季节冻土地区路基冷阻层温度场效应

为研究季节冻土地区冷阻层的路基温度场效应,基于ANSYS软件热分析原理,以粉煤灰土、橡胶颗粒改良粉煤灰土和聚丙烯纤维改良粉煤灰土3种冷阻层材料为研究对象,模拟季节冻土地区道路路基温度场,研究其阻止热量交换的效果。结果表明：采用粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.32 m,温度梯度最低值为-17.606℃/m;采用橡胶颗粒改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为0.94 m,温度梯度最低值为-23.563℃/m;聚丙烯纤维改良粉煤灰土为冷阻层的道路的最大冻深为1.20 m,温度梯度最低值为-19.557℃/m。橡胶颗粒改良粉煤灰土冷阻效果最佳,其确保路基土处于零上温度不冻结状态的最小摊铺厚度为0.33 m,适宜作为季节冻土地区的冷阻材料。     

Landslides & debris flows formation from gravelly soil surface erosion and particle losses in Jiangjia Ravine

Gravelly soils are made up of gravel, sand, silt and clay. They are widely used in engineering applications such as rock-fill dams with clay cores, which are the main researches at present. The strength and mechanical properties of the gravelly soils are affected by the content of coarse grain, fine particles, and their adhesive states. These Properties can be verified by laboratory unconsolidated undrained triaxial tests with grain size less than 5 mm and by large scale direct-shear tests with original grain content. Fine particles of the loose gravelly slopes are released under rainfalls, alternated the structures and mechanical properties, even affected the slope stability. There are a series of large scale direct-shear tests with different coarse grain contents to study the influence of fine particles releasing and migration, results showed the strength behavior of the gravelly soils were affected by the coarse grain content （5） and the inflection coarse grain contents. In order to study the erosion features of the gravelly soil slopes on rainfall conditions and the slopes stability alteration, we had carried out one sort of artificial rainfall local and model experiments, the runoff sediment contents were monitored during the experiments. Result showed that the shapes of the slopes surface transformed periodically, runoff sediment contents were divided into five phases according to the experiment phenomena, runoff sediment contents maintained downtrend during the rain time and the downtrend was obviouslyinterpreted by one descend belt no matter the rainfall intensity and the slope angels. Particle size analysis released the deposit on the slope surface lost almost all of the clay, most of the silt and sand after the experiments, this meant the fine particles releasing, migration and accumulation process on condition of rainfall resulted in the instability factor of the slopes even induced landslide or debris flow.     

非饱和土库仑主动土压力统一解

基于非饱和土双应力状态变量抗剪强度统一解,合理考虑中间主应力效应,建立了非饱和土库仑主动土压力统一解,并对其进行可比性分析,将其计算结果与非饱和土朗肯主动土压力统一解进行对比,得出各因素的影响特性。研究结果表明,中间主应力和基质吸力对库仑主动土压力的影响显著,随统一强度理论参数和基质吸力的增加,库仑主动土压力不断减小直至为0,证明了考虑中间主应力可以充分发挥材料的自承载能力和强度潜能,具有可观的经济效益;库仑主动土压力随墙背倾角与填土倾角的增大而增大,随有效内摩擦角和基质吸力角的增大而减小,外摩擦角的影响不显著。非饱和土库仑主动土压力统一解具有更广泛的适用性,朗肯主动土压力统一解为其特例,其结果对边坡、基坑等工程的土压力确定和支挡结构设计有很好的借鉴作用。     

中国主要沼泽草炭土的形成环境及分布特征

沼泽草炭土作为一种特殊的腐殖质土,其形成是多种地理因素共同作用的结果。通过对我国主要沼泽草炭土地区地形地貌、气候、水文地质和植被条件等形成环境的对比研究发现,这些地区有着共同的生成环境特征：地形平缓,多宽谷地貌和微地貌,气候湿润,水源充足,“隔板”效应显著,共同形成了积水潮湿环境;一方面使沼泽植被生长茂盛,另一方面低温环境使微生物活性受到不同程度抑制,植物残体分解能力下降,最终使沼泽草炭土不断堆积和发育并呈规模分布。     

