不同pH水环境下土变形特性的试验研究

涉及水土化学作用的研究,以往更多观注水土作用的极限状态—污染土等方面的研究,而忽略处在常态即常温、常压、缓变异的水化学环境中的城市区域土体稳定性研究,在这种环境中,影响土体稳定的要素—土体细观结构扮演着重要的角色,而其对诸如宏观现象—地面沉降、土洞的产生都有重要影响。理论与实践分析表明,在常态水环境下,土结构的破裂面并不是通过颗粒本身,而是通过颗粒、颗粒集合体与集合体之间粒间连接结。本文从易被忽略的化学作用角度、侧重分析水土作用中的化学作用、通过土细观结构这个桥梁进行水土化学相互作用分析,针对不同pH水环境下土的宏观变形过程进行试验,展示了土体宏观变形特性,试验证实土的细观结构是水土化学作用发生与发展的“平台”和主要场所。     

深部人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型研究及其验证

采用改进的Mohr-Coulomb屈服准则(Zienkiewicz-Pande准则), 建立了能描述人工冻土3个阶段蠕变特性的黏弹塑损伤耦合本构模型. 基于该本构模型建立了模型的柔度矩阵, 将本构模型嵌入到ADINA有限元程序中. 计算表明: 数值模拟得到的人工冻土蠕变特性曲线与实测值吻合良好, 最大误差为4.8%, 说明基于改进的Mohr-Coulomb准则建立的黏弹塑损伤耦合本构模型能够准确的描述人工冻土剪切特性和3个阶段的蠕变特性.获得的本构模型具有参数少、容易确定等优点. 深部人工冻土黏弹塑损伤耦合本构模型的建立, 对于人工冻土结构物长期稳定分析和预测具有重大的理论指导意义.     

海洋土力学特性的实验研究

在近海沉积物中广泛存在一种以粉质砂为主的轻亚粘土(中、低塑性少粘土),它常常是近海工程建筑物的主要持力层。本文针对南海北部湾某海区拟建混凝土重力式平台处的这种海洋上,从以下三方面研究了它的基本力学特性:(1)从常规固结不排水试验,看其与典型粘土(塑性较高)在静态剪切下的差别;(2)周期加载下的动力特性,尤其是液化和动力强度特性;(3)经受周期加载后的静态特性(预剪效应),包括不排水静强度改变规律。最后,根据这些试验成果,对这类土的力学性质作了初步的机理分析,试图从本质上解释其特有的力学性质。     

深部弱透水层固结变形模型建议

地面沉降模型是地面沉降研究的重要内容,由于弱透水层的变形量占地层全部变形量的比重较大,因此对弱透水层固结模型的研究是地面沉降模型研究中的重要部分.笔者通过对深部弱透水层中粘性土孔隙水类型进行分析,得出深度弱透水层中孔隙水类型并对该类型孔隙水变形特性进行了研究,总结出深部弱透水层固结机理.在机理分析的基础上,提出采用非达西流计算模式对深部弱透水层计算模型进行了修正,并提出了深部弱透水层固结计算模型建议:孔隙水类型主要为扩散层内结合水时,可以采用利用非达西流修正的太沙基固结方程对深部弱透水层变形进行计算,可以参考给出的采用非达西定律修正过的一维固结方程;孔隙水类型主要为吸附结合水时,可以利用弹性本构关系模型对深部弱透水层进行变形计算.     

Laboratory Studies of Characteristics of the Marine Soil

In offshore soils there exists widely a kind if soil which mainly consists of silt and sand except clay with low plasticity. It is often considered a bearing layer of foundation. In this paper this kind of soil in the area of the south china sea where a gravity platform is to be constructed, is studied in the three cases: (1) behavior of static CU; (2) behavior under cyclic loading; (3) behavior of static CU after the soil has been cyclied. According to these laboratory results the mechanism is presented and discussed to explain its special mechanical behaviors     

一种土体固结变形的数值计算方法

在给出反映土体团结流变性的本构方程基础上．捉出一种土体固结变形的数值计算方法。该方法依据有效应力增量方程式,利用西瓦伦公式计算有效应力值,采用逐步递推迭代方法,实现土体固结变形的计算。     

