大尺寸矩形顶管始发井反力墙数值模拟与监测

为分析顶推反力荷载对墙后土体位移、应力、孔隙水压力的影响，以及不同反力加载深度、土体弹性模量、加固体厚度、加固体深度对墙后土体水平位移的影响，建立顶管顶进过程中工作井反力墙稳定性的动态三维有限元分析模型，研究结果表明： 1）反力荷载仅影响对应的部分土体区域，反力加载区域附近的土体水平位移变化大； 2）地面除0 m附近出现较大沉陷外，其他位置均表现为隆起，隆起呈平行“波痕”状； 3）反力荷载只是改变墙后土体的土压力类型，没有改变土压力的分布形态； 4）顶推反力的大小对土体孔压的变化影响轻微； 5）反向顶推力合力点深度及土体弹性模量对土体侧向位移影响较大； 6）加固体深度和厚度对土体侧向位移影响轻微。     

单个围桩-土耦合抗滑结构受力试验分析

为研究新型围桩-土耦合抗滑结构的工作机理,通过室内模型试验,采用土压力盒等应力测试手段,得到了耦合结构内外及各围桩桩后的土压力变化规律。结果分析表明:粘性土滑坡体中,采用围桩间距为4倍桩径,呈正六边形布置的耦合结构,锚固深度为桩长的2/5,在滑坡推力作用下,抗滑段内各围桩后土压力近似呈抛物线分布,在滑面以上约桩长10%附近出现最大值。各围桩与桩中土压力值大致相等,围桩与桩间土体能够形成桩土耦合体共同抵抗外荷载。锚固段内土压力值普遍较小,大致呈三角形分布。     

Lade-Duncan准则下的土拱效应原理计算方法分析

现行挡土墙主动土压力计算方法未考虑土拱效应的影响,因而不能全面地反映土体的三维受力特性对挡土墙土压力的影响。根据Lade-Duncan准则在平面应变状态下的表达式,推导了考虑土拱效应影响的挡土墙后侧向主动土压力系数公式及土体竖向平均应力分布公式,得出挡土墙后主动土应力计算理论。结果表明:基于Lade-Duncan准则考虑土拱效应计算的主动土压力较不考虑土拱效应计算的结果偏小,更接近试验结果和实际情况。     

互锚式挡土墙土压力分布规律研究

互锚式挡土墙具有整体性好、抗震能力强等特点,但由于锚杆的互锚作用,其土压力的分布规律较传统挡墙差异很大。为研究互锚式挡土墙的土压力分布规律,进行了室内模型试验和FLAC3D数值计算。模型试验在墙后不同填土深度埋设土压力盒,监测了墙不同填土高度的竖向土压力、侧向土压力以及土压力的横向分布。对照模型试验结果,利用FLAC3D数值计算对模型试验结果进行了验证。结果表明:互锚式挡土墙土压力分布存在明显的三维土拱效应;竖向土压力、侧向土压力和横向土压力均呈非线性分布;竖向和侧向土压力的峰值出现在锚杆附近。     

车辆荷载作用下黄土路基竖向土压力传递规律研究

为研究车辆荷载作用下黄土路基竖向土压力传递与扩散规律,基于某管道项目现场试验,测得不同深度路基中不同速度、不同载荷下的竖向土压力.研究表明:随着深度增加竖向附加土压力明显衰减,路基表面至埋深1.2 m范围内衰减速度最快,衰减率达到80％以上,1.2 m以下衰减趋于平缓;车辆载重引起路基表面至1.2 m埋深竖向土压力增长...     

填土碾压对挡土墙土压力和位移的影响分析

路基挡土墙是城市道路中的常见结构物,具有节约空间、减少路基填方等优点。在路基填筑过程中,填土荷载和碾压荷载都会对挡土墙产生挤压作用,导致挡土墙承受侧向应力并产生位移。该文结合盐城市范公路某标段路基填筑施工,在现场埋设土压力盒和测斜管进行试验研究,得到了土压力和位移的发展规律。路基中垂直土压力主要由土体的重力引起,基本随土体深度呈线性分布。在碾压过程中对墙背水平土压力影响很大,填土不高时水平土压力接近于被动土压力,但随着填土高度增加其增长速度放缓,在填土1.0~1.4m高度达到最大值后出现明显下降,最后趋近于静止土压力。挡土墙位移基本是绕墙底的转动位移,施工前期位移增长缓慢,到后期填土接近墙顶时位移发展很快。最后利用有限元软件很好地模拟了路基中土压力的分布和挡墙位移。     

