离心模型试验中土的渗透相似特性

土的渗流和渗流控制是土力学和土木工程建设中的一项极其重要的课题.土工离心模拟技术在研究渗流方面具有明显的优势,通过对模型施加N倍的离心加速度,保证模型的应力水平与原型一致,就可以用模型反映、表示原型.通过介绍离心模拟技术在研究土的渗透系数方面的一些研究成果,同时结合自身研究成果,可得出离心机中土的渗透系数的公式.     

非饱和土力学研究现状与进展

鉴于非饱和土力学在路基工程、边坡工程及基坑工程等诸多实际工程中有着广泛的应用前景,国内外众多学者历时几十年,对处于非饱和状态的黄土、黏土、膨胀土和人工填土,着重从土-水特征曲线、强度特性、本构模型、渗流特性和吸力测量等方面展开了深入的研究.基于非饱和土力学的研究现状,对土-水特征曲线的滞回现象、拟合方法;强度特性的理论成果和试验方法;本构模型的研究现状;渗流特性的试验研究和影响因素、吸力测试方法及工程应用等多方面进行了系统地综述,并分析其各自研究成果的优缺点,便于有效地指导实践.今后关于非饱和土力学的发展,不仅着眼于上述前五个方面扎实的理论研究,更加注重与实践相结合,实现快速、精准的试验方法或技术迫在眉睫.     

基于流-固耦合理论的病险土石坝渗流规律

土石坝病险问题主要是各种原因引起的渗漏。因此,研究病险土石坝加固技术首先必须分析土石坝渗流规律和渗透机理。基于多孔介质流-固耦合理论,在不考虑土体和水的压缩性以及孔隙率不变的假定下,利用FLAC3D数值分析软件,建立了土石坝二维模型,对2种病险土石坝模型的应力场、渗流场以及孔压进行了分析,总结得出了土石坝的渗流规律和土石坝渗漏机理,为土石坝加固技术提供了理论依据。     

昔格达路堤土工格栅加筋效果离心模型试验研究

以某在建昔格达填料路堤试验段为原型,进行了6组离心模型试验.通过测定模型顶面的沉降、模型内部的水平和竖向土压力,对高填方路堤中土工格栅的加筋效果进行了分析和研究,总结了土工格栅对高填方路堤的影响及作用,为昔格达填料路堤的设计和施工提供了依据.     

三峡工程永久船闸边坡岩体渗透结构面分组方案及应用研究

裂隙岩体渗流及排水是三峡工程永久船闸边坡稳定与变形研究的重要内容。而渗流模型的建立则是岩体渗流与排水研究的基础。由渗透结构面可以比较客观地建立典型裂隙面渗流模型。基于实地调研，永久船闸边坡岩体的渗透结构面可分为１１组，以ＮＥ￣ＮＥＥ向的陡倾角渗透结构面为主，据此在岩体等效渗透系数的求取及排水孔优化布设方向的确定方面得到了很好地应用。     

边坡渗流研究现状及趋势分析

渗流力学是岩土力学重要的学科分支,尤其对边坡的安全与稳定通常具有控制性作用.作者基于大量资料分析,将边坡渗流研究现状概括为渗流分析模型、渗流计算、应力场和渗流场耦合、渗流自由面以及渗透系数分析等5个方面,详细论述了每个方面的核心内容及基本思路;并以三峡库岸边坡为例论述了边坡渗流研究的发展方向.     

边坡渗流研究现状及趋势分析

渗流力学是岩土力学重要的学科分支,尤其对边坡的安全与稳定通常具有控制性作用.作者基于大量资料分析,将边坡渗流研究现状概括为渗流分析模型、渗流计算、应力场和渗流场耦合、渗流自由面以及渗透系数分析等5个方面,详细论述了每个方面的核心内容及基本思路;并以三峡库岸边坡为例论述了边坡渗流研究的发展方向.     

