吉林地区草炭土物理力学指标相关性试验研究

通过大量土工试验,对鹤(岗)—大(连)公路路基草炭土密度、含水量与天然孔隙比及压缩系数进行相关性研究,发现草炭土密度与天然含水量存在较好的幂函数关系;密度与天然孔隙比及压缩系数存在较好的指数函数关系;含水量与天然孔隙比及压缩系数均存在很好的指数关系。通过对比发现,各参数之间的相关关系与理论公式吻合较好。比较吉林省其他地区草炭土物理力学指标的相关关系,均与鹤大草炭土显示出很好的相似性。结果表明:本文所建立的草炭土密度、含水量分别与天然孔隙比、压缩系数的相关关系,可以为吉林地区草炭土地基参数计算及预测提供重要参考。     

非饱和黄土强度特性的常规三轴试验研究

以马兰黄土为例 ,对非饱和黄土的强度特性进行了常规三轴试验研究 ,根据试验结果 ,提出了非饱和黄土的吸力强度与饱和度之间的非线性关系表达式 ,并证实了非饱和黄土抗剪强度与含水量之间存在指数函数关系。     

击实膨胀土工程变形特征的试验研究

以湖南邵阳膨胀土为例,对3种击实膨胀土工程变形特性进行了试验研究。试验结果表明：膨胀土的起始含水率和起始干密度对其膨胀力和膨胀量大小的影响是主要的外部因素;根据膨胀力试验和膨胀量试验的试验数据,拟合出膨胀力曲线和膨胀量曲线的变化规律均为指数关系。同时,还研究了膨胀速度曲线、收缩特性曲线的特征及膨胀和收缩两个过程的相似关系。研究结果为膨胀土路堤的设计及膨胀土地基处理等膨胀土问题提供了重要的依据。     

无粘性泥沙起动条件对比研究

从泥沙起动的已有研究成果出发,推导出常见的3种泥沙起动条件的转换关系.利用这些关系,将国内外现有的几十种泥沙起动条件进行了统一,可得各种公式的K值一般在337～786之间.为合理选用起动公式提供了依据.在此基础上,用韩其为1965年在岷江五通桥茫溪河进行的卵石起动的野外水槽试验资料与一部分经典公式计算结果进行了对比研究.为岷江都江堰河段合理选用卵石起动公式提供了依据.     

基于Eshelby张量和Mori-Tanaka等效方法的砂卵石土等效弹性模量研究

砂卵石土是物理力学性质既不同于砂土也不同于完整岩体的离散体,将其简化为砂土为基体,卵石为椭球形夹杂的两相复合材料。在小变形条件下,考虑卵石的含量和分布,采用Eshelby张量和Mori-Tanaka等效方法,运用替换迭代方式,从理论上推导出等效柔度张量一般性计算方程;重点研究卵石为球形时（椭球的一种特殊情况）砂卵石土等效弹性模量,通过编写程序求得其数值解,并与相关数值试验和理论进行对比。结果表明,此理论计算方法精度较以前的理论计算方法精度有大幅提高,当卵石体积分数小于50%时,理论计算结果与数值试验结果吻合较好,其结果可用于判断砂卵石土宏观力学特性,有利于地下工程应用;当体积分数大于50%时,理论计算结果和数值试验结果有一定误差。     

用镜质体反射率R0反演古地温的最优化法

本文在假定研究区的热流符合某一函数模型的基础上，借用现今镜质体反射率实测值Ｒ０并采用最优化法反演古热流和古地温。对于受热过程不复杂而又年轻的地区，可用线性函数模型；在经历过高热的地区可用指数函数模型。所提出的方法在四川盆地采用指数函数模型进行了应用试验，并以女基作为例作了介绍，效果令人满意。     

