侧限固结时应力比对粗粒土变形的影响

粗粒土侧限变形特性是量化港口填料在不同荷载作用下沉降的重要依据。基于12组不同应力比侧限固结试验,得出侧限条件下加卸荷次数及应力比对粗粒土应变增量的变化趋势,建立粗粒土应变及塑性应变计算模型,并在二维及三维空间下验证了所建模型合理性。结果表明,堆载应力在土体中存在最大影响深度;当应力比相同时,侧限条件下应变增量及塑性应变增量与增量荷载数值无关。粗粒土受荷载循环作用时应变及塑性应变随应力比增大均呈指数函数变化,且其界限应力比处于2. 124～2. 461。建议在港口施工填筑时对地基上部进行多次强夯加固处理,营运阶段应控制最大堆载量并均匀平铺堆场,以降低填筑区的不均匀沉降量。     

钙质砂与陆源海砂的剪切试验研究

针对钙质砂与陆源海砂的特性差异,进行矿物成分分析,以室内击实试验为基础,重塑砂样通过三轴剪切试验,分析钙质砂与陆源海砂的应力、应变等特性的异同。在低围压条件下,钙质砂与陆源砂的应力应变等特性较为相近;钙质砂比陆源砂具有更高的抗剪强度,其颗粒在剪切过程中发生了局部剪断或颗粒破碎,塑性变形比陆源海砂大。     

真空预压加固吹填淤泥土现场试验研究

分析了某滨海地区新近吹填淤泥土的物理力学性质、颗粒组成和强度分布特点,通过现场试验研究了真空预压作用下吹填淤泥土的沉降和强度变化特性,指出吹填淤泥土为大变形沉降,固结和强度提高较慢,加密排水板可促进淤泥土的排水固结,增大沉降,泥面铺设土工布有利于真空压力的平面传递和排水固结.分析了抽真空过程中排水板周围淤泥抱团区的土性、颗粒组成和强度变化,指出吹填淤泥土颗粒细、结构性强度低、含水率高、流动性大是形成淤泥抱团的主要原因,提出了解决设想.     

泥岩颗粒含量对砂泥岩混合料剪切特性的影响

砂泥岩混合料抗剪特性是影响山区港口工程地基处理的因素。采用直剪仪对不同泥岩颗粒含量、法向应力和含水状态的48组试样进行固结排水慢剪试验,分析泥岩颗粒含量对剪应力-位移曲线形态的影响,揭示其与变形、强度间的关系,并建立抗剪强度的经验计算方法。结果表明,颗粒间接触分为同质颗粒接触和异质颗粒接触两类,在应力集中效应下泥岩颗粒破碎是影响砂泥岩混合料强度及变形的重要因素。砂泥岩混合料应力-应变曲线呈应变硬化,其抗剪强度随泥岩颗粒含量增大而减小。     

某粘性土压缩性与微结构形态之间的关系

从土体内部结构形态角度分析了粘性土压缩性影响因素。通过微细结构光学测试系统拍摄了七组压缩性不同的粘性土的微细结构图片，并提取相应的微结构量化参数；运用多元线性回归法对粘性土的压缩系数和各微结构量化参数进行关联性分析，从而确定了各微结构要素对粘性土压缩性影响的大小。研究表明：粘性土的压缩性与颗粒的形态、分布及排列、孔隙的分布情况密切相关；一般来说，颗粒的分布分维、定向度、圆度越小，土体的压缩性就越低，抗压性能就越好。     

含水率对水泥-钢渣复合固化疏浚土性能的影响*

为解决钢渣固化疏浚土水化速率慢、早期强度低的问题,将水泥与钢渣复合,以提高固化土早期强度。通过应力-应变曲线、无侧限抗压强度和弹性模量研究了含水率对水泥-钢渣复合固化疏浚土性能的影响,并分析水泥-钢渣复合固化机理。研究发现：复合固化土强度随疏浚土含水率的降低而增加;1.25倍液限固化土性能更接近1.5倍液限固化土性质。以疏浚土强度100 kPa为标准,试验研究了满足该强度标准的不同含水率水泥-钢渣复合配合比,对水泥-钢渣复合固化剂的实际应用有重要借鉴意义。微观分析表明,水泥钢渣复合作用机理主要是水泥水化和钢渣火山灰反应产生的水化硅酸钙和斜方钙沸石,能填充孔隙、黏结土颗粒、增强土骨架的承载能力。     

