多次干湿循环后土-水特征曲线的模拟

目前对于土体的干湿循环过程中变形、强度变化规律研究较多,而对经过多次干湿循环后土-水特征曲线的试验研究较少。由于吸力平衡需要时间太长,对干湿循环过程中土-水特征曲线的研究也多限于单次的干湿循环试验。但考虑到实际岩土工程中气候条件的多变性和自然环境的复杂性,一般土体均要经历多次干湿循环,因此,对多次干湿循环后的土-水特性曲线研究显得非常重要。结合已有的试验数据总结脱湿曲线与吸湿曲线随着干湿循环次数的变化规律,通过引入一个与干湿循环次数有关的函数,提出能预测多次干湿循环后土-水特征曲线的方法。本方法仅需土-水特征曲线的首次干湿循环脱湿与吸湿曲线和塑性指数,就可以预测多次干湿循环后的土-水特征曲线。     

二维饱和多孔介质因点汇诱发比奥固结的解析解

给出了有限二维饱和多孔介质因点汇诱发的Biot固结的一个解析解。其中假设多孔介质为均匀各向同性和线弹性,假设孔隙压力场符合第1类边界条件,数学模型采用可压缩多孔介质模型。利用傅里叶和拉普拉斯变换及相应反演获得了双重无穷项级数和形式的精确解。然后特别探讨了定流量点汇诱发的稳态解析解,并用文献现有解析解进行了验证。所提出的解析解适合于验证数值解,并可用于深入分析有限二维多孔介质的流-固耦合行为。     

Assessment of Marine Clay Improvement Under Reclamation Fills by in-situ Testing Methods

In ground improvement projects with prefabricated vertical drains, the duration of the preloading period is set in advance based on the predetermined time rate of consolidation of the compressible layer. If prediction is accurately done, the required degree of consolidation is met at the pre-determined preloading time. As such, there is a requirement for in-situ tests to be carried out just prior to the removal of surcharge to assess the degree of consolidation of the improved ground. In-situ tests were carried out after 23 months of surcharge loading at the In-Situ Test Site within the Changi East Reclamation Project in the Republic of Singapore. In-situ testing works in this research study comprises the use of field vane shear, piezocone, flat dilatometer and self-boring pressuremeter. The in-situ tests were carried out to determine the shear strength and degree of consolidation of the Singapore marine clay at Changi after 23 months of surcharge loading. The In-Situ Test Site consisted of a Vertical Drain Area as well as an untreated Control Area. Both areas were located adjacent to each other and were surcharged simultaneously to the same level and surcharge left in place for a period of 23 months. Comparison was made between the in-situ test results of the Vertical Drain Area and the untreated Control Area.     

对新型螺杆灌注桩的受力特征与破坏性状的探讨

螺杆灌注桩是一种承载力高、造价低、施工方便、无环境污染的新桩型。根据螺杆桩的静荷载试验资料,深入分析了螺杆桩竖向荷载的传递机理,探讨了螺杆桩的受力特征和破坏性状,为今后螺杆桩的设计和施工提供可靠的依据。     

Computational homogenization of uncoupled consolidation in micro‐heterogeneous porous media

Variationally consistent homogenization is exploited for the analysis of transient uncoupled consolidation in micro‐heterogeneous porous solids, whereby the classical approach of first‐order homogenization for stationary problems is extended to transient problems. Homogenization is then carried out in the spatial domain on representative volume elements (RVE), which are introduced in quadrature points in standard fashion. Along with the classical averages, a higher‐order conservation quantity is obtained. An iterative FE²‐algorithm is devised for the case of nonlinear permeability and storage coefficients, and it is applied to pore pressure changes in asphalt‐concrete (particle composite). Various parametric studies are carried out, in particular, with respect to the influence of the ‘substructure length scale’ that is represented by the size of the RVE's. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