软弱土路基沉降变形控制研究

从理论分析着手,建立路基沉降变形控制系统模型。根据室内试验成果,对路基沉降进行数值分析。模拟不同参数对沉降的影响,研究不同工况中路基沉降的控制效果。地基弹性模量对沉降影响大,提高地基弹性模量,沉降将减小,并且减小的幅度很大;填料密度对沉降影响较大,降低填料密度,沉降将减小,并且减小的幅度很大;路基累积沉降量与路基本体高度之间存在近似线性正相关关系;路基累积沉降量与地基处理深度之间存在近似线性负相关关系。     

××地块水泥土室内配合比试验

针对目前国内外水泥土强度测定的试验方法,还未形成规范操作的情况下,该文主要从室内试验的角度,阐述了水 泥土试验的目的、试验设备、试样的制备以及试验的方法,从而确定出最佳的水泥掺入比,同时对水泥土与原状土的 物理力学性质以及水泥土的强度增长机理作初步的探讨。     

考虑耦合作用的深基坑土体变形预测

基于比奥固结理论有限元分析方法 ,考虑深基坑土体在降排水过程中渗流场与应力场的耦合效应 ,提出预测深基坑工程变形的有效方法 ,并应用于深基坑工程     

冻土模式的改进和发展

本研究首先对当今常用的冻土模式进行了改进。以土壤总焓和土壤水总质量替代原来的温度和体积水含量作为方程预报量,使冰水相变速率项变为诊断量,避免了原冻土模式计算过程中由于冰水相变速率项预估的误差造成计算过程中的温度偏差。同时对该新形式模式所发展的诊断量方程组设计了合理省时的数值计算方案。实验表明,改进后模式的模拟结果与观测值有较好的吻合。此外,分析比较了目前常用的3种冻融方案的理论基础及模拟结果,发现基于热力学平衡态推导得到的包含土壤水势影响的参数化方案能很好地模拟土壤的冻融变化过程,不同的冻融方案会对土壤内的温度、水量及表面的感热和潜热模拟结果产生较大的影响。      

桩土相互作用模型及模型实验

本文介绍了目前在桩基测量及计算中使用的一些桩土相互作用摸型,同时也介绍了在动载情况下研究桩土相互作用的模型实验,并将桩土模型的计算与实验结果进行了比较和分析。     

冲击作用下饱和土性状的试验研究

在三轴条件下,对饱和土（砂土和黏土）进行排水与不排水条件下的冲击试验及冲击后再固结试验,对比研究了不同渗透性土在不同排水条件下的冲击动力响应和冲击后再固结性状。结果表明：饱和黏土不排水冲击时的孔隙水压力随冲击击数增加而升高并逐渐稳定,排水冲击时的孔隙水压力则是先达到峰值然后有所下降;砂土不排水冲击时的冲击能量对孔隙水压力影响最明显;饱和砂土不排水冲击时的轴向应变与冲击击数呈近似线性关系,饱和黏土冲击及饱和砂土排水冲击则呈近二次曲线关系;饱和砂土不排水冲击后再固结阶段的孔隙水压力立即消散为0,同时体变迅速增大到一定值;饱和黏土在冲击后再固结阶段的孔隙水压力在一定时间内逐渐消散完毕,同时体变逐渐增大;饱和黏土排水冲击时,冲击阶段产生的体变占冲击引起总体变的39%～49%,冲击后再固结阶段产生的体变占51%～61%;砂土和黏土的总体变均表现为排水冲击明显大于不排水冲击,改善冲击时的排水条件有利于提高加固效果。     

室内水泥土抗拉强度的测试方法及若干探讨

水泥土的特性对于工程应用是重要和必须深入研究的。借鉴粘土的抗拉强度间接测定方法,探索应用进行水泥土的抗位强度试验并对其不同试验方法及试验结果进行比较,分析,在此基础上提出径向（轴向）压裂法是测定水泥土抗拉强度的简便,有效方法,同时通过试验结果来论证上海地区水泥土抗拉强度与抗压强度的关系以及提出水泥土弹性模量参数的试验计算方法。     

