土体受施工扰动影响程度的定量化识别

施工扰动改变了土体的应力状态和应变（位移）状态。笔者试图用剪切应变表示施工扰动程度，研究了经受不同剪切应变土体的压缩变形特性，从而确定施工扰动对土体压缩变形的影响。     

膨胀土滑坡和工程边坡新型防治技术研究

国家重点研发计划项目“膨胀土滑坡和工程边坡新型防治技术研究（2019YFC1509800）”基于蒙脱石表面的分形模型,根据等温吸附理论,揭示膨胀土的水力作用机理,建立了膨胀变形理论和广义有效应力理论,提出了裂隙性膨胀土的剪切强度理论;根据膨胀土边坡失稳特征,将膨胀土边坡失稳滑动分为浅层裂隙控制滑坡和深层结构面控制滑坡,针对两种膨胀土滑坡类型,提出了膨胀土边坡安全性评价方法;将膨胀土边坡防治技术分为三类：分“隔”技术、支“挡”技术和加“固”技术（简称“隔”、“挡”、“固”）。分“隔”技术包括非膨胀性黏土盖层、土工编织袋、加筋反包和防排水结构层,支“挡”技术主要为各类挡土墙,如桩板墙、土工编织袋挡墙等,加“固”技术主要包括抗滑桩、锚杆等;提出了土工编织袋、加筋反包和桩板墙防治技术的标准化设计方法,完成了土工编织袋、加筋反包、防排水结构层和桩板墙的应用示范工程,采用现场全自动实时监测技术,验证了膨胀土边坡防护效果。     

酸雨入渗膨胀土的水土化学试验与作用机理分析

弄清酸雨入渗膨胀土所产生的水土化学作用,对获取酸雨区浅表层膨胀土基本性能劣化机理及分析边坡的稳定性非常重要。为此,取广西酸雨重灾区的百色原状膨胀土,研制循环饱水试验装置并模拟不同pH值的雨水入渗环境,开展酸雨入渗膨胀土水土化学试验;运用多种微观测试技术,探究膨胀土的矿物与化学成分演变规律;采用地球化学模拟软件(PHREEQC)及水土化学理论,分析膨胀土与酸雨间水土化学作用机理。结果表明：相比静态水饱和状态,降雨入渗动态水饱和环境能促进膨胀土中矿物质的溶蚀与淋滤,加速土体结构的破坏;酸雨入渗后膨胀土中CaO、Fe₂O₃、K₂O明显大于Si O₂、Al₂O₃等氧化物的溶蚀与淋滤量;雨水的pH值越小,膨胀土片状微结构间溶蚀的方解石及游离氧化物等胶结物越多,离子交换作用增强;酸雨与土中矿物的相互作用加剧,部分伊利石脱钾转变为蒙脱石黏土矿物,导致伊利石含量减小,蒙脱石含量增加,土的亲水性增强而结构不稳定性变大,不利于膨胀土边坡的稳定。     

多头水泥土搅拌桩在填埋场防渗中应用

结合江苏省泰州市生活垃圾卫生填埋场的垂直防渗系统多头水泥土搅拌桩的施工,阐述了多头水泥土搅拌桩的施工原理、施工工艺、技术要求、质量控制和防渗效果的检测。工程实践表明:多头水泥土搅拌桩具有施工效率高、造价低、施工方便和垂直防渗效果好等优点。     

盐溶液中膨润土膨胀变形的计算方法

膨润土的膨胀变形特性会受到盐溶液的渗透吸力的影响,其影响效果与在膨润土上施加外荷载产生的效果类似。因此,用与渗透吸力相关的修正有效应力来表示膨润土实际受到的总外应力。由分形理论可推导出：在双对数坐标下,修正有效应力与膨润土的最大膨胀变形间的关系可用一条直线表示;修正有效应力可利用溶液的渗透吸力和施加的外荷载求得。但不同浓度盐溶液的渗透吸力须通过较为复杂的试验获得,给工程实际应用造成了困难。基于修正的Debye-Hückel公式求得NaCl、NaNO₃、CaCl₂和Ca(NO₃)₂四种溶液在不同浓度下的渗透系数,结果经已有文献验证,计算方法可靠。以此为基础,进一步求得膨润土在不同浓度下所受到的修正有效应力。经试验数据验证,同种膨润土在不同浓度、不同种类溶液下的最大膨胀变形与修正有效应力之间在双对数坐标下存在统一的线性关系,符合理论公式。     