库水位涨落条件下滑坡地下水渗流场动态特征

为探讨库水位升降对滑坡地下水的动态作用机理,以三峡库区石榴树包滑坡为例,采用有限元法,模拟了5种工况下库水位升降速率及不同渗透系数下滑坡体内地下水的暂态渗流场特征.研究结果表明:滑坡体内地下水渗流浸润线受水位升降速率与坡体渗透系数的共同影响;库水位上升条件下,当滑体渗透系数大于1×10-4 m/s,且水位上升速率小于渗透系数时,滑坡体表现为蓄水同步型.库水位下降条件下,当滑体渗透系数小于1×10-6 m/s时,库水位发生骤降;渗透系数介于1×10-4~1×10-5 m/s之间时,库水位表现为缓降;渗透系数大于1×10-4 m/s时,渗流浸润线与库水位保持同步下降.      

大连地铁5号线后盐站深基坑止水帷幕优化研究

为了研究大连地铁5号线后盐站深基坑止水帷幕优化方案,运用Midas GTS NX有限元分析软件建立不同止水帷幕的数值计算模型,分析了不同止水帷幕深度、厚度和渗透系数对稳态渗流场的影响,进一步分析了总水头、孔隙水压力、流速及渗流路径的变化规律.研究结果表明:止水帷幕深度与基坑深度比为1.22时,止水帷幕达到最佳的截水防渗作用;止水帷幕厚度与基坑抗突涌稳定性存在正相关关系,渗流流速随着厚度的增大而减慢,但厚度超过1.0 m后无显著现象;止水帷幕的渗透系数与基底水力梯度呈现负相关,但随着渗透系数的减小致使水力梯度变化有所减弱.     

压气法盾构施工土仓供气量预测分析

在花岗岩风化层中盾构施工时采用压气法可阻止地下水向隧道内渗流,提高掌子面的稳定性,但存在土仓气压稳定控制等问题,因此有必要对压气法盾构施工中空气注入量进行预测。以广州地铁某压气法施工隧道为背景,根据土仓气体超压向前方地层渗透而引起气-水运移和土体气相(液相)饱和度的变化特点,考虑非饱和土中空气和水的传导函数强非线性,利用TOUGH2软件建立了分层均质、各向同性土层的三维有限元模型进行渗流分析,揭示了压气法盾构施工过程地层中的气-水运移基本规律。研究结果表明:超压气体在地层中形成非饱和区并逐步发展,直至与地表联通并形成漏斗状稳定渗流通道;并将模拟的空气损失量和现场实测分析数据进行对比,验证了模型的合理性;最后,通过改变土体固有渗气系数,得到土体固有渗透系数与渗气量呈指数关系,并建议了不同保气土层工况气体注入量。     

不锈钢点焊结构车体FEA建模方法

针对不锈钢车体点焊结构的“点传力”特性,提出了位移主-从约束关系建模思想,并通过数值试验验证了采用位移主-从约束关系来模拟焊核比现有其它的模拟方法具有更高的精度.以城市轻轨动车组不锈钢点焊车体为应用对象,基于位移主-从约束关系建立了该车车体的有限元模型,计算结果与试验测试结果基本一致,证明了模型的正确性,为今后该类车型的设计与开发打下了良好的技术基础.     

不锈钢点焊结构车体FEA建模方法

针对不锈钢车体点焊结构的"点传力"特性,提出了位移主-从约束关系建模思想,并通过数值试验验证了采用位移主-从约束关系来模拟焊核比现有其它的模拟方法具有更高的精度.以城市轻轨动车组不锈钢点焊车体为应用对象,基于位移主-从约束关系建立了该车车体的有限元模型,计算结果与试验测试结果基本一致,证明了模型的正确性,为今后该类车型的设计与开发打下了良好的技术基础.     

