非饱和土刚性挡墙抗倾覆临界嵌固深度研究

基坑周围土体实际处于非饱和状态,忽略基质吸力的饱和土挡墙抗倾覆设计不合理。基于非饱和土的平面应变抗剪强度统一解,考虑非饱和土强度的中间主应力效应和非线性,利用力矩相等推导基质吸力均匀和线性2种分布下基坑刚性挡墙的抗倾覆临界嵌固深度方程,给出工程应用步骤,并得到新提出的抗倾覆临界嵌固系数的参数影响特性。所得结果为系列化的有序解答,具有广泛的理论意义和很好的适用性。研究表明：基坑刚性挡墙抗倾覆设计的强度理论效应明显,考虑中间主应力效应可以更加发挥非饱和土体的强度潜能;基质吸力及其分布对抗倾覆临界嵌固系数具有显著影响,应合理假定基质吸力分布并采取工程措施确保其稳定存在;处理非饱和土强度非线性影响有2种方法,采用稳定较小吸力角的方法1简单偏保守,采用分段双曲线吸力角的方法2精确稍复杂,应正确认识高基质吸力对非饱和土强度及其结构设计的双重影响。     

地铁工程中抗剪强度试验方法选择及指标应用

红杭州地铁一号线主要建筑物均位于软土地基中,土的抗剪强度对建筑物稳定与安全关系重大。本文简要分析了地铁工程前期勘探阶段地下隧洞的软土围岩及地铁车站深基坑软土边坡、基坑底部土体的应力状态与抗剪强度试验方法关联,指标的选用及实际应用中应注意的问题。     

软黏土地基土体抗剪强度若干问题

针对不少土力学教材和规范规程认为由 UU 试验得到的是饱和黏性土的抗剪强度指标,将黏性土不排水抗剪强度视为土的抗剪强度指标的错误概念,首先分析了土的抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别,然后通过分析三轴固结不排水剪切试验和土的抗剪强度指标的测定,三轴不固结不排水剪切试验和土的不排水抗剪强度的测定,讨论了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。通过软黏土地基中土体的抗剪强度及测定方法的讨论,再次说明了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。最后提出岩土工程稳定分析四者相匹配原则。通过讨论分析,澄清了一些模糊概念,有利于提高岩土工程分析水平。     

抗承压水基坑底板的临界厚度计算方法

规范中的突涌分析方法仅考虑隔水层土重的影响,忽略了隔水层的土体抗剪强度对抵抗突涌的作用,计算结果往往与实际偏差较大.许多学者对此进行了改进,但大多假定基坑底部隔水层为均质线弹性梁(板)单元,这与实际有偏差.通过对基坑底板的受力平衡分析,考虑底板破坏时四周破坏面上土体抗剪强度的贡献,提出一种可以考虑土体抗剪强度的基坑突涌隔水层临界厚度简便计算公式。多个实例计算表明,根据该公式所得的计算结论与实际相符。     

土体抗剪强度试验方法及强度指标的物理含义

对土的抗剪强度理论作了简述,介绍了工程中常用的测定土的抗剪强度试验方法,根据三轴剪切试验和直剪试验时固结排水条件的不同,分析了六种试验方法的对应关系及不同强度指标的物理含义,以合理选用抗剪强度指标,保证土体分析结果的可靠性。     

线性吸力下非饱和土条形地基临界荷载三剪统一解

基于非饱和土抗剪强度三剪统一解,该解充分考虑了中间主应力效应、材料拉压不等特性和强度准则差异对非饱和土抗剪强度的影响,严密推导了基质吸力线性分布下条形地基临界荷载三剪统一解,讨论了中间主应力、有效黏聚力、有效内摩擦角和强度非线性等参数对临界荷载的影响。研究结果表明:在基质吸力均匀分布和线性分布下,临界荷载随着中间主应力的增大呈现线性增大,中间主应力效应对临界荷载具有显著影响;临界荷载随着有效黏聚力的增大呈现线性增大;临界荷载随着有效内摩擦角的增大呈现非线性增大;处理非饱和土强度非线性采用双曲线吸力角的方法二精确但复杂,高基质吸力下基质吸力对强度提高的影响大于对吸力角使强度降低的影响。非饱和土临界荷载三剪统一解包含了多种屈服准则下的计算公式,具有较广泛的适用性,可为实际工程提供一定的参考。     

强夯处理黄土地基对抗剪强度影响的分析

本文通过具体工程强夯前后地基土体抗剪强度试结果的分析，研究了强夯法处理湿陷性黄土地基对消除黄土湿陷性的显著效果和对地基土体抗剪强度参数的影响规律，探讨了强夯法对黄土本抗剪强度产生的不利影响和产生这些不利影响的内在机理及发生发展过程，在此基础上评价了强夯法处理湿陷必璜 土地基的适应性和对某些地基土体处理效果的局限性。     

