基于MatDEM的砂土侧限压缩试验离散元模拟研究

离散元法基于非连续介质力学理论,尤其适用于砂土等离散介质体的数值模拟研究。利用岩土体离散元模拟软件MatDEM的二次开发功能,研发了砂土侧限压缩试验三维离散元模拟器。对三个不同级配砂土试样进行了侧限压缩试验,并且进行了与之相对应的数值模拟,通过分析对比试验结果与数值模拟结果验证了所开发模拟器的有效性。模拟结果表明:离散元法可以很好地反应砂土压缩过程中的配位数变化;每个模拟样品中,粒径较小的单元受到较大的平均压力,导致平均位移较大;数值计算结果的主要误差是由离散元颗粒自身的泊松比引起的。研究突破了常规土力学研究方法的局限性,为今后岩土工程离散元模拟研究提供了参考。      

砂土高压蠕变微观机理分析

砂土层在地面沉降过程中呈现一定的蠕变特性。文章采用一维压缩试验对4 MPa 下砂土的变形特征进行了研究,并 采用改进的试验装置对砂土的微观结构进行了提取。通过对8 组不同级配砂土样的蠕变特性和微观结构分析,得到如下结 论：粒径单一的砂土在蠕变过程中更容易出现突变,砂粒受力后更容易发生破碎,产生滑移错动;砂土蠕变的蠕变量与砂 粒级配密切相关,砂土的粒径越单一且粒径越大时,砂土的蠕变量也越大;采用表征砂土颗粒形状复杂程度的形状系数, 从微观上定量分析了砂土在蠕变过程中发生破碎的情况和蠕变量大小,且形状系数越小,表明该种砂土形状越复杂,在蠕 变过程中砂土的破碎性越高,蠕变量越大。     

2014年云南鲁甸地震和景谷地震的震害对比研究

2014年8月3日云南鲁甸发生MS6.5地震,10月7日云南景谷发生MS6.6地震。这2次地震的震级、地震类型、震源深度等相差不大,但地震所造成的人员伤亡、房屋建筑损毁程度、地震地质灾害等却相差很大。在地震现场调查资料的基础上,对比分析地震造成的崩塌、滑坡、地裂缝、砂土液化、房屋建筑损毁等灾害轻重差别的主要原因。研究表明,鲁甸地震灾区地质构造复杂,地层破碎,人口密度大,房屋建筑抗震性能差;而景谷地震灾区地质环境较好,植被茂密,人口密度低,相比同量级地震的加速度小,房屋建筑结构抗震性能较好。总体而言,鲁甸MS6.5地震的震害比景谷MS6.6地震要严重得多。     

砂土中刚性短桩的p-y模型案例研究

基于Winkler地基模型的p-y曲线法在水平受荷桩的分析与设计中应用非常广泛。该方法最初主要针对海洋石油气平台,基于试桩桩径主要不超过1.2 m、长径比大于20的现场水平荷载试验结果,推导了半经验半理论方法。在过去的十年间,快速发展的风能行业（尤其海洋风机）所采用的桩基础尺寸已经远远超出了当初提出现有p-y模型时的试桩尺寸。目前普遍认为,针对大直径（如桩径 6 m）水平受荷桩的设计,现有p-y模型的可靠性值得商榷和进一步研究。通过两组水平受荷桩基试验实测结果,对当前API规范建议的砂土中p-y模型及其他研究者提出的修正方法进行了案例研究。研究结果表明：不同的p-y模型计算得到的桩身弯矩差异较小,可忽略不计;桩头变形主要受p-y曲线初始刚度值及曲线表达式影响;确定地基刚度常量时,除依据砂土地基的密实度与内摩擦角外,还应考虑地基形成历史。最后,提出了进一步研究方向。     

近海欠密实砂质海床内波致渐进液化特征研究

利用一个经过广泛验证的数值模型FSSI-CAS 2D为计算工具,采用砂土的高级本构模型Pastor-Zienkiewicz-Mark III (PZIII) 描述海床砂土的动态力学行为,定量研究松散海床地基土在波浪作用下,其内部的液化过程和特征,以加深对波致海床液化特征、性质的认识。计算结果分析表明,开发的耦合数值模型FSSI-CAS 2D能够很好地捕捉到波浪作用下欠密实海床的动力响应特征,以及海床内的累积液化过程等一些列的非线性物理现象。研究表明,波浪导致的松砂海床液化是一个渐进过程,海床表面首先液化,并逐渐向下扩展。     

含盐冻结粉质砂土的强度参数和强度准则试验研究

对含盐冻结粉质砂土进行温度-2 ℃、-4 ℃、-6 ℃和围压0.3~16 MPa的三轴强度试验. 结果表明: 含盐冻结粉质砂土应力-应变曲线在低围压和高围压表现为应变软化特征, 中围压为理想塑性变形特性; 随着围压的增大, 强度先增加后减小. 在围压小范围内得到广义黏聚力和广义内摩擦角, 并得到广义黏聚力和广义内摩擦角随围压和温度的变化规律; 同时, 针对强度随围压的变化, 提出非线性强度准则.     

水电站坝的砂层地基地震液化可靠度研究

对四川地区江河上数座水电站坝基砂层的26组动力三轴试验资料进行了统计分析,基于动剪应力比法的液化判别方法推导了的地震液化的极限状态方程,使用蒙特卡洛随机抽样的方法计算了砂层液化的失效概率,并对某水电站的厂房地基砂层的液化可靠度进行了计算分析。研究表明,统计按粉砂样总体和中细砂样总体划分较为合理;砂层的动剪应力比可采用正态分布;电站砂层地基地震液化的最危险工况为,闸坝盖重加稳定的向上渗流及遭遇Ⅶ度地震荷载,为高液化风险,其液化概率随埋深加大而增大,最危险部位为砂层底板,对坝基砂层应进行抗液化处理。     

碎石桩复合地基的研究进展与分析

从碎石桩复合地基的抗液化机理、抗液化性能判别方法、动力分析方法等方面入手,对国内外研究现状做了简要介 绍和分析。结果表明,过去的研究主要集中在碎石桩的加密效应和排水效应方面。对水平剪应力分担情况的研究相对较少 碎石桩复合地基抗液化效果判别方法的研究还有待深入。目前,动力分析方法基本上以粘弹性理论为基础,应加强弹塑性及 粘弹塑性有效应力动力分析方面的研究。     

用标贯法对盘锦城区砂土液化进行等级分区

本文针对盘锦城区砂土液化不良地质作用,采用工程地质勘察中的原位测试——标准贯入试验法结合前人在此所作的地质调查资料和工程地质勘察资料,按照《建筑抗震设计规范》（GB5001-2001）相关规定,对盘锦城区的砂土液化进行相应的等级分区,对于盘锦市今后的工程建设具有实用意义。     

西藏米林机场场地工程地震条件和地震砂土液化可能性评价

米林机场拟建场地位于藏东南地区雅鲁藏布江深切谷地内T1和T2阶地上,为Ⅱ类建筑场地,地震基本烈度为8度．根据地震地质灾害发生的重复性特征,未来米林机场建设场地不排除再次发生砂土液化破坏的可能．砂土颗粒级配分析以及土层剪切波速测试结果也支持这一结果．考虑到场地周围地下水埋藏特点,判断该场地砂土液化深度不会太深,主要发生部位应该在雅鲁藏布江一级阶地及其相当地貌部位。