盾构法隧道引起的地表变形分析

在分析盾构法隧道引起地表变形的原因的基础上，将盾尾空隙的大小、注浆充填的程序、隧道壁面土体受扰动的程度和范围等对地层位移有着重要影响，而在实际工程中又难于分别量化的因素，概化为一均质、等厚的等代层，分析了地表变形对等代层参数的敏感性。在有实测位移的情况下，可运用位移反分析法较准确地获取等代层的参数。实例分析表明，这种处理方法用于实际工程中能取得合理的、令人满意的结果。     

砼芯水泥土搅拌桩复合地基工作特性分析

针对砼芯水泥土搅拌桩复合地基工作特性较为复杂的问题,基于砼芯水泥土搅拌桩(DCM)复合地基载荷板试验,采用弹塑性有限元方法,讨论不同芯长比和含芯率条件下砼芯水泥土搅拌桩复合地基的荷载传递、承载力和沉降变化规律.计算结果表明:随着芯长比的增加,越来越多的上部荷载集中至砼芯,同时桩周土体上的竖向应力减小;水泥土搅拌桩外壳在上部与桩周土和砼芯共同承担竖向荷载,随着桩体入土深度的增加变为负责传递砼芯与桩周土之间的剪应力;砼芯长度控制了桩土侧摩阻力的发挥长度,而且使得桩土侧摩阻力沿深度均匀发挥;芯长比和含芯率对于砼芯水泥土搅拌桩复合地基承载力的影响是相互的,选择合适的芯长比和含芯率组合,能最大限度地发挥砼芯水泥土搅拌桩桩复合地基的承载力.     

降雨入渗下非饱和土边坡临界稳定性分析

运用分形模型预测非饱和土的土水特征曲线与导水系数曲线,结合孔隙气体流动分析,模拟降雨入渗条件下的一维非饱和渗透过程。根据非饱和土抗剪强度的分形模型,导出降雨入渗下非饱和土边坡临界深度公式,并分析了影响边坡稳定性的因素。非饱和土的分维与进气值影响土体的水理性质。分维影响降雨的入渗速度与入渗深度,而进气值影响降雨入渗下土体吸力的变化曲线形态。非饱和土的饱和导水系数与降雨强度对边坡稳定性影响较大,在降雨强度远大于非饱和土的饱和导水系数时,孔隙气体在降雨入渗过程中将产生气压,对吸力产生影响。     

超深井提升钢丝绳多层缠绕卷筒的层间过渡装置结构设计

超深矿井提升多通过钢丝绳多层缠绕实现,多层缠绕钢丝绳需在两个挡绳板位置借助层间过渡装置实现钢丝绳向更高层的爬升、换向。传统的Lebus层间过渡装置在超深、高速、重载的工况下存在磨损大、易在2~3层过渡时卡绳等问题。针对这些问题设计了1种新的层间过渡装置,并结合钢丝绳层间过渡时的运动状态推导出层间过渡装置各部分的参数计算公式。该层间过渡装置的设计思想及其计算公式可为超深矿井提升机多层缠绕卷筒层间过渡装置的设计提供有益参考。     

盐渍土氯离子在混凝土中运移的耦合模型研究

通过Comsol Multiphysics模拟了盐渍土氯离子在混凝土内的运移机制。基于Fick第二定律,研究了考虑电迁移场作用、结合作用以及毛细作用的氯离子运移规律。研究表明:结合作用阻碍氯离子向混凝土内部运移,电势场和毛细作用促进氯离子向混凝土内部运移;随着氯离子向混凝土内运移,结合作用逐渐减小,初期的电场作用先增加后减小;随时间增加,结合作用与电场迁移作用减小;毛细作用仅在离子侵入初期约1.5 h内影响明显。在结构寿命期内忽略毛细作用,建立综合扩散、电场迁移及结合作用的耦合模型,预测了混凝土结构寿命,模型得到了较好的验证。