砂土液化本构模型的试验研究

针对饱和砂土在动力作用下液化既有计算模型存在的问题,在汉丁-顿伊维奇(Handin-Drnevich)模型基础上,根据