行车荷载作用下路基动态竖向应力测试研究

为了研究交通荷载对高速公路路基的影响,在不同交通荷载、车速及车型的情形下,对谷竹高速公路27标段路基进行了动态竖向应力测试。结果表明:在荷载作用下,路基竖向应力随深度增大而逐渐衰减,且在路基浅层衰减较慢,然后加速,达到一定深度后,再次变缓。随着交通荷载增加,路基工作深度及竖向应力也会随着增大,但荷载增到较大后,工作深度的增幅会降低。在相同交通荷载情形下,路基浅层竖向应力会随着行车速度增大而减小,但车速变化对路基的工作深度影响较小。车型对路基的影响与理论相符,增加后轴轮胎数目可以减小交通荷载对路基的影响。     

矩形闭合地下连续墙基础沉降特性分析

在有限元分析的基础上,采用Drucker-Prager弹塑性模型对黄土层中地下连续墙的沉降特性进行了较详细的探讨。计算结果表明:墙端阻力的大小决定了土体的竖向沉降变形,墙端以下土体的竖向沉降变形主要产生在墙端下约1.5倍基础宽的深度范围内,且沉降量随着深度的增加而迅速减小;竖向荷载作用下墙芯土体竖向沉降变形值在墙顶附近最大,沿深度方向逐渐变小,在墙端附近其值变化速率最大,墙端以下土体沉降迅速衰减为零;墙外侧土体竖向变形沿深度先增加,由于端阻力的的作用,在墙端附近达到极值,然后减小并趋于零;在水平面上,竖向变形从墙侧向外逐渐减小并趋于零,在墙体接触面附近其值最大;墙周土体的变形模量对基础沉降的影响大,而土体的泊松比对基础沉降的影响较小,提高墙土接触面的摩擦系数有利于减小基础沉降。     

高填方机场下穿通道土压力的分布规律

为研究填土及道面自重荷载、施工车辆荷载作用下通道侧壁和路基内的土压力特征,对我国贵州某机场下穿通道开展高填方机场下穿通道侧壁土压力测试,通过对比根据土压力盒实际测得的压力值与根据填土厚度计算得到的值,进行处理分析。试验结果表明:无荷载作用时,回填高度越高,土压力值越大,且增大的幅度与填土厚度近似为正比关系;随着回填土厚度增加,α值沿回填方向的分布因填土厚度的增大而由初始的近似线性递增趋势转变为一条近似趋于稳定的直线,填土厚度越高,α值越趋近于0.1～0.15;荷载作用下,埋设较浅的土压力盒对压力值的变化更为敏感,荷载影响深度大约为1.52～2.81 m;车辆行驶方向对土压力的大小无明显影响。     

水泥粉喷桩处理高等级公路地基荷载传递的试验研究

利用水泥粉喷桩技术处理某高等级公路软弱地基后，在形成的粉喷桩复合地基上铺设一定厚度的碎石垫层，随机抽取两根粉喷桩的复合地基进行静载荷试验，并在复合地基压板下放置钢弦式压力盒，根据作用在桩－土的应用测试结果，分析整个加荷过程中该类复合地基的桩土应力比的变化规律，垫层厚度与桩土应力比的关系及其对桩承担荷载占总荷载大小的影响，另外，对复合地基中桩土共同作用机理作了简要分析。     

加筋土挡墙变形和受力特性原位荷载试验研究

为了研究加筋土挡墙在路基面荷载作用下的受力和变形特征,通过拉拔与原位荷载试验,进行了加筋土墙体水平土压力、墙面水平变形及拉筋应力等分布规律的研究。结果表明:筋材应力沿其长度方向呈单峰值分布,峰值距墙面1.5 m处;加载初期墙面水平位移沿墙高呈反"S"形曲线分布,极值位于墙顶和中下部;路基面荷载作用主要影响挡墙上部土压力分布,相应的侧向附加土压力近似呈倒三角分布;由于加筋土的扩散、卸载成拱效应的影响,使得竖向附加土压力向下衰减比传统挡土墙更快。     