斜坡碎石土地基水平抗力系数研究

现有水平受荷桩地基水平抗力系数的比例系数m值取值通常是基于天然地基的水平面假设,而对斜坡地基情况下,m值取值至今没有相应的规范或者经验可循。为了研究碎石土地基斜坡上地基水平抗力系数的比例系数m值的取值,通过室内水平静载试验研究斜坡碎石土地基桩基水平承载特性,探讨m值随斜坡坡度的变化情况,提出了基于水平碎石土地基m值来确定不同斜坡坡度碎石土地基m值的修正公式和相应的取值范围,并通过现场试验进行了验证,为山区工程建设时m值的取值提供一定的参考。研究结果表明:斜坡碎石土地基m值取值范围为23~65 MN/m4,并且m值随着坡度的增大而减小。     

砾卵石层中预制桩的承载性状研究

依据59根桩静载荷试验实测结果和桩侧相关土层的标贯试验成果,反算出砾卵石持力层中预制桩的极限桩端阻力,结合7根桩身埋设有应力计的预制桩桩端阻力的实测成果,分析了砾卵石层中的预制桩的桩端阻力、桩端荷载分担比例及端阻充分发挥所需的桩端位移。通过对121根以砾卵石为持力层的预制桩的静载试验成果与静压法施工终压力的比较,分析了砾卵石层中静压预制桩的施工终压力与极限承载力的关系。     

初始偏应力作用对萧山软黏土动弹模量与阻尼影响试验研究

通过对萧山正常固结饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验,着重研究了初始偏应力对动弹模量（土动剪模量）及阻尼比的影响。试验结果表明,在相同的动应变水平下,随着初始偏应力的增加,土体动模量Ed、Edmax 以及Ed /Edmax与阻尼比D都有较大幅度的增加。在试验的基础上,通过指数函数建立了反映动模量Ed、Edmax 以及Ed/Edmax与动应变之间关系的经验公式。同时,采用指数函数建立了阻尼比D与Ed /Edmax关系表达式来间接模拟初始偏应力作用下阻尼比的变化规律。与以往的二次函数曲线相比,得到了更为精确的结果。     

水泥土单轴抗压强度与波速关系试验研究

介绍了水泥土抗压强度的声波探测技术，研究分析了水泥土单轴抗压强度与纵波速度、横波速度的关系，并对试验结果进行了回归分析。试验结果表明，用声波技术对水泥土的质量进行检测是切实可行的；水泥土的单轴抗压强度与纵波速度、横波速度之间确实存在相关关系；水泥土的单轴抗压强度越高；波速越高；单轴抗压强度为波速的函数，二者呈指数函数关系。     

强夯处理碎石回填土地基相关性试验研究

在高填方地基强夯处理过程中检测与评价强夯质量是整个工程中非常重要的一部分。对某1 000 kV特高压变电站工程高填方碎石土回填强夯地基,从理论和实践的角度出发,研究瑞利波（RWT）、动力触探（DPT）和静载荷（PLT）各试验结果的相关性,表明瑞利波和动力触探试验结果可以验证静载荷试验结果。前两者可作为强夯地基检测的间接手段,适当减少费用昂贵、历时较长的静载荷试验,节省工程造价和加快工程进度。由试验结果拟合出各试验结果之间的数学表达式表明,剪切波速和地基承载力特征值近似服从幂函数相关,与变形模量和超重型动力触探击数近似服从指数函数相关,可推测出强夯地基有效加固深度和其他地基土力学参数。根据强夯有效加固深度实测结果,提出基于梅拉公式计算结果的修正系数在0.24~0.27之间,其结果可供类似工程的设计及施工参考。     

