一种分析软土黏弹性的分数导数开尔文模型

软土是一种黏、弹、塑性材料,采用分数微积分模型来研究软土的蠕变规律目前尚未见到。选取了珠江三角洲南沙地区典型软土作为研究对象,在对其进行大量相关试验的基础上,采用含分数阶导数的开尔文模型来模拟该地区软土的蠕变规律,讨论了含分数阶导数的开尔文模型的蠕变柔量和松驰模量及其应用。与传统的开尔文模型相比较,分数阶导数的开尔文模型可以更好地拟合蠕变曲线,而且其形式简单、统一,在计算过程中需要调整的参数很少。可以预见,含分数阶导数的开尔文体在软土的流变本构研究领域及其计算中将有着广泛的应用前景。     

开挖边坡松动区的近似解析

介绍了楔形体与开挖坡体模型之间的关系,提出了确定边坡开挖松动区范围的弹性理论分析方法。阐明在用楔形体理论分析出开挖坡体的应力场的基础上,根据一定的坡体材料强度条件（经过安全储备后的摩尔-库仑强度准则和单轴抗拉强度准则）,且考虑三向应力状态,计算搜索坡体在该稳定系数下的开挖松动区,由此计算出在坡体自上而下分步开挖过程中每一步开挖施工完成之后相应的松动区来。提出了分析计算坡体开挖松动区的主要步骤,说明在分步开挖过程中,计算搜索每一步开挖后的坡体松动区主要需通过讨论上一步开挖后的坡体应力场、本步开挖卸荷量及本步开挖后产生的松动区范围等问题来实现。最后,用算例较为详细地说明了用弹性楔形体理论解析坡体开挖松动区的具体操作过程。     

搅拌桩处理软土地基的离心机试验研究

通过无处理软土路基和搅拌桩复合地基的土工离心模型试验,探讨了路基沉降与时间的关系、搅拌桩对路基沉降控制的效果以及桩顶、桩底、桩侧不同深度处的应力分布和不同深度处的桩身应变,对京沪高速铁路路基处理措施的选择和复合地基的理论计算有一定的指导意义。     

弹性地基条件下狭窄煤柱岩爆的突变理论分析

将未采煤层视为弹性地基条件下,运用maple9.5符号运算软件解得岩梁的挠曲线方程。根据能量守恒原理得到的功、能增量平衡关系式,求得岩梁–煤柱系统作准静态形变时的平衡方程--折迭突变模型平衡方程;用折迭突变总势能函数所作的稳定性判别表明,岩爆前兆阶段岩梁–煤柱系统处于不稳定平衡状态;煤柱岩爆的条件是Cook刚度准则,该准则可以动态地用煤柱形变增大时所需外界的能量输入率趋于0来表示;计算了煤柱岩爆地震能释放量,阐明煤柱岩爆机制是由于岩梁弹性能释放量超过峰后软化煤柱形变所耗的能量。通过岩梁弹性势能变化率曲线和煤柱耗能曲线,以几何形式描述了所得研究结果。计算表明,未开采煤层刚度变化对岩梁的等效刚度影响微弱。工作面开挖和采空区增大,将显著减小岩梁刚度Ke,对煤柱岩爆有重要影响。     

路堤下粉喷桩复合地基的设计方法探讨

通过有限元计算,讨论了采用粉喷桩处理饱和黄土与淤泥质土所形成的复合地基,在柔性基础作用下,基础刚度及复合地基中的桩体对复合地基承载力的影响。结果表明：减小基础刚度有利于桩间土体承载力的发挥;桩体对饱和黄土承载力的影响程度大于对淤泥质土体承载力的影响程度。最后依据实测及有限元分析结果,在原有刚性基础下粉喷桩复合地基承载力计算公式的基础上,增加了基础刚度影响系数与桩间土体承载力提高系数,给出了各影响系数的建议取值范围,并在实际工程中得到了成功应用。     

小湾水电站地下厂房岩锚梁现场试验研究

小湾水电站地下厂房是目前世界上最大的地下厂房之一,采用了岩锚吊车梁结构形式,厂房开挖跨度和高度分别为 28.30 m和79.88 m。由于岩锚梁通过两条宽度为0.5～8.5 m的陡倾断层,其施工期与运行期的稳定性成为关注的问题之一。在厂房洞室群的尾水闸门室中,选择具有相似工程地质条件的区域进行了现场模型试验研究,包括主要监测仪器的布置和加卸载过程设计,并对监测结果进行了分析。模型试验表明岩锚吊车梁承载能力满足设计要求,安全性有保障。     

横观各向同性含液饱和多孔介质黏弹性瞬态反应

在考虑横观各向同性含液饱和多孔介质固体骨架和流体可压缩性以及固体骨架的黏弹性特征下,基于横观各向同性含液饱和多孔介质u-w形式的三维动力控制方程,以固相位移u、液相相对位移w为基本未知量,综合运用Laplace变换、双重Fourier变换等方法,在直角坐标系下通过引入中间变量,将六元2阶动力控制方程组化为两组各含4个未知变量的常微分方程组,给出了直角坐标系下横观各向同性含液饱和多孔介质三维黏弹性动力反应的积分形式一般解;作为理论推导的验证,通过引入初始条件和边界条件,对横观各向同性含液饱和多孔介质半空间黏弹性瞬态反应问题进行了求解。解答的退化验证表明,所推导的理论解是正确的。     

刚性桩复合地基水平承载力特性

利用三维非线性弹性有限元方法,研究了刚性桩复合地基在不同垂直荷载作用下的水平承载力特性,分析了不同褥垫层厚度及其地基土的性质对复合地基水平受力特性的影响,得出了水平荷载作用下桩身弯矩和挠度的分布规律。研究表 明,垂直荷载的大小改变了复合地基水平荷载作用下的破坏模式,直接影响着其水平承载力;适当的垫层厚度可降低桩所分担的水平荷载,有利于桩身的安全。     

柔性荷载下粉喷桩复合地基承载特性试验研究

开展了粉喷桩复合地基承载性能试验,实测了柔性荷载下桩、土应力,探讨了复合地基中桩土应力比及其变化规律。研究表明,粉喷桩复合地基载荷-沉降曲线一般表现为缓变型;粉喷桩复合地基承载力宜按相对沉降法取相对沉降比为0.01所对应的压力。由于砂垫层的流动补偿作用,柔性荷载下桩土应力比随荷载的增加变化较为平缓,在复合地基承载力基本值附近桩土应力比变化范围为1.73～6.83,平均值为3.20。     

布达拉宫西印经院地基应力特征与结构变形分析

世界各国在文物建筑保护领域形成共识的技术标准非常有限,而岩土工程研究与文物建筑保护研究的融合是目前斜坡岩体古建筑保护研究的一个发展方向。在世界文化遗产布达拉宫西印经院保护研究的过程中,采用岩土工程和结构工程技术手段,对红山岩体及结构主体进行调研和勘察,揭示了影响该文物建筑结构稳定的三个因素,即斜坡岩体地基非均质性、建筑物刚度具有较大差异性和结构荷载分布的不均匀性。进一步分析了地基中的应力分布特征,模拟研究了三个因素综合影响下的地基沉降及结构变形力学机制,为斜坡岩体古建筑的保护提供依据。