考虑土体密实度的钢-土界面剪切特性研究

土体密实程度对内河码头大尺寸钢护筒嵌岩桩的承载性状具有重要的影响。在一定含水率及颗粒级配条件下,控制试样土体干密度分别为1.80,1.85,1.90 g/cm3进行土体与钢板的往复剪切室内试验,探索了不同干密度条件下试样在不同法向应力条件下的剪应力-剪位移关系、极限剪切强度以及界面往复剪切的残余强度。研究发现钢-土界面的剪切过程主要有3个阶段:弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;极限剪切强度满足摩尔库伦准则且随干密度增大粘聚力和内摩擦角均增大,且呈线性增加;往复剪切过程中,研究剪应力的变化情况发现同方向不同循环过程中最大剪应力几乎保持不变,不同方向剪切循环过程中,负方向剪应力均比正方向稍大。     

黏性土宏-细观参数关系的PFC2D模拟研究

选取合理的细观参数是开展PFC2D数值模拟的前提条件,因此开展黏性土宏观-细观参数关系研究具有重要意义。本文利用数值双轴试验模拟室内平面应力应变试验研究黏性土抗剪强度指标c和ψ与细观参数颗粒摩擦系数μ、颗粒切向接触强度τ_c 、颗粒接触强度比n_b/s_b等定性、定量关系。研究结果表明:采用数值双轴试验研究黏性土宏-细观参数关系是可行的;黏性土内摩擦角主要取决于颗粒摩擦系数,颗粒切向黏结强度和颗粒接触强度比是影响黏性土粘聚力的最主要因素。     

考虑含水率的红砂岩蠕变力学特性试验研究*

为揭示不同含水状态下红砂岩的蠕变力学特性，以0%、1.25%、3.16%和5.38% 4种含水率为控制条件，开展三轴压缩蠕变试验。分析蠕变试验结果，探究不同含水条件下红砂岩应变特征、蠕变速率和长期强度的变化规律。研究发现：1）红砂岩在水和应力的作用下表现出3阶段蠕变行为，高含水率岩石在更少加载等级下发生蠕变破坏；2）红砂岩蠕变应变远大于瞬时应变，水的作用促进瞬时和蠕变应变的增长；3）含水率的升高对初始和极限加速蠕变速率的增大起到促进作用；4）红砂岩在4种含水率下的长期强度分别为22.86、21.91、16.27和10.74 MPa，长期强度随含水率的升高而逐渐降低。研究成果可为红砂岩蠕变特性研究及港口地基长期稳定性分析提供参考。     

天津碱渣土基本参数室内试验研究

为明确天津碱渣土的力学性质和基本参数,通过固结、直剪(慢剪、固结快剪以及快剪)、颗粒级配分析、液塑限联合测定等室内土工试验,对碱渣土试样压缩性、比重、强度参数、密度、渗透系数、颗粒级配、液塑限等进行测定。试验结果表明,碱渣土的孔隙比为4.44、含水率达198.1%、压缩模量为1.59 MPa、渗透系数为1.40×10~(-5) cm/s以及较高的液、塑限。相比具有相近孔隙比、含水率等物理力学指标的黏性土和淤泥土,碱渣土的抗剪强度高、压缩性低且渗透性好。通过室内土工试验测得的碱渣土参数准确,可为数值仿真和现场试验等提供数据支持。     

浅析粘性土的动孔隙水压力及其计算模型

介绍了应用于饱和粘性土的几种孔压模型,分析了这几种模型在饱和粘性土在循环荷载作用下的情况,由此选出最好的孔压模型。这对于粘性土孔压模型的建立和解决动荷载作用下土的强度变形问题,具有的参考意义。     

不同冻结条件对膨胀土三轴剪切强度的影响

为了研究季节性冻土区膨胀土力学性能随冻结条件变化的规律,对膨胀土在不同围压、温度和含水率条件下开展三轴固结排水剪切实验,分析了各组试样应力-应变曲线和强度指标的特点。     

千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩沉降特性分析

将高应变拟合分析的荷载-沉降(Q-S)曲线与静载试验直接测得的Q-S曲线进行对比分析,可获得千枚岩上覆钙质砂层大直径钢管桩的沉降特性。分析结果表明:当大直径钢管桩穿过较薄的钙质砂层且进入较硬的强风化千枚岩层足够深度时,Q-S特性表现为端承型桩,桩顶沉降主要由桩身压缩引起,残余沉降小;当大直径钢管桩穿过深厚钙质砂层且桩端支承于偏软的强风化千枚岩层时,Q-S特性表现为摩擦型桩,无论高应变还是静载试验,均能充分发挥土阻力,达到极限荷载时沉降急剧增大,累计总沉降量和残余沉降大;千枚岩层上覆钙质砂层的厚度对大直径钢管桩承载力影响微小,大直径钢管桩的极限承载力主要取决于穿过钙质砂层后进入千枚岩层的深度以及千枚岩持力层强弱。     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