自钻式原位剪切旁压模型不同固结荷载颗粒流数值试验

自钻式原位剪切旁压仪具有扰动小,能同时测出不同深度土的变形和强度参数,在精确测定土体参数方面具有广阔的应用前景。然而,目前受分析手段与研究水平的限制,对SBISP多级加载过程中周围土体的变形响应研究较少,而土体变形参数的确定与其变形机制是密切相关的。基于此,应用PFC3D颗粒流程序对不同固结荷载SBISP模型进行了仿真数值试验,试验结果表明:随着剪应力的逐级施加,中间区域颗粒的位移量不断增大,且位移矢量方向性更加显著,在第5级剪应力作用下,影响区域位移矢量形状呈现为倒锥形;而随着上覆固结压力的增大,探头周围试样的受影响范围逐渐变小;在探头作用下球颗粒的运动轨迹呈台阶状,台阶形态随距探杆中心距离增大而趋于平缓,球颗粒的Z向位移量亦随之呈负指数形式衰减;此外,剪应力与探头摩擦系数呈正相关关系,但当摩擦系数达到某一阈值时,剪应力-位移曲线不再变化。其研究成果对于深入开展SBISP试验多级加载过程中影响域内土体变形过程与变形模量之间关系研究具有重要启迪意义。     

考虑Hansbo渗流的二维Biot固结有限元分析

为进一步深入研究弹性饱和黏性土地基的二维固结机制,引入Hansbo渗流方程描述固结过程中的非达西渗流,修正Biot二维固结方程。基于加权残数法,给出相应的有限元数值求解格式。通过和饱和黏性土一维非达西渗流固结理论有限体积法数值结果的对比,证明数值计算方法的有效性。在此基础上,探讨Hansbo渗流参数对二维地基固结进程的影响。计算结果表明,在固结初期,Hansbo渗流将增强Mandel-Cryer效应,增大孔压的峰值,并延长孔隙水压力达到峰值的时间;在固结中后期,整个土层存在孔隙水压力滞后现象。同时,Hansbo渗流将阻碍地基沉降的发展。而且,上述影响会随着Hansbo渗流参数的增大而更加明显。     

山西省王村地区隐伏侵入岩体隆起区地热地质特征

祁县王村地区位于晋中盆地中部东缘,晋中盆地四周为活动断裂所控制,盆地内受不同方向的次级断层切割,形成隆凹起伏的次级构造单元。祁县王村隆起中心部位是一个岩浆岩侵入体。井深350~400m时水温28℃,多年来水温稳定,该区域存在地热异常。为了查明该区域深部地热地质条件,省地勘基金项目立项进行勘查,采用地球化学调查、地球物理勘查、地热钻探、水文测井等工作方法,推测隐伏岩体分布面积57km^2,地热勘探井深2905.65m时,井口水温仅39℃,含水层为岩体,上覆三叠、二叠系砂岩裂隙水,涌水量1064m^3/d,水化学类型为HCO3·Cl-Na型水。同时测温曲线反映,随着井深增加,井深2045.92m以下侵入岩浆岩体地层地温梯度未见明显增高,说明在长期的地壳构造活动中侵入岩浆岩体的大部分热量已散失,因此本区地热资源勘探开发前景有限。侵入岩体上覆砂岩热储层所含低温温水,对养殖业有一定的开发利用价值。     

波浪和潮波作用下黄河口快速沉积海床土非均匀固结试验研究

黄河高含沙量水体在弱潮陆相河口入海,80 %的泥沙在河口附近快速堆积。过去研究发现,黄河三角洲潮滩表层沉积物呈现非均匀固结状态。为了揭示该现象产生的机制,在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状堆积物,研究快速沉积的粉质海床土在波浪和潮波作用下的孔压响应及非均匀固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位测试手段,实时测定快速沉积的海床土强度和孔压变化过程。研究发现,快速沉积的粉质土在自重作用下的固结速度很快,正常固结完成后,强度随时间的发展依然不断增加,沿深度方向出现类似原状土体的固结非均匀现象和似超固结状态;在波浪和潮波作用下快速沉积粉质土孔压沿深度出现非均匀变化,在波浪作用下出现了超静孔压的积累。分析发现,该固结状态和强度沿深度方向非均匀变化是由于土体在潮波及潮波和波浪的联合作用下形成的;潮滩表层土体在波浪荷载长期作用下形成硬壳层。     

地震恢复重建规划区地质灾害特征及危险性评价

通过收集有关资料和实地勘察,描述并总结了四川省青川县板桥乡城建设用地地质灾害的发育特征。根据地质灾害点目前的稳定状态和潜在危害程度,定性评价了区内各地质灾害点的危险性。并基于各地质灾害点的危险程度,综合区内的地形地貌、地质条件和人为因素、气象水文条件,对青）ll县板桥乡地质灾害危险性进行了分区,为建设用地的规划设计提供了依据：