竖井地基热排水固结本构模型及试验验证

考虑饱和土体先期固结压力随温度变化情况,对非等温条件下土体e–lgp曲线上点的移动规律进行研究,建立了饱和黏土的非线性热弹性本构模型,并开发编制了TSDSS有限元程序。同时,开展了竖井地基热排水固结模型试验,将试验结果与模型试验的TSDSS模拟结果进行对比,两者较为吻合,从而验证了该本构模型的正确性,且能从机理上反映热排水固结过程,数值模拟结果进一步表明:土体导热系数越大或渗透系数越小,热排水固结过程中产生的孔隙水压力峰值越大;渗透系数越小,热排水固结越慢;导热系数越大,热排水固结越快。     

考虑温度的软黏土邓肯-张模型参数试验研究

为了获得宁波地区典型软黏土在温度荷载作用下的邓肯-张模型参数,在不同的温度和围压下,对宁波某工地现场的软黏土土样分别进行三轴固结不排水试验。通过分析软黏土的应力-应变曲线的特点,得到了相应的邓肯-张模型参数值,并归纳总结了各参数在温度荷载作用下的变化规律。试验结果表明,随着温度升高,软黏土邓肯-张模型参数中的黏聚力c、内摩擦角φ、试验参数K值呈减小的趋势,试验参数n和破坏比Rf值则呈增大趋势。试验所得的参数值可作为宁波地区岩土工程中软黏土分析计算的参考值。     

太阳能加热排水固结法技术经济分析

针对常规真空预压排水固结法施工时间长、工后沉降大等缺点,提出太阳能加热排水固结法.对系统组成、软土地基处治工艺进行详细叙述,并对经济性、碳排放量等进行分析.研究结果表明,与常规真空预压法相比,太阳能加热排水固结法处理地基固结速度较快,可增加约11％的固结度,提高约11％的地基强度,缩短约32％的工期,减少近18.4％的...     

循环变温条件下滨海软土热固结特性测试研究

随着滨海地区能源岩土工程的兴起与发展,测试分析循环变温条件下滨海软土的力学特性具有重要的研究价值。首先介绍国内自主研制的土体温控固结测试仪,给出温度校核、测试方法和注意事项。基于该仪器测试典型滨海软土在循环变温条件下的热固结特性,详细分析排水条件循环变温过程中软土的孔压消散和沉降变化过程。研究表明：在荷载相同时,土体孔压和沉降回弹随温度升高而逐渐增大,且循环变温引起的累积孔压、累积沉降随循环次数增加而增大,但沉降增加趋势随循环次数增加而变缓;降温时,不同荷载情况下孔压消散速率随循环次数不同而不同,但沉降下降速率与循环次数无关。     

植被根系抗拉性能测试与分析

根的抗拉强度是根系对边坡加固作用的影响因素之一,是衡量根系防护作用的一个重要指标,所以准确地测出植物根系的抗拉强度对于定量研究植物根系的防护作用有着很大的影响。文章对根系的抗拉力学特性进行了比较全面的测试研究。具体内容包括:选取植被采集根系,对不同种类、不同直径、不同长度的根系进行抗拉强度实验,测定其力学性能。结果发现:根系A抗拉强度在2~5 MPa,根系B抗拉强度在9 MPa左右;根系极限抗拉力随根系直径增大而增大,但其抗拉强度与根系粗细关系不大;根系抗拉强度与根系的长度关系也非简单的单调函数关系。     

爆炸作用下淤泥质软土的热力响应试验研究

针对宁波海相淤泥质软土开展现场模爆试验,获得了不同装药量和埋深条件下软土的孔隙水压力、冲击压力及温度的时程分布和演化规律,揭示了爆炸作用下软土中渗流、应力和温度的耦合现象。试验结果表明:随着药量增大,超静孔隙水压力峰值增大,爆炸后数分钟内孔隙水压力消散较快,随后变慢。爆炸后,软土中冲击波向弹性波转化存在一个分界压力,这个分界压力与介质性质有关系,尤其是含气量。温度在软土介质中具有一定的传导时间和上升时间,且在软土介质中的上升较空气中慢。最后,利用相关理论开展计算,并与实测结果进行了对比分析。研究结果可以为沿海软土地区地下人防工程设计及地基压密处理提供参考。     

考虑温度效应的软土固结蠕变耦合模型

软土的固结蠕变是软土地基及构筑物长期变形和稳定性的重要影响因素。在涉热岩土工程兴起和逐渐发展的背景下,研究软土在热力耦合作用下的固结蠕变特性并建立力学模型,对于评估涉热工程软土场地长期变形及稳定性具有重要意义。对此,针对典型滨海软土开展热固结蠕变试验,得到热固结蠕变特性及相关参数取值,建立考虑温度效应的固结蠕变经验公式。结合弹黏塑性理论和热固结理论,推导考虑温度效应的固结蠕变耦合力学模型。在合理性验证基础之上开展算例分析,结果表明:新型热固结蠕变耦合模型能反映土体变形的弹性、塑性、黏性和热胀冷缩属性,能描述土体的热孔压、热回弹和热沉降现象,还能分析软土长期变形的温度效应和时间效应;该成果为软土场地涉热岩土工程问题分析提供了可供参考的理论基础。     

考虑非达西渗流的比奥固结有限元分析

在经典Biot固结理论基础上,建立了考虑非达西渗流影响的固结方程,并用有限元法进行了求解.首先,引入目前广泛应用的Hansbo非达西渗流定律,简要分析了该模型及其参数情况.通过对孔压梯度进行一定简化,结合流量连续条件和力的平衡条件,获得了考虑非达西渗流的Biot固结理论控制方程.在此基础上,基于加权残数法和空间八结点单元,推导了相应的有限元方程.通过在已有程序基础上编制非达西渗流模块,实现了对上述有限元方程组的求解.最后通过与解析理论对比,验证了数值方法的可靠性.结果发现相比于考虑非达西渗流的解析理论,有限元解法误差随非达西渗流控制参数的增大而增大,但总体误差在10%以内;非达西渗流会延缓固结速率,且该影响随着非达西渗流参数的增大而变得明显.     

基于参变量变分原理的地基梁位移非线性分析

提出一种分析地基梁非线性位移的新方法。首先采用分段线性函数对非线性的基底压力(p) -基底沉降(s)关系曲线进行拟合,通过引入控制变量,得到p-s曲线统一表达式。根据地基梁模型能量泛函,结合参变量变分原理和分段线性地基模型中的互补条件,导得一个标准的线性互补模型。该模型可用较为成熟的规划算法进行求解,使地基梁位移非线性求解问题转化为一个标准的数学问题。在对该法的合理性进行验证后,详细推导了集中荷载作用下地基梁位移的非线性求解方程,并对其进行求解。在此基础上,对线性与非线性计算的差异及影响非线性计算结果的因数进行分析,得到如下主要结论：考虑非线性影响时,地基梁位移曲线不均匀沉降增大,地基梁内力增大;随着p-s曲线非线性程度增加以及p-s曲线上进入非线性段临界压力值的减小,非线性影响越明显;荷载大小及梁与地基的相对刚度均会影响地基梁位移分布形式。