散粒材料压缩模量修正及群桩基础稳定性研究

天然沉积土在上覆土层重力作用下完成固结,其压缩模量大小和土层所受的前期固结压力大小直接相关。首先,分析岩土材料本构关系的主要影响因素,建立考虑模量随深度和体积应变变化的本构关系式;其次,建立桩基础稳定性问题的有限元求解格式,考虑水平荷载和下游冲刷深度对多种工况进行数值模拟分析;最后,根据计算结果,分析下游冲刷和水平荷载作用形成不对称接触边界对不同平面位置基桩受力特点,分析应力集中产生的原因及折屈失稳和整体稳定性问题。研究结果可为复杂大型工程群桩基础设计考虑桩、土及承台共同协调作用提供定量计算方法。     

城市固体废弃物（MSW）的沉降参数研究

通过室内配制的 4种不同成份比例的垃圾土固结试验 ,对不同成份垃圾土的沉降参数的变化规律及垃圾土的变形机理和过程进行了研究。通过垃圾土的室内沉降试验 ,对垃圾土沉降量的计算值与实测值进行了比较分析。     

基于Levenberg-Marquardt算法的填埋场中降解产热参数反演研究

填埋场中垃圾降解产热参数是研究填埋场温度变化及热资源利用的基础。基于室内试验得到的峰值产热模型、填埋场中热传导理论以及Levenberg-Marquardt(LM)算法,提出了填埋场中降解产热参数的反演分析方法。结合填埋场实际工况,建立了填埋场热传导一维模型并得到了温度的解析解。基于某一深度的温度数据,采用LM算法反演得到了填埋场的降解产热参数,采用反演得到的降解产热参数可以计算填埋场任意深度的温度。基于产热参数可以计算得到填埋场的峰值产热速率、峰值产热时间和总产热量。以中国无锡桃花山填埋场和美国密歇根填埋场为例,分别反演得到了降解产热参数,采用反演得到的降解产热参数计算反演点之外测点的温度并与实测值进行对比,验证了反演模型的合理性和适用性。对比发现,与实际填埋场相比,室内试验的降解产热峰值更大,且峰值时间更短。与密歇根填埋场相比,无锡桃花山填埋场的前期产热速率更大,到达降解产热峰值的时间更短。     

水泥垃圾土强度特性试验研究

以生活垃圾为地基的工程事例越来越多,但垃圾土的处理方法还没有形成系统的经验和成熟的设计计算理论。经过统计分析,按一定配比制备了人工垃圾土,分别进行了未降解、降解旺盛期、降解稳定期在水泥掺入量为25 %、35 %、45 % 3种条件下不同养护龄期水泥垃圾土的无侧限抗压试验,得到了硬化的应力-应变关系曲线和水泥垃圾土强度随养护龄期、水泥掺入量、降解阶段变化的规律。试验结果表明,垃圾土中的有机质既对水泥垃圾土有加筋作用,也有减弱水泥垃圾土强度形成的作用;未降解、降解旺盛期、降解稳定期水泥垃圾土的强度变化特性不同,水泥只对降解稳定的垃圾土有较好的处理效果。同时建议水泥的掺入量应大于35 %。     

刚性桩复合地基垫层合理厚度确定方法

垫层厚度的设计是复合地基承载力能否全部发挥的关键因素,垫层的合理厚度基本是靠经验取值,缺少理论根据。基于垫层-桩-土相互作用机制,考虑使复合地基中桩和桩间土承载力发挥度相等的情况下,给出了垫层合理厚度的计算方法。利用该方法可对刚性桩复合地基进行优化设计。分析表明可以通过调整垫层厚度来调节桩-土应力比,较好地发挥桩和土的承载力,达到降低工程造价的目的。     