基于FLAC3D的寒区正融土坡稳定性数值模拟分析

为研究季节冰冻区土质边坡在春融期常发生的浅层滑坡,基于连续介质显式拉格朗日有限差分法,耦合温度、土体自重以及渗流力的共同作用,建立季冻区正融土坡实体模型。当外界温度由-5℃升高至10℃时,模拟得出土体边坡内部的塑性区分布特征和剪应变增量的发展趋势,给出季冻区正融边坡的最不利受力位置并分析破坏形式,分析结果可为季节冰冻区土质边坡的稳定性分析提供借鉴。     

基于ADAMS的独立悬架性能仿真分析

汽车悬架系统对整车行驶动力学具有非常大的影响,是汽车总布置设计、运动校核的重要内容之一,汽车悬架系统的复杂空间机构给其动力学分析带来较大的困难,ADAMS的虚拟样机技术可解决该问题,在分析典型悬架结构的基础上,对其进行建模仿真、验证模型的可行性分析论述,得出较实用的ADAMS模型,为同类型工程实践提供借鉴。     

岩堆路基沉降稳定性及处治方法的离心模型试验研究

岩堆路基是山区公路建设中遇到的特殊路基形式。根据云南水(富)—麻(柳湾)高速公路岩堆路基条件,通过离心模型试验研究了不同土石组成、不同容重、不同厚度的岩堆路基沉降变化规律和影响因素,提出了用片石换填、加筋土换填、稳定土换填减小岩堆路基沉降的措施;测试了三种换填处治措施减小岩堆路基沉降的效果,得出了稳定土换填和片石换填对减小岩堆沉降效果较好的结论。研究成果对岩堆路基沉降稳定性分析和减小沉降的合理处治措施有重要参考价值。     

Centrifugal Model Tests on the Settlement of Railway Embankment on Deep, Completely Decomposed Granite Soil

Settlement control of high-speed railways is a key technology in embankment engineering.In order to reveal the engineering characteristics of the deep, completely decomposed granite soil in the Hainan East Ring Railway, four groups of centrifuge model tests were conducted.We studied the settlement properties, under the embankment action, of untreated subsoil, subsoil treated by dynamic compaction, and subsoil reinforced with cement-mixed piles.In particular, we examined the relationship between settlement and time, including the settlement during and after construction.The results show that the Weibull model can describe the relationship between embankment settlement and time well, and that the post-construction settlements of the subsoil meet the requirements of the relevant code.Among the two foundation treatment measures, dynamic compaction is more effective than reinforcement with cement-mixed piles.The tested pressure on the contact surface between embankment and subsoil was obviously different from the commonly used calculated values.     

真空预压中地下水位变化的理论探讨

分析了真空预压中地下水位变化的研究现状,指出用实测数据进行研究存在误区。在定义地下水位线的基础上,通过土体结构的微观解说,分析了水位变化的机理。得出堆载预压地下水位线不变,而真空预压在考虑地下水补给的情况下,有下降和不变两种可能。提出了主动渗流和被动渗流以及固结渗流和非固结渗流的新概念。     

水下隧道开挖面三维渗流场解析及涌水量预测分析

开挖面前方地层水压力及渗水量值是水下隧道工程重要参数,也是开挖面支护力设计、超前堵水加固参数设计的重要指标. 针对以往二维渗流模型分析水下隧道开挖面前方三维渗流场的局限性问题,首先,建立考虑开挖面前方渗流等势面为空间曲面的水下隧道三维渗流解析模型;其次,推导以开挖面所在平面为分界线的全部未开挖区半地层空间的水头分布函数,得出开挖面渗水量及前方地层孔隙水压力计算公式;最后,分析超前加固厚度、土体与超前加固渗透系数相对值等因素对开挖面前方水压力及渗水量的影响. 分析结果表明:与以往考虑开挖面正前方为二维渗流场的理论模型相较,三维解析模型能更好地反映开挖面前方空间渗流形态,且涌水量与水压力计算结果误差在5%以内;当掌子面前方加固范围为2倍洞室直径,超前加固区与地层相对渗透系数取值50,为安全合理的超前堵水加固参数.      

基于VB计算土工离心试验模型重心

土工离心模型试验能再现自重应力场以及与自重有关的变形过程,直观揭示变形破坏的机理,并能为其它分析方法提供真实可靠的参数依据,而得到越来越广泛的应用。然而按相似比尺关系填筑试验模型后,计算模型的重心这一工序简单却繁杂,费工费时。结合相关物理力学知识,对试验模型重心计算公式进行推导和简化,并提出应用VB语言简化计算过程的基本思路,将会为快速准确地完成试验过程提供有力支持。