基于干湿循环与三维条件下污泥固化土邓肯-张模型研究

为研究城市污泥固化土作为路基填料时其在复杂应力状态下的力学特性，通过GCTS真三轴试验仪对城市污泥固化土进行不固结不排水试验，探讨其在不同干湿循环次数和中主应力比条件下的应力-应变特性和抗剪强度指标变化规律，并在三维条件下对邓肯-张模型进行了双重修正。研究结果表明：当干湿循环次数和围压一定时，污泥固化土的结构屈服应力随着中主应力比的增大而增大；当中主应力比和围压一定时，污泥固化土的结构屈服应力随着干湿循环次数的增加而降低，且干湿循环次数为3时降幅最大，干湿循环次数大于5之后土体结构屈服应力降幅较小；此外，对比污泥固化土的真三轴试验曲线与邓肯-张模型预测曲线，发现理论曲线与试验曲线存在一定差异，而通过考虑中主应力比、干湿循环次数和中、小主应力差作用的影响对污泥固化土邓肯-张模型进行2次修正，使得到的邓肯-张模型预测曲线与真三轴试验曲线基本一致，该预测曲线可准确反映污泥固化土的真实受力状态，可为其在路基工程中的应用、施工提供理论指导和预测分析。     

灰土改良土动力变形特性试验研究

通过动三轴试验,研究了灰土改良土在动荷载作用下的变形特性,以及围压、掺灰比及龄期对动弹性模量的影响。研究表明:灰土改良土的动变形与动应力水平及动荷次数相关;其临界动应力随围压及掺灰比的增加而增加;最大动弹性模量随围压、掺灰比及龄期的增长而增长;Ed/Edmax与动应变εd关系曲线具有良好的归一性。     

主被动状态间墙体侧向位移与土压力关系

为了研究从静止到主动状态或从静止到被动状态下墙体侧向位移与墙背土压力大小的关系,以应力Mohr圆为出发点,通过引入内摩擦发挥角,推导了主动与被动状态间土压力与内摩擦发挥角的统一表达式。根据所构建的墙体位移与土体剪应变几何方程以及等极限应变下的剪应变-剪应力理想非线弹塑性物理模型,建立了能基本反映土体应力-应变特性和墙后填土初始应力状态的墙体位移-土压力统一函数关系式,并结合Coulomb土压力模型近似考虑了墙背与填土间摩擦力的影响。研究结果表明：影响墙体位移-土压力关系的核心要素是墙背初始应力状态、墙后滑移区范围及填土应力-应变特性;初始侧压力系数的增加,直接导致进入主动与被动状态所需墙体位移出现相应的增大和减小,墙体位移-土压力曲线沿水平轴呈现出整体平移的变化;土体内摩擦角和墙土摩擦角的改变会引起滑移区范围的变化,从而使墙体位移-土压力曲线整体放大或缩小;填土应力-应变特性是墙体位移-土压力关系的微观本质,其模量比与极限剪应变对墙体位移-土压力曲线的平缓程度及极限状态下的墙体位移大小影响显著。     

旋转压实成型水泥稳定类基层材料试验

针对固体废料用于水泥稳定类基层材料时存在压实过程中破碎严重且压实含水率偏高的问题，分别进行水泥稳定碎石（CSM）和掺城市生活垃圾焚烧炉渣（IBA）的水泥稳定炉渣碎石（CSMI）旋转压实试验，研究旋转压实试验参数（垂直压力和压实次数）对试件旋转压实过程、矿料级配衰变、压实标准、强度和模量等物理力学指标的影响，阐述旋转压实机理，探讨旋转压实与击实、静压和现场压实的差异，分析旋转压实成型CSM和CSMI的适用性。试验结果表明：旋转压实过程中CSM和CSMI的密度、剪切应力在压实50次内快速提高，200次后达到稳态，可分为初压（0~50次）、复压（50~200次）和终压（200次之后）3个阶段；较高的压实次数和垂直压力对试件内压实功传递、骨架嵌挤及密度、强度和模量有利，并可降低压实含水率，但垂直压力超过400 kPa时压实功明显增大，矿料级配衰变加剧，600 kPa后劈裂强度降低；较高的IBA掺量和含水率对CSMI压实特性的影响较大，初压压实功低，复压和终压需较CSM略大的压实功，但旋转压实试验参数对CSM和CSMI物理力学性能的影响程度相近，可采用相同试验参数；相比击实和静压，旋转压实可降低矿料级配衰变和压实含水率，减弱IBA对CSMI性能的不利影响；旋转与现场压实效果存在较好一致性，CSMI（IBA掺量为30%）与CSM基层的服役性能相近。     

