微生物改性土体研究进展

进入21世纪以来,学科交叉在处理一些科技前沿问题上逐渐表现出强大的竞争力,微生物生命活动及代谢产物可以改变土体微观结构从而改善其工程性质。本文综述了基于MICP（microbially induced carbonateprecipitation）的土体加固技术的国内外研究成果、研究现状,从理、化、生角度较系统地总结了微生物对碳酸盐沉积的作用及改性机理,比选了几种常见的MICP方式,指出了微生物在土木工程中巨大的应用前景及未来亟待解决的问题,并对比了传统地基处理方式与微生物处理方式。     

界面特性及填料粒径影响格栅加筋性能的离散元研究

为研究筋土界面细观结构演化及填料粒径对加筋效果的影响,采用“clump”方法开发了可模拟砂土性状的椭球形颗粒,建立三维离散元模型并结合室内试验结果验证了模型的正确性,系统分析了拉拔阻力、格栅应变、局部孔隙率等力学响应并揭示了其发展规律。拉拔试验结果显示大粒径填料置换后表观黏聚力提高显著而摩擦角变化不大,进行宏细观分析后发现,置换体系颗粒发生了更大程度的位置重排,拉拔力增量主要来源于摩擦阻力。研究成果可为从细观角度探究筋土界面机理提供新的认识。     

大学生结构设计竞赛受压空心杆力学性能试验研究

为探讨大学生结构设计竞赛常用竹条或竹皮制作的不同类型空心杆的基本力学性能,为参赛者模型制作选择合适的截面尺寸,用0.2 mm、0.35 mm、0.5 mm竹皮和2 mm×2 mm和3 mm×3 mm竹条制作了123个长度为100 mm的不同边长的正方形空心杆试件,应用电子压力试验机测试了其极限承载力,并分析了其破坏形式、荷质比及试验与理论计算值的对比情况。试验结果表明:单层竹皮构件以棱角开裂为主,双层竹皮构件以受弯破坏为主,竹皮+竹条组合构件可避免上述两种破坏形式;单层竹皮构件以0.5 mm,边长为10 mm的构件具有较高极限承载力,因手工制作原因导致极限承载力降低可达50%; 0.5 mm双层竹皮构件的荷质比较大,可达400 N/g;单层竹皮+竹条组合构件的极限承载力在1000N左右,荷质比在300～450 N/g之间,与双层竹皮相差不大,因手工制作导致的承载力降低较小,适合受力较大的杆件。     

隧道纵向变形曲线与围岩特征曲线耦合分析

目前,多数关于开挖面空间效应的研究仅采用弹性与理想弹塑性模型进行分析。然而,具有不同地质强度指标（GSI）的岩体呈现不同的峰后破坏模式,应采用合适的力学模型计算表征空间效应的隧道纵向变形曲线。同时,可将相同模型下围岩特征曲线与之进行耦合,从而指导隧道支护设计。提出了一种简便的基于有限差分法的分析方法,该法可计算Hoek-Brown与Mohr-Column屈服准则下,采用理想弹塑性、弹脆塑性、应变软化模型的隧道纵向变形曲线与围岩特征曲线。利用已有研究成果,验证了方法的合理性,并比较了不同GSI范围与不同力学模型下开挖面后部某一位置处的虚拟支撑力。结果表明：GSI越大,3种模型下对应的虚拟支撑力差别越大,更应如实考虑岩体峰后力学行为;GSI中等或较高时,离开挖面距离小于约0.8倍洞径时,理想弹塑性模型设计偏于保守,但大于此距离时情况相反。