鱼山工程海上十字板剪切试验精度保障措施

鱼山填海造地工程所处海域海况复杂,软土极为发育,而饱和软黏性土原位不排水抗剪强度是基础设计和地基处理的重要岩土指标。因此,采用电测式十字板剪切仪,并选择合适的作业平台和自主研发的船载“静”平台关键技术,极大地提高了海上十字板剪切试验的精度,解决了常规海上十字板试验指标离散性大、数据失真的问题,其技术成果为工程设计提供了有力的技术支持,也为类似工程提供借鉴。     

十字板剪切试验在港珠澳大桥岛隧工程勘察中的应用

饱和软黏土是水运工程建设中最常遇到的土层,十字板剪切试验已广泛地应用于测定饱和软黏土的抗剪强度。结合港珠澳大桥岛隧工程的岩土工程勘察实例,对电测式十字板的测试技术进行改进,并对试验成果的应用进行探讨。     

施工期软土边坡稳定分析中抗剪强度指标的确定方法

灵敏度高、抗剪强度低的软土边坡、码头工程施工期安全储备低,易发生失稳破坏.十字板强度一般被作为施工期稳定分析较常采用的抗剪强度指标,但据工程经验表明,十字板强度计算的施工期的安全系数偏低.经分析,十字板强度不能反映实际土体滑动面的抗剪强度,是抗剪强度中的最小值.由此,基于摩尔-库伦抗剪强度公式,考虑土体各向异性等建立了十字板强度与深度的线性方程,可将抗剪强度指标回归出来.将回归出的抗剪强度指标用于数个实际边坡中,表明在塑性指数为20左右的土中,安全系数可提高到1.0～1.1,较准确地反映了土体真实抗剪强度.同时,就稳定安全系数与塑性指数的关系作了探讨,提出将安全系数修正到1.0的方法.     

固结不排水剪阻角的试验测定

确定土的抗剪强度和强度指标的方法应分为有效应力法、总应力法和固结应力法等三种,而不能仅仅分为前两种方法.强调土的固结不排水剪阻角的定义应该表示其不排水强度随着剪前固结应力增长而提高的规律,指出目前用来整理直剪和单剪试验结果的常规方法,在实用上是可行的.     

剪切速率对饱和粉质黏土快剪指标影响分析

直接剪切试验在国内应用广泛,其试验指标除了与土样自身的性质有关外,还与试验的参数条件有很大关联。以河北省曹妃甸地区的饱和低塑性粉质黏土为研究对象,通过对不同试验手段取得的试验指标的统计分析,说明剪切速率对快剪指标的影响,认为对饱和低塑性粉质黏土进行快剪试验时采用较大的剪切速率（2.4mm/min）为宜。     

孔压静力触探数据与黏性土不排水抗剪强度的相关性分析

利用孔压静力触探（CPTU）数据可解译黏性土的不排水抗剪强度,而采用不同试验方法测定的黏性土不排水抗剪强度并非固定值。通过对比分析,得出CPTU数据与不同试验方法(包括直剪试验、固快试验、不固结不排水三轴压缩试验等方法)得出的细粒土不排水抗剪强度的相关关系。结果表明,不同试验得出的黏性土不排水抗剪强度与CPTU数据具有非常好的相关性;对于不同试验得出来的抗剪强度需要采用不同的系数Nkt进行换算。     

循环荷载下滨海软黏土孔压发展规律及强度弱化特性

循环荷载作用下软黏土会出现抗剪强度降低、变形模量减小的强度弱化现象,从而使软黏土地基的承载能力大幅度降低,影响结构的安全稳定性.以天津滨海原状软黏土为研究对象,试验中考虑实际工程中的加载路径,引入偏应力水平和动应力水平参数,由回归分析方法确定了滨海软黏土孔压与振次对数型关系曲线.分析了偏应力水平和动应力水平对软黏土抗剪强度折减率的影响,使用归一化分析方法确定了不同静、动应力组合下软黏土抗剪强度折减规律.     