软土地基大直径地铁盾构隧道运营期衬砌结构受力特性现场测试研究

为了解大直径地铁盾构隧道衬砌结构的受力性能,基于广州轨道交通4号线南延段大直径地铁盾构隧道工程,采用水土压力计和钢筋应力计传感器对衬砌结构运营期间的外荷载和钢筋应力进行现场测试,得到衬砌结构外荷载和内力的响应规律。通过衬砌结构计算模型理论值与现场测试结果的比较,说明衬砌结构计算模型的合理性。研究结果表明:1)衬砌结构顶部的水土总压力实测值和上覆土柱的重力基本一致;2)衬砌结构底部的水土总压力呈现中间小、两边大的分布形态,计算模型中可在衬砌结构下部半圆周范围内布置土弹簧模拟衬砌结构的实际受力情况。     

冲击压实破碎旧水泥混凝土路面施工对盖板涵影响的研究

冲击压实施工时产生巨大的冲击波,会对改建线路桥涵产生严重影响。结合冲击压实技术在316国道福州段旧水泥混凝土路面改建工程中的应用,运用有限元采用拟静力法模拟冲击压实的动力作用,计算分析了由冲击压实载荷引起的附加应力在土基中的分布性状。并根据有限元计算结果,分析计算了冲击压实荷载作用下不同埋深盖板涵顶面的受力情况,进一步通过构造配筋比和冲击压实工作区两个概念,探讨了冲击压实施工时不同埋深盖板涵竖直和水平方向的安全控制距离。研究结论可为冲击压实安全施工控制提供参考。     

振杆密实法加固粉土地基效果试验

为了评价振杆密实法加固粉土地基的效果，对宿（迁）新（沂）高速公路粉土地基采用十字形振杆密实技术进行处理，通过加固前后室内试验和原位测试分析了侧向土压力系数和超固结比等参数的变化；研究了路堤填筑期工作性状，分别基于CPTu原位测试和室内试验得到的压缩模量计算加固后上覆荷载下沉降，并与采用双曲线法基于现场实测资料的预测沉降和瑞典振动翼加固沉降进行对比，以证明基于CPTu测试的沉降计算方法的可靠性；比较加固前后相同上覆荷载下地基计算沉降量以分析地基加固前后路堤荷载作用下控制变形能力的差异；比较了加固前后场地土类别的变化。结果表明：试验场地土层加固后静止侧压力系数提高了40%，超固结比提高到1.8~2.3，出现超固结效应；十字形振杆控制粉土地基沉降效果优于瑞典振动翼，基于CPTu测试确定土压缩模量的方法能较好地预测地基沉降，在相同高度填土荷载下，加固后地基沉降比加固前减少约25%；加固后场地指数提高，特征周期减小，场地土类由软弱土提高为中软土，场地类别由Ⅳ类提高为Ⅲ类，在不影响建筑物基础抗震要求的情况下，可大幅降低建设投资。     

天津滨海新区吹填软土结构强度形成影响因素分析

吹填软土结构强度形成的影响因素很多。通过试验,从围压、偏压、排水条件以及时间效应等方面,研究了吹填软土结构强度的形成。研究结果表明:吹填软土在排水条件下,其结构强度较不排水时有明显提高;当外荷载不超过土体结构屈服应力时,施加围压的同时施加偏压,比仅施加围压时结构强度增长效果要好,且偏压越大结构强度的增长越快;在有利于结构强度形成的条件下,沉积时间的长短对吹填软土结构强度影响较大,沉积时间越长,其结构强度越大。     

平移模式下挡土墙墙背土侧压力系数的计算

根据库仑土压力理论中墙背滑动楔体整体达到静平衡的基本原理，假定沿墙高方向，土与墙背的摩擦角均达到极限值，从墙背处土体主应力偏转的应力状态分析出发，得到墙背处的主应力偏转角和土侧压力系数的计算公式；把土侧压力系数用于水平层分析法，建立了竖向土压力的基本方程，求解该方程，导出了挡土墙主动土压力、土压力合力及其作用位置的理论公式。经比较，该方法与其他方法对土侧压力系数的计算结果基本一致，所得的挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果也较为吻合。