一种路基动模量测试方法

为研究一种有效、合理的测定路基动模量的方法,在分析便携式地震波地质分析仪的工作原理和测试特点的基础上,根据弹性动力学和表面波谱分析理论,阐述了便携式地震波地质分析仪的测试原理,并推导了测试路基动模量计算公式。结合路基测试实际工作要求,提出了便携式地震波地质分析仪器的测试步骤及技术要点。通过在路基进行大量点点对应的便携式地震波地质分析仪、便携式落锤弯沉仪和承载板回弹模量测试以及动态圆锥贯入仪贯入测试和灌砂法压实度测试,建立了便携式地震波地质分析仪动模量与其他各指标之间的相关关系。结果表明,便携式地震波地质分析仪与其他检测方法具有很好的相关性,相关系数均大于0.8。结果表明,应用便携式地震波地质分析仪快速检测路基动模量是合理、可行的,可以用于路基施工过程的质量控制,为路面结构设计提供参数和依据。     

Correlating Wave Velocities with Physical,Mechanical Properties and Petrographic Characteristics of Peridotites from the Central Greece

Knowledge of compressional and shear wave velocities is necessary to estimate the physical, dynamic and mechanical properties of rocks with an indirect, but easy, fast and economical way. Although, many attempts have been made to correlate the wave velocities with the rock characteristics, only few studies have been concentrated on ultrabasic rocks and especially on peridotites. The aim of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationships between wave velocities and rock properties for peridotites. Thus, 35 fresh peridotite samples (non or slightly serpentinized ultrabasic rocks), taken from the western part of Othrys mt and the Kallidromo mt (central Greece) were tested. The relationships between P and S wave velocities and the rock properties are described by simple regression analyses and the confidence intervals are presented as well. The study reveals strong positive, linear correlations between the P and S wave velocities. Positive, linear relationships are also indicated between wave velocities and unit weight and mechanical properties, while the increase of effective porosity causes decrease of the wave velocities. The wave velocities are exponentially affected with serpentinization percentage, while the best fit equations between wave velocities and primary minerals are logarithmic. The wave velocities and the micropetrographic index I_ps are strongly correlated by both exponential and linear functions, but exponential trends present higher determination coefficients.     

单桩极限承载力的静力触探估算法研究

结合上海现行规范,在利用高应变动力测试获得单桩极限侧摩阻力和极限端阻力的基础上,提出静力触探估算单桩极限承载力的修正公式,并对其中的修正系数进行分析,从而获得了修正系数的统计结果。为减少高应变动力测试可能带来的误差,利用静载荷结果对所得的修正公式进行再次修正,并最终获得由静力触探估算单桩极限承载力的公式。工程实例验证表明,用所得公式计算单桩极限承载力的结果精度更高,从而为研究静力触探确定单桩极限承载力提供了一种新的途径。     

爆破荷载应力波在无限弹性介质中传播的特征线法解

双指数爆破荷载的应力时程关系是爆破工程的数值分析常用的动力输入。其在弹性岩石中传播衰减的特征线法解是工程爆破数值分析中弹性以及弹塑性分析的重要参照,也是动力学数值分析算法开发的重要高阶校准工具。应用统一弹性波的特征线法解求解源自圆形孔洞的双指数爆破荷载在理想介质中的传播。介绍了源自圆形孔洞的双指数爆破荷载在周围弹性介质传播过程中的径向应力、周向应力、位移以及速度波的特征线法解的具体过程,在MATLAB中进行了4种波的特征线法解的数值实施。对径向应力、周向应力、位移以及速度波的特征线法解的结果进行了多方面讨论。结果表明,特征线法是求解双曲型偏微分方程的一种有效方法,双指数爆破荷载在弹性岩石中传播衰减的特征线法解可为爆破工程数值分析以及动力学数值分析算法开发提供重要的支撑。     

