有效减轻电渗的高能耗问题，为电渗在实际工程中的应用提供指导。     

地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷的大型模型试验研究

为研究地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷的发生机理，研制水渗流作用下隧道大型模型试验系统，以青岛黄岛区地铁涌水涌砂灾害为例，再现了地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷的灾害演化发生过程，进一步揭示涌水涌砂诱发地面塌陷的发生机理，在此基础上基于椭圆理论建立涌水涌砂过程中地面最大沉降值的理论预测公式。研究结果表明，地表变形与涌水涌砂具有良好的相关性和滞后性。在涌水涌砂诱发地面沉降过程中，地表变形将经历缓慢变形、急剧变形、地面坍塌3个阶段。地表缓慢变形阶段，灾害影响范围内地表位移缓慢增加，土体土压力及黏土层内测点渗压基本保持不变，而涌水点附近渗压在动水压力作用下逐渐升高。地表急剧变形阶段，土压力和地表位移急剧增加，涌水点附近渗压呈断崖式衰减，而黏土层内测点渗压快速增加，均具有显著的土体塌陷前兆信息，也反映土体塌陷灾害的瞬时特征。地面塌陷阶段，地表变形、土体土压力、涌水点附近渗压基本保持不变。地铁隧道涌水涌砂诱发地面塌陷模型试验研究结果对类似工程防治具有一定的指导意义。     

土体边坡振动台模型试验的相似律研究

在相似第三定理的基础上,采用相似转换的方法,完成了土体边坡振动台模型试验中模型边坡和原型边坡中相似关系设计,推导过程中假设土体的抗剪强度遵循莫尔—库仑定理,考虑地震过程中土体的实际性能,选用等价非线性粘—弹性模型作为土体动力计算模型,对所得相似律进行归一简化,最终得到了符合实际又较简洁的边坡振动台模型试验相似律。