固结后软黏土不排水抗剪强度简化计算方法比较

由于剪切破坏时的孔压难于确定,软黏土的稳定分析常采用不排水强度分析法。文中简要回顾计算软黏土不排水抗剪强度的Mesri法、Ladd法和有效固结应力法,推导相应的计算不排水抗剪强度全量和固结后增长量的简化公式。结合杜湖水库土坝和东海塘海堤试验段两个工程实例,分别用3种简化方法计算了不同加载和固结阶段地基土的抗剪强度,并与现场十字板强度进行对比。分析表明:对于固结后不排水抗剪强度的增量,有效固结应力法、Mesri法和Ladd法的计算值与实测值均较为吻合;由于有效固结应力法计算的抗剪强度增长值普遍略高于实测值,文中建议了相应的修正公式;用有效应力法计算土体固结后的强度增量结果明显大于实测结果。     

多维图解反算法确定膨胀土滑坡土体的抗剪强度指标

由于膨胀土滑坡土体的特殊力学性质和滑动时受到扰动，滑坡体稳定分析中的重要指标——抗剪强度很难用一般试验方法确定。采用多维图解反算法可以准确方位地确定膨胀土地区滑坡土体的抗剪强度指标，膨胀土滑坡的具体算例说明了该方法的有效性。     

土体粒径对盐生植物根–土复合体抗剪强度影响的试验研究

 为研究盐生植物根系的固土护坡力学效应,探讨土体粒径对植物根系加筋固土作用和提高土体抗剪强度的影响。以青海柴达木盆地大柴旦盐湖区为研究区,选取海韭菜(Triglochin maritima Linn.)和无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.)2种优势盐生植物作为供试种,选取粒径大小分别为颗粒直径d≤0.25 mm和d≤0.5 mm粒径条件下的2种土体,制备根–土复合体扰动试样和不含根系素土扰动试样,分别进行了不固结不排水三轴压缩试验,以探讨2种盐生植物增强土体抗剪强度贡献,以及2种粒径条件下的根–土复合体抗剪强度指标变化规律;在此基础上,探讨土体粒径差异对根–土复合体抗剪强度的影响。试验结果表明：盐生植物根系加筋固土作用主要表现为在2种不同土体粒径条件下,海韭菜根–土复合体与无脉苔草根–土复合体抗剪强度强度均显著大于素土抗剪强度,且垂直布根海韭菜根–土复合体的抗剪强度显著大于水平或倾斜布根无脉苔草根–土复合体抗剪强度;土体粒径的差异可影响植物根系增强土体抗剪强度大小,即主要表现为在相同的含根量条件下,土体粒径愈小,由该粒径土体与根系共同组成的根–土复合体黏聚力值则愈大。同时,进一步研究表明,水平或倾斜布根的无脉苔草根–土复合体的抗剪强度受土体粒径大小的影响,相对大于垂直布根的海韭菜根–土复合体中的土体粒径大小对其抗剪强度影响。研究成果对于进一步探讨盐生植物根–土复合体抗剪强度的影响因素,以及利用盐生植物有效防治研究区水土流失、土壤侵蚀等地质灾害方面具有重要理论指导意义。     

深基坑土钉墙支护施工仿真分析

针对深基坑土钉墙支护，采用三维非线性有限元分析方法，模拟研究了深基坑的开挖与支护过程。计算中考虑了初应力和土体材料的非线性及钉土之间的相互作用。通过实例分析，给出了深基坑开挖与支护过程中土钉的轴力、钉土界面剪应力及基坑位移场等的情况，同时证明了选用经反分析得到的土体力学参数其结果更加准确。     

新型复合砌块砌体抗剪强度试验研究

保温轻质混凝土空心砌块混合生土复合墙体结构是由聚苯乙烯发泡材料(EPS)混合土为内芯、轻质混凝土砌块为外模组成的一种新型复合砌块砌体结构形式,其具有保温和抗震为一体的特性,非常适合村镇建筑。以内芯材料配合比强度、灌芯率和砂浆强度等为影响因素,对9组27个抗剪试件进行试验,并分析这些因素对该复合砌块抗剪强度的影响。同时通过一组烧结砖和一组混凝土多孔砖的试件与其进行对比。结果表明:内芯材料强度对抗剪强度影响最为显著;砂浆强度对抗剪强度具有一定影响;内芯材料对抗剪强度贡献占71%;相同条件下,由于内芯的整体效果,该复合砌块砌体的抗剪强度均高于黏土砖和混凝土多孔砖砌体的抗剪强度。     

A Case Study on the in-situ Matrix Suction Monitoring and Undisturbed-Sample Laboratory Test for the Unsaturated Colluvium Slope

Huafan University is located on the slope of the Ta-Lun Mountain area. The slope surface in this area is a colluvium soil cover layer with loose non-uniform particles, with high permeability. Because it is situated above a rapidly changing water table, the pore water pressure varies dynamically, depending on the weather conditions. In the dry season, most of the topsoil behaves in the unsaturated condition such that the matrix suction in the soil increases its shearing strength. In contrast, when heavy rainfall occurs, the seepage by precipitation tends to destroy the existing matrix suction. This reduction in soil strength frequently results in slope failure. This study, focuses on the variation of matrix suction of the colluvium soil in different precipitation conditions with varying vegetation at the campus of Huafan University. The analysis of the in-situ monitoring results and the laboratory test results for the undisturbed specimens taken from the field, with shearing strength and matrix suction taken into account. It is expected the results to be a useful reference for disaster protection on slopes.     