吹填流泥地基真空预压浅层加固需求研究

吹填流泥地基采用真空预压浅层加固的主要目的是为深层地基处理提供稳定的工作面,因此真空预压浅层加固后应避免深层地基处理时可能出现的垫层前沿滑动破坏、浅层加固区地基承载力破坏及由浅层加固区向下卧流泥的冲剪破坏等。根据深层地基处理时浅层加固区地基承载力破坏、由浅层加固区向下卧流泥抗冲剪破坏两种破坏模式推导得到真空预压浅层加固区不排水抗剪强度需求公式;深层地基处理垫层施工时前沿稳定需求的真空预压浅层加固区不排水抗剪强度应根据整体稳定性分析确定。分析表明,深层地基处理时浅层加固区地基承载力、抗冲剪需求的浅层加固区不排水抗剪强度与垫层厚度、深层处理施工机械、浅层加固厚度等有关;当深层处理垫层厚度超过1 m后,垫层前沿稳定需求的浅层加固区不排水抗剪强度急剧增大,且下卧流泥越厚,需要的抗剪强度越大。     

基于再生轮胎聚合物纤维和玻璃纤维的沿河软基固化研究

针对地基软黏土,研究利用再生轮胎聚合物纤维(RTPF)和玻璃纤维(GF)改良对软黏土物理力学性质的影响.制备不同纤维类型、纤维尺寸、纤维掺量的改良土试样,进行击实、无侧限抗压强度(UCS)和直剪试验,分析最大干密度、UCS、黏聚力、内摩擦角等指标的变化规律,探讨合理的改良配比方案.结果表明,RTPF和GF的掺入使改良土...     

卸荷土体性质的试验研究和工程应用

目前，对于土体的卸载，无论从试验方法上还是理论研究方面都是很不成熟的。但是，众所周知，卸载条件下的土体工程性质相比于加载会有很多不同，研究土体卸载的规律性对于工程应用很有必要。基于此，作者通过试验分析手段研究了卸载土体的抗剪强度、静止土压力系数、回弹模量等问题，并分别探讨了其工程应用价值。     

PHC管桩抗剪试验研究

针对国内PHC管桩在水运工程中应用广泛但受剪承载能力计算方法尚未明确统一的情况,对3根直径800 mm、壁厚110 mm的PHC800B110-5型管桩进行抗剪试验研究.通过观察受剪状态下的裂缝开展、挠度变形、破坏状态,分析剪跨段桩身最大主应力、最大剪应力和主应力角度;研究试验桩的受剪破坏过程,得到试验桩的抗裂剪力和极限剪力.从试验结果可知,管桩在开裂之后到发生破坏仍然具有一定的承载能力.     

基于颗粒流理论的深海沉积物土力学特性研究

深海沉积物剪切与承载特性是决定深海采矿车行走稳定性重要参数。分析深海沉积物的物理力学性质, 基于颗粒流理论，建立了具有高孔隙比、高含水率和长条状等特性的深海沉积物颗粒流模型。开展不同深度下的十字板剪切和静力触探的数值模拟，获得了深海沉积物剪切应力-转角及贯入阻力-深度曲线，初步阐明深海沉积物剪切与贯入细观破坏机理。研究表明，深海沉积物的剪切应力-转角及贯入阻力-深度的模拟曲线与原位测试曲线吻合，验证了深海沉积物颗粒流模型及数值模拟方法的正确性。深海沉积物的剪切与贯入破坏形式主要为沉积物颗粒的挤压破坏，且应力集中于触地边缘。     

土与混凝土板接触面剪切试验研究

通过黏土与混凝土板接触面大型单剪试验和直剪试验,得到应力应变(位移)曲线以及抗剪强度曲线。两种试验的过程中都存在接触面积减小、应力不均匀以及土样实际位移小于所测位移的现象;单剪试验应力应变曲线呈应变硬化型,直剪试验应力位移曲线呈略微软化型;单剪试验的凝聚力大于直剪试验的凝聚力,单剪试验的摩擦角小于直剪试验的摩擦角;作用于结构面上的法向土压力较小时,接触面的破坏发生在土与结构的交界面上,法向土压力较大时,破坏发生在土与结构交界面附近的土体内。因此,在工程设计计算时,应根据情况取用不同的计算参数。     

植物根系加筋土剪切试验研究综述

植被护坡作为一种有效兼顾生态环境保护及边坡治理的护坡技术,在工程实践中得到了广泛的推广和应用。然而植被护坡技术的研究成果却滞后于工程应用。文章结合国内外对于植物根系加筋土剪切试验的成果,根据试验土样及方法的不同,将植物根系加筋土试验分为原状根系加筋土直接剪切试验、原状根系加筋土三轴剪切试验、重塑根系加筋土三轴剪切试验以及重塑加筋土直接剪切试验等四类,分别介绍了上述试验的试验方法、试验工况,并总结分析了根系对于土体抗剪强度的增强作用、根系加筋土强度在各工况组合下的变化规律,指出了存在的问题及后续开展研究的方向,以期为后续植物根系加筋土剪切试验的开展提供一定的参考。     

基于大型高围压界面环剪仪的钢管桩-砂土界面剪切试验研究

为研究不同钢管桩基础与砂土界面剪切特性,研制一种新型桩土界面环剪仪,并基于此设备开展不同围压下钢管桩与均质细砂、福建砂、美国戴维斯砂的界面剪切试验.试验设计压力为200~800 kPa,通过测试分析桩土界面环形剪切时的扭力特征,探究不同桩土界面条件下的剪切应力应变关系.研究结果表明:界面剪切应力随剪切位移增大而增大并趋向稳定,但是在大应变的情况下,界面剪切应力有一定的波动.桩土界面剪切应力拐点对应的剪切位移及界面摩擦角随着法向应力的增加而增加,呈近似线性关系.     