考虑有机物降解的变形试验和计算方法研究

垃圾土变形中有机物降解是一个非常重要的因素,又是很复杂的过程。进行了温度与湿度小范围波动、无压力、持水率条件下有机物降解的质量跟踪试验和垃圾土柱沉降试验,且在质量跟踪试验中还进行了淋滤液产生量的同步测定,分析了有机物降解的质量变化、质量变化速率的规律,初步明确了有机物降解的规律性结论。在质量跟踪试验的基础上,初步提出了有机物降解随时间变化规律的数学表达和3个基本计算参数的确定方法,计算结果与试验结果比较接近。用质量跟踪试验的研究结果对垃圾土柱试验进行了计算模拟,分别计算和分析了次压缩和有机物降解沉降随时间变化的过程。计算结果表明,在总的长期沉降中有机物降解引起的沉降比次压缩影响要大,考虑有机物降解和次压缩的计算结果与试验结果吻合较好。     

一种半无限土体中圆孔扩张的分析方法

在静压桩贯入问题的研究中,常用无限土体中圆孔扩张法来模拟桩端对土体的扩张。实际上,压桩问题属于半无限问题,必须考虑从无限问题转化到半无限问题后地面边界处应力的差异。针对半无限问题中地表应力的修正,在现有研究的基础上引入了应力函数解答来求解弹性条件下半无限问题,很好地修正了地表应力,得到了相应的解答。与原有的解答相比,提出的解答能够更好地反映半无限的特性,为进一步分析压桩问题奠定了基础。     

矩形地连墙槽壁整体稳定分析方法的对比研究

在地下连续墙施工阶段采用泥浆护壁技术开挖槽壁的稳定性一直备受关注。通过假定不同的滑动面或滑动体形状,并根据滑动土体的受力平衡分析或单元土体的应力极限状态分析,已经建立了一些槽壁整体稳定性的分析方法。为辨识这些方法的适用性,从理论基础、计算参数的敏感性以及实际应用效果等方面对其进行了对比研究。结果表明,在半圆柱形和三棱柱形滑动体假设基础上建立的槽壁稳定分析方法,能较为合理地评价槽壁的稳定性。     

非等温条件下有机污染物在粘土衬垫中的扩散分析

填埋场中垃圾降解作用产生的热量在黏土衬垫中的运移会形成温度场,温度场会对污染物的运移产生影响。文章在多孔介质热力学理论和污染物运移理论相结合的基础上,主要考虑温度场对污染物扩散的影响,建立了非等温条件下有机污染物在黏土衬垫中的一维扩散模型,并采用分离变量法得到了模型的解析解。基于文中模型,对比了非等温条件和等温条件下有机污染物在黏土衬垫中的运移。非等温条件的黏土衬垫底部浓度比等温条件下的浓度大,非等温模型比等温模型更偏于安全。解析解可为实验数据的拟合及分析、衬垫的设计提供参考。进一步的参数分析表明:增大阻滞因子Rd和黏土厚度L可以减小黏土衬垫底部由温度梯度引起的有机污染物浓度。     

单井注水改变填埋场中垃圾土温度的模拟

为了加速填埋场降解的稳定化,渗滤液回灌常被应用在工程实践中。使用竖井进行回灌是较为有效的方式之一。伴随着液体的注入,由于对流的产生,垃圾土温度势必会发生改变。基于无锡填埋场注水试验,对该现场试验过程中垃圾土温度的改变进行模拟。为此,建立了考虑渗透系数和孔隙率随深度变化的渗流模型,以及考虑渗流影响的热对流-热传导模型,并利用数值计算方法进行求解。在对比计算值和试验值之后,发现所建立的模型能较好地模拟注水期间渗滤液水位和垃圾土温度的变化规律。结果表明：在离注水井超过6 m处的位置,显现的液位相对滞后,至少滞后0.15 d,而且距离越远滞后的时间越长;在液位以下,注水井周围的垃圾土温度均低于初始温度。但是在径向上远离注水井3.6 m之外的垃圾土温度并不是全低于初始温度,在新老垃圾土交界处之上2 m范围内,会出现温度高于初始温度的现象,温度差可达3 ℃;新填垃圾土的已降解时长对单井注水工况下温度分布的影响较为显著。