基坑土体卸荷剪切模量真三轴试验研究

通过对基坑土体真三轴卸荷不排水试验结果的分析,研究了由广义虎克定律推导出的土体广义剪应力与广义剪应变的关系,并根据土体实际应力路径定义了中主应力系数,推导了基坑土体卸荷切线剪切模量计算公式。研究表明:土体广义剪应力与广义剪应变关系曲线呈明显的非线性,中主应力对土体强度的影响存在区间效应。在中主应力σ2的数值由σ3逐步增加到σ1的过程中,土体的强度逐步提高到一定峰值后,再逐步减小。     

膨胀土抗剪强度与含水量的相互关系

通过标准湿砂法和滴水法试验,研究了膨胀土抗剪强度参数随含水量的变化关系,提出膨胀土随含水量变化的抗剪强度公式,给出膨胀土的强度参数,并对抗剪强度参数随含水量变化的机制进行分析.     

直接剪切试验方法及应用分析

抗剪强度是土的重要力学性质指标之一,它为工程勘察设计提供地基评价和计算承载力的重要参数。直接剪切试验是测定土抗剪强度最常用的方法,在简要阐述土的直接剪切试验方法的基础上,结合多年的实际操作经验,对不同的直剪方法及不同类型试样的特点进行了分析对比,并总结出值得注意的一些操作要点。     

沙漠路基边坡抗风蚀能力现场试验研究

将路基边坡土体抗剪强度的变化作为其抗风蚀能力的表征。通过现场原位十字板剪切试验,以土体抗剪强度变化率为参数,确定沙漠路基边坡风蚀影响区域的临界边界,考虑环境风场强度、路基断面形式、路线走向与风向间关系、由边坡向路基内部方向水平延伸深度等因素的影响。建立路基边坡风蚀影响深度的预测模型,分析风蚀影响区域内土体抗剪强度的变化规律。试验结果表明:路基边坡风蚀影响区域临界线纵、横坐标呈幂函数变化形式,就该试验路段测试结果来看,风蚀影响区域水平延伸深度为0.37～0.67m。同时,风蚀影响区域内土体抗风蚀能力呈现出由坡面向路基内部方向逐渐增强、由坡脚向路肩方向逐渐减弱的趋势,且当路线走向与风向夹角为90°时路基抗风蚀能力较弱,常年主导风向作用下路基迎风坡抗风蚀能力小于其背风坡。对沙漠路基边坡抗风蚀能力进行定量分析,揭示沙漠路基边坡的风蚀机理。     

剪切速率对非饱和黄土抗剪强度影响的试验研究

针对非饱和黄土具有的特殊结构强度,进行了不同剪切速率下的直接剪切试验和三轴试验,通过分析不同剪切速率和不同垂直压力对直剪抗剪强度的影响,得出了与饱和软土不同的结论,并指出非饱和黄土直接剪切试验的剪切速率宜为1.0 mm/min。     

纯摩擦桩荷载-沉降曲线的拟合方法及其工作机理

本文用有限单元法模拟了挖孔灌注纯摩擦桩的实测荷载P-沉降S曲线。文中对纯摩擦桩摩阻力的产生用土工试验的直剪和单剪试验来解释,在这一基础上建立了数学模型,并在模型桩与土之间引进了节理单元以模拟土的剪切面进入塑性状态后的剪力和位移。为确定代表土抗剪强度的节理单元竖向刚度系数,文中提出了一套相应的计算公式和试算迭代的计算方法,用来逐步逼近其真值。并认为:有了拟合实测P-S曲线的方法便有可能通过原位试桩得到土的剪力-剪位移曲线,为进一步反演土的本构关系提供新的途径。 文中根据算得的土中竖向位移和最大剪应力分布,对纯摩擦桩的工作状态和破坏机理作了分析,认为桩侧土体的抗剪强度直接决定着摩擦桩的承载力。     

筋箍碎石桩复合体抗剪性能研究

筋箍碎石桩复合体抗剪性能对其稳定性分析至关重要。文章采用大型直剪仪,开展多组单根筋箍碎石桩及桩周土形成的复合体的直剪试验,深入分析了法向应力、桩周填土性质、筋材抗拉强度等因素对复合体抗剪性能的影响。试验结果表明：筋箍碎石桩复合体的抗剪强度大于普通碎石桩复合体,且筋材抗拉强度越大,加筋效果越明显,复合体抗剪强度的提高幅度越大;当桩周为砂土时,砂土相对密实度对复合体抗剪性能影响较小;当桩周为黏土时,黏土含水量越高,筋箍碎石桩复合体的抗剪性能越低。筋箍碎石桩复合体可能出现筋材胀裂破坏、筋材剪断破坏及桩身弯扭破坏等3种受剪破坏模式。此外,筋箍碎石桩复合体的抗剪强度可采用面积置换率法计算。