基于DDA方法的膨胀土边坡稳定性研究

非连续变形分析方法（DDA）是近年来发展起来的数值计算方法,其以新颖的思想、先进的数值技术,得到了学术界的认可和广泛关注。针对宁明高速公路膨胀土路堑边坡破坏的特点,建立地质模型和计算模型,编制了二维DDA程序,对DDA理论模型进行了推广和发展,将非饱和土的本构模型引入程序。对非连续变形分析方法中的控制参数设置进行了探讨,应用DDA程序模拟了膨胀土边坡破坏特征。程序计算结果与工程实际情况比较吻合,验证了程序的合理性和有效性,分析成果可为设计、施工提供参考依据。     

考虑变形影响的基坑土压力计算方法

土压力的分布和大小与变形密切相关。分析了目前考虑变形的土压力设计计算方法,并提出了考虑变形的土压力计算模型,对两个工程实例进行了计算分析,计算所得的主动土压力和被动土压力都在合理的范围内,显示出了该方法的合理性。     

基坑土钉支护变形与对策

基坑土钉支护具有低成本,快速等显著特点,正在广泛推广应用。对其变形可通过工程圾改进施工工艺方法得到有效控制。     

关于大坝变形预测模型的进一步研究

针对目前利用单因子或多因子建立大坝变形预测模型所存在的问题,通过引入水位及时间两个自变量因子,采用系数、指数双向优选的方法,提出了一种具有较高精度的大坝变形预测模型,并通过实例进行了残差平方和、标准剩余差及相关指数比较.     

冻土中锥形桩-土大变形有限元数值分析

应用冻土的粘弹塑本构力学模型,采用温度场与冻土大变形耦合作用的方法,编制了能够模拟寒区冻土大变形的本构有限元程序;并通过用户子程序嵌入到大型商业有限元软件ADINA中,对冻土中锥形桩室内模型试验进行了变形场和温度场耦合的有限元数值模拟.有限元计算结果和模型试验结果非常接近,并且两者的规律性也相同,验证了耦合温度自由度的粘弹塑本构力学模型的正确性和可靠性,表明应用有限元分析方法可为寒区冻土中锥形桩基工程设计提供参考.     

两种不同试验模式下人工冻结土强度与变形的对比分析

两种试验模式下的冻土应力-应变曲线均呈双曲线型,但其变形过程明显不同,FC模式 (传统冻土力学试验模式)下的屈服强度明显小于K₀DCF模式 (深土冻土力学试验模式)下的.FC模式下,加载应力路径下的破坏变形明显大于K₀DCF模式下的,而减载应力路径下的破坏变形小于K₀DCF模式下的.在试验围压范围内,两种试验模式下的莫尔包络线均满足莫尔 -库仑准则,且无论是加载还是减载应力状态,K₀DCF模式下的剪切强度总是大于FC模式下的,且随着σ的增大,K₀DCF模式下加载与减载下剪切强度的差值比FC模式下τ的差值小.通过一定的对应关系可将两种模式下的强度与变形联系起来.     

非饱和土增湿变形的实用计算方法

非饱和土力学研究目前还未进入实用阶段,主要原因在于吸力量测困难。本文提出了用等效吸力代替真实吸力的试验方法。首先以常规静三轴试验得到的原状饱和土以及非饱和土的应力-应变曲线为基础,根据变形等效的原则确定与某一饱和度相当的围压即为等效吸力;然后建立饱和度与等效吸力之间的非线性关系,并验证了该数学公式的正确性;再根据试验结果分析含水量对非饱和土强度的影响,建立了非饱和土的实用抗剪强度公式;最后按照邓肯-张模型的参数整理方法得到了不同饱和度非饱和土的模型参数,探索这些参数随饱和度的变化规律,建立了引入饱和度的非饱和黄土实用非线性模型,并进行了降雨入渗情况下非饱和土增湿变形的计算。结果表明,饱和度最大值为95%,等效吸力最大值为160 kPa,最大水平位移与竖向位移分别为0.6 cm和20.0 cm,均出现在浸水位置。计算结果合理地反映了非饱和土变形的分布趋势,验证了方法的合理性。