含平行裂隙白砂岩的三轴压缩数值模拟研究

本文基于相似理论,建立了颗粒流PFC3D模型,对含平行双裂隙的类岩石试样进行三轴压缩试验的模拟,来研究裂隙倾角及岩桥倾角对试样三轴抗压强度的影响,并分析了三轴压缩下试样裂纹延伸扩展破坏规律。结果表明围压会降低裂隙角度对岩体的三轴抗压强度的影响;不同围压下,岩桥倾角与试样的三轴抗压强度变化规律保持一致;在加载过程中,不同裂隙角度试样的起裂区均集中在预制裂隙尖端及两平行预制裂隙间,且裂纹大多始于尖端。     

尺寸效应对砂砾料动力变形特性的影响试验研究

饱和砂砾料动力特性是土石坝工程中的难点问题之一,由于试验仪器、费用等原因,在动三轴试验时多把砂砾料中的大颗粒剔除,导致试样试验结果与实际坝体砂砾料的性质存在尺寸效应.对不同直径的试样进行动三轴试验,分析对比不同直径砂砾料的动力变形特性的尺寸效应.结果表明,砂砾料的动力变形存在"拐点粒径"效应,小直径试样的动应变规律类似松砂;大直径试样的动应变发展与密砂类似;不同直径试样的往返剪应力相差较大,因此,必须考虑尺寸效应对砂砾料动力变形特性影响,其对于砂粒料动力反应的数值分析具有重要意义.     

不同含水状态下花岗岩失稳破坏特性研究

开展不同含水状态下岩石失稳破坏特性研究,对岩石安全施工及岩石工程灾害预测预警等具有重要意义。本文以花岗岩作为试验对象,将花岗岩在单因素下(不同含水状态)进行单轴压缩试验,通过分析其力学特性和声发射特征参数,探讨其在不同含水状态下受压过程破坏规律。试验表明:不同含水试样应力应变曲线特征不显著,但宏观破坏特征差异较大;干燥、自然、饱和状态下各岩石试样强度依次减小;不同含水状态对试样的累计振铃计数、累计能量有明显影响。     

不同类型滤膜排水板真空预压现场试验研究

随着港口建设的快速发展,高效、快速处理新近吹填淤泥成为迫切需要解决的问题。在现场试验的基础上,结合各项监测及检测结果,分析真空预压加固机理,对比不同类型滤膜排水板的加固效果,并研究不同类型滤膜排水板的淤堵情况。试验结果表明:采用防泥蝶形接头直接连接排水板和钢丝软管,可很好地提高真空度的传递效率,管到排水板的真空度损失小;抽真空过程中,土中细颗粒随着水向排水板附近移动形成"土柱",距排水板越远,孔压消散越差,土体的剪切强度越小,结合孔压监测数据和土体剪切强度值分析得到"土柱"的深度范围为1.5~2.0 m,进口滤膜排水板的处理效果优于合资滤膜排水板,普通滤膜排水板处理效果最差;处理后排水板的渗透系数仍能满足设计要求,土体的渗透系数随着距排水板距离的减小而减小,板间土处理较差主要原因是"土柱"阻碍了真空度向周围土体的传递。     

内河疏浚土抗剪强度随含水率变化规律的试验研究

疏浚土的综合利用在促进社会和谐发展、建设节约型资源、发展低碳经济方面具有举足轻重的作用。采用大变形多功能土工环剪仪,对京杭运河施桥船闸段疏浚淤泥土的物理力学特性进行试验分析,研究约束压应力对固化土强度的影响。结果表明,内河淤泥试样的密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数等物理参数随着淤泥含水率的增加而降低;生石灰固化剂的添加能够明显改良淤泥土的物理参数;淤泥固化土料的压缩模量、黏聚力、内摩擦角受到轴向约束压应力的显著影响。实际工程中建议增大固化土料的轴向压缩应力以提高土料强度。     

插板降水强夯置换法在处理砂混粘性土地基中的应用

对于介于软粘土和砂性土之间的砂混粘性土或粘性土混砂地基,因土体颗粒细、渗透性差,孔压消散慢,土体是否可以直接承受强夯施工,保证置换体形成足够强度是方案成败且达到较高加固标准的关键。设计通过进行试验区现场试验,得出打设塑料排水板+降水强夯置换处理工艺可以取得比较好的加固效果,达到工程使用要求。