混凝土强度对无腹筋板抗剪强度的影响

本文在试验的基础上探讨了混凝土强度对无腹筋板抗剪性能的影响。通过试验发现在同样条件下,较高强度的混凝土板截面的破坏机理,破坏形态、销栓力和抗剪强度跟普通标号混凝土板的一般规律不相符,並侧重分析研究了f_(cu)、f_t和f_(cu)~(1/2)对抗剪强度的影响。本文认为混凝土强度是影响无腹筋板斜截面抵剪性能的主要因素之一;混凝土强度与无腹筋板抗剪强度的关系可有三种表达式,其中V=K_1 f_(cu)不宜采用;V=K_2f_t与试验结果的符合程度较好;随着混凝土向高强方向发展的趋势,采用V=K_3f_(cu)~(1/2)的形式是理想的。     

考虑土体密实度的钢-土界面剪切特性研究

土体密实程度对内河码头大尺寸钢护筒嵌岩桩的承载性状具有重要的影响。在一定含水率及颗粒级配条件下,控制试样土体干密度分别为1.80,1.85,1.90 g/cm3进行土体与钢板的往复剪切室内试验,探索了不同干密度条件下试样在不同法向应力条件下的剪应力-剪位移关系、极限剪切强度以及界面往复剪切的残余强度。研究发现钢-土界面的剪切过程主要有3个阶段:弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;极限剪切强度满足摩尔库伦准则且随干密度增大粘聚力和内摩擦角均增大,且呈线性增加;往复剪切过程中,研究剪应力的变化情况发现同方向不同循环过程中最大剪应力几乎保持不变,不同方向剪切循环过程中,负方向剪应力均比正方向稍大。     

某滑坡滑带土特征三轴压缩试验研究

通过巴东地区某滑坡滑带土的天然含水率与密度试验、土粒比重试验、颗粒分析试验、界限含水率试验、击实试验以及不同剪切速率的滑带土重塑样的三轴固结不排水剪试验,探讨不同剪切速率条件下滑带土抗剪强度参数的变化趋势,分析滑带土试样的应力-应变关系,揭示滑带土的物理力学特征及其对滑坡的影响,以期对该类型滑坡的防治提供有价值的基础性建议。     

淤泥海砂混合料动力特性试验研究

沿海地区淤泥和海砂储量丰富,适当配合比的淤泥海砂混合料理论上可用于海堤填筑。采用DDS-70型动三轴试验系统和GZZ-50型共振柱试验系统,对不同配合比的淤泥海砂混合料进行动力特性试验研究,得出淤泥海砂混合料的动强度和最大动剪切模量,并分析不同配合比和固结围压对淤泥海砂混合料的动强度以及最大动剪切模量的影响。试验结果表明,淤泥海砂混合料的动强度和最大动剪切模量均会随着固结围压的增大而增大;随着混合料中海砂含量的降低及淤泥含量的增加,其动强度和最大动剪切模量会减小。     

Numerical study on the effect of current profiles on vortex-induced vibrations in a top-tension riser

In this paper, numerical simulations of vortex-induced vibrations in a vertical top-tension riser with a length-to-diameter ratio of 500 using our in-house code viv-FOAM-SJTU are presented. The time-dependent hydrodynamic forces on two-dimensional strips are obtained by solving the Navier-Stokes equations, which are, in turn, integrated into a finite-element structural model to obtain the riser deflections. The riser is discretized into 80 elements with its two ends set as pinned and 20 strips are located equidistant along the risers. Flow and structure are coupled by hydrodynamic forces and structural displacements. In order to study the effects of the shear rate, of the current profiles on the vortex-induced vibrations in the riser, vibrations, with varying shear rates, in both the in-line and cross-flow directions, are simulated. In addition to the time domain analysis, spectral analysis was conducted in both the temporal and spatial domains. Multi-mode vibration characteristics were observed in the riser. The relationship between dominant vibration mode number and the shear rate of current profiles is discussed. In general, the overall vibrations in the riser pipe include contributions from several modes and each mode persists over a range of shear rates. Moreover, the results suggest that with a larger shear rate the position of the maximum in-line time-averaged displacement will move closer to the end where the largest velocity is located.