污泥和粉煤灰的循环利用及其对石漠化土壤质量的改善

本文通过在石漠化土壤中添加不同配比的城市污泥—粉煤灰混合物,研究其对石漠化区域土壤理化性质、持水性能,及在该石漠化土壤上所种植的高羊茅生长和重金属积累的影响。结果表明:施用粉煤灰能显著降低污泥Cu、Mn、Zn和Cd等重金属的含量并使土壤的pH得到提高,明显改善土壤的理化性质;土壤饱和含水率比对照提高1.95倍,持水时间提高7d左右,能增加土壤的N、P养分,并显著提高高羊茅的生物量,不失为促进石漠化地区生态恢复治理的一种有效方法。但由于重金属在环境中半衰期长、彻底清除难和生态毒害大等特点,不宜长期反复施用富含重金属的城市污泥。      

层状非饱和土地基的轴对称稳态动力响应

考虑土颗粒、孔隙流体的压缩性及各相物质间的黏性、惯性耦合作用,采用理论上更加严谨的饱和度本构关系式,建立了非饱和土的动力控制方程。该组方程与饱和土的经典Biot波动方程完全兼容,因此,具有更广泛的适用性。通过引入一组状态向量,在圆柱坐标系下将非饱和土满足的波动方程转化为状态方程组,利用Hankel变换,求解状态方程组,得到了传递矩阵。结合边界条件及层间接触连续条件,求解了层状非饱和地基的稳态动力响应问题。数值算例表明：土层对地表动位移的影响主要集中在临界深度范围内;软硬土层的相对次序对地表动位移幅值有显著影响;饱和度增大会引起土的物理参数发生相应的改变,尤其是动剪切模量通常降幅较大,而动剪切模量是决定位移幅值的关键因素,最终的结果是导致地表动位移幅值明显增大。     

饱和土一维固结的电阻网络模拟

基于Liebmann电阻网络模拟原理,研究了饱和土体的一维固结问题,编制相应的Matlab程序进行一维固结计算分析。给出了电阻网络模拟中电压与固结过程中超静孔隙水压力的对应关系以及模型建立和程序编制的完整过程,并模拟了单、双面排水情形下的一维Terzaghi固结问题。模拟过程表明,利用Liebmann电阻网络模拟结果与解析解吻合得较好。分析了时间步距?t改变以及网格?z划分精细程度影响因素作用下,亦即收敛系数? 值改变时的模拟结果与解析解的差异;探讨了Liebmann电阻网络模拟在固结问题中的进一步推广应用。     

土工格栅与砂土相互作用机制的拉拔试验研究

筋土之间的相互作用机制复杂,是土工合成材料加筋加固应用中的核心问题。通过室内拉拔试验,研究了土工格栅与砂土相互作用机制和格栅几何特征对拉拔阻力的影响。初步揭示了格栅横肋和纵肋在拉拔模式下的作用机制和格栅网格刚度对拉拔阻力的影响。结果表明,在拉拔位移较小时,纵肋摩阻力和横肋被动阻力几乎同步增长;在拉拔位移较大时,纵肋摩阻力逐步达到峰值,拉拔力的增量大部分来源于被动阻力的进一步增长。土工格栅拉伸模量和网格刚度是影响筋土界面力学特性的重要因素。     

横观各向同性饱和地基竖向振动的衰减特性

基于提出的横观各向同性饱和多孔介质Biot波动方程的一般解,研究了饱和半空间地基在竖向点源简谐激振荷载作用下地表振动的衰减特征,分析了激振频率以及横观各向同性饱和土介质的各向异性参数和孔隙渗透系数对地表振动特征的影响。计算结果表明,低频和高频激振时,地表位移衰减特性存在明显差异;在饱和土的各向异性参数中,纵向和水平方向动态渗透系数比值和刚度系数比值对地表位移衰减影响最大,这也说明采用各向同性饱和介质的动力学模型不能准确地描述具有明显各向异性特性的饱和土地基的动力特性。     

基于非饱和土固结理论的有限元强度折减法

库水位下降使库岸坡体内产生饱和－非饱和非稳定渗流,非稳定渗流作用是边坡失稳的重要原因之一。为了分析非稳定渗流对边坡稳定性的影响,首先推导了固、液两相孔隙介质的固结方程,考虑了土体渗流与变形的耦合作用。在此基础上结合有限元强度折减法求解边坡稳定安全系数,将渗流、变形及稳定分析采用一套统一的有限元方法。并通过算例分析了库水位骤降情况下,坡体的渗透系数、水位降落比对稳定安全系数的影响,计算结果表明,所提的理论和方法是有效可行的,为饱和-非饱和非稳定渗流作用下边坡稳定问题的分析提供了实用工具。