基于地质统计学方法的孔压静力触探锥尖阻力固有空间变异性研究

地质统计学是用于模拟土体固有空间变异性的方法之一,以变差函数为工具,采用Kriging插值提供未采样点处土工参数值的最优线性无偏估计。将地质统计学方法应用于宿-新（宿迁至新沂）高速公路某试验段内孔压静力触探（piezocone penetration test,CPTU）锥尖阻力qt空间变异性研究中,采用回归分析移除数据中的趋势项,从而获得具有弱平稳性的残差数据。指数型理论变差函数能够准确描述试验段内土体的连续空间变异性特征。根据估计结果,试验段内锥尖阻力qt残差的变程具有显著各向异性,在水平方向和竖直方向分别为4.05 m和1.2 m。采用普通Kriging插值结合趋势分析,绘制了qt在试验段的空间分布图和平面投影图,用于指导工程实践。结果表明,普通Kriging插值的估计结果能够与试验段内实测资料形成较好的对比,仅仅在部分极值变化和远离采样点的位置处估计值可靠性会降低。     

On the mechanics of dynamic penetration tests

This paper describes a numerical model developed to simulate the wave propagation in an elastic media that is applied to in situ dynamic penetration test devices currently used for site characterization. In the model, dynamic equilibrium equations are solved by finite difference analysis in the time domain to produce the discretization of a penetration system – including hammer, rod, penetrometer (or sampler) and soil. In standard penetration tests numerical simulations are shown to agree well with energy measurements derived from force and acceleration signals produced by the impact of a hammer. A parametric study allowed the identification of the relevant factors affecting penetration by demonstrating that the energy effectively delivered to the soil is a function of hammer height of fall and weight of both hammer and rods, as well as the permanent penetration of the penetrometer into the ground produced by a single stroke. Based on these evidences, an approach is suggested to compare results from different dynamic penetration tests without the need to rely on empirical correlations, which is achieved by demonstrating that different equipments should yield the same normalized energy once the influence of both the hammer and rod potential energies are properly considered.     

Experience of Vibrocompaction in Calcareous Sand of UAE

The study is concerned with the influence of various factors on vibro compaction in calcareous soils, This include effect of carbonate content, and influence of pore water pressures in sand, settlements during vibrocompaction, vibroaccelerations during sand column installation compared to earthquake accelerations and finally the liquefaction design based on average CPT parameters. Previous experiences with calcareous sands and literature review confirm the necessity to apply a correlation factor for calcareous material to the raw cone penetration resistance CPT values obtained in the field. Because of the very fragile grains of the Dubai calcareous sands the penetration resistance will be influenced by crushing and grinding. To accommodate for effect of calcareous sands on measured CPT values, a best fit correlations formula called here “correlation factor” is developed. A parametric dynamic triaxial liquefaction testing programme has been executed on representative samples with loose and dense zones. Representative testing parameters for field conditions and earthquake design accelerations have been applied indicating that ground improvement is necessary. It was observed during the dynamic triaxial tests that the whole soil mass consisting of dense columns and looser zones in between behaves jointly, and therefore compaction control using an average-CPT approach is possible.     

表层土剪切波速的不确定性对地表设计谱平台值的影响

土层剪切波速对地表反应谱有重要的影响。选取构建了不同场地类别的235个场地地震反应模型,人工合成了12条强弱及频谱特性不同的加速度时程,运用一维土层地震反应的等效线性化波动方法,研究了不同地震动输入下表层土剪切波速的不确定性对设计谱平台值的影响,统计给出了表层土剪切波速的变异率与地表设计反应谱平台值间的经验公式。结果表明:地表设计反应谱平台值与表层土剪切波速的变异率呈负相关关系,即随表层土剪切波速变异率的增大而减小;不同地震波输入条件下各类场地类别地表设计谱平台高度与表层土剪切波速变异率的数学模型为一阶指数函数。     

瞬态面波预测单桩承载力模型研究

总结了现有单桩竖向承载力检测技术存在的一些问题,结合实例提出了一种预测单桩承载力的间接方法———瞬态面波法。剪切波速与标贯击数之间也存在着相关关系,通过标贯击数建立起剪切波速与桩侧摩阻力及桩端阻力的相关模型,应用瞬态面波测试技术可快速检测桩周土剪切波速,确定单桩承载力。