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。     

Experiment and analysis on horizontal bearing capacity single-chamber closed diaphragm wall

井筒式地下连续墙基础内部含有大面积的土芯,由于存在墙内土芯、墙体以及外部土体的相互作用,其水平承载特性复杂。采用水平静载荷试验,进行了3个不同截面尺寸单室井筒式地下连续墙模型试验。便于对比,同时进行了3个相应尺寸的单片墙模型试验。基于墙身内力及位移测试结果,研究了单室井筒式地下连续墙基础的水平承载特性,分析了水平荷载-位移特性、土压力-位移的分布规律,结果表明：单室井筒式地下连续墙基础呈整体倾斜破坏特性,前墙外侧土压力对承载力贡献最大。结合模型试验特征,分别采用4种弹簧的弹性基础分析法和8种弹簧的刚性基础分析法计算单片墙与单室井筒式地下连续墙,与试验结果吻合较好,分析方法可为设计提供参考。     

阻塞式旋流泄洪洞空腔环流的能量特性

旋流泄洪洞内的空腔环流既不同于常规有压流，也不同于明流，因此采用理论分析和模型试验相结合的方法，建立了空腔环流断面的能量积分表达式，并对具有较好抗空化特性的阻塞式旋流泄洪洞内空腔旋流的能量特性进行了研究。结果表明：建立的空腔旋流能量方程利用相关水力特性进行计算的结果符合洞内的能量变化和转化规律，随着阻塞面积收缩比的增大，空腔环流的压强势能所占比例明显增加，动能所占比例减小，与阻塞收缩比增大时壁面压强增大、流速减小的规律一致；在水平洞起始段，切向动能大于轴向动能的部位延长，在阻塞面积收缩比m=0.49时，约增长至5倍洞径长处；增加阻塞，对竖井段的能量损失影响很小，但能较大提升水平旋流洞段的消能率。     

渠道冻融作用物理模型试验相似准则分析

物理模型试验是开展渠道工程冻害问题研究的重要手段,而相似准则是开展物理模型试验的理论依据。根据引起饱和正冻土冻胀变形的"水-热"耦合控制方程、饱和冻土的有效应力原理及基于多孔介质理论中正冻土的静力平衡方程导出的孔隙压力和土水势的相似不变量,导出了冻土模型试验中孔隙压力与时间、变形的比尺准则。采用土工离心机放大重力场,可统一基土冻融作用过程中的孔隙压力与变形量间的比尺,在此基础上探讨了离心模型试验中渗透系数和孔隙水流速的比尺准则,仅当孔隙水动力黏度和孔隙水压力与原型相同时,离心模型试验中基土冻融作用时间效应的比尺为原型比模型的平方。     

乌江抽水站水泵改造选型研究

本文针对乌江抽水站水泵改造实际情况，分析选择水力模型，应用CFD仿真计算并通过装置试验研究其改造后的水力性能，为乌江泵站改造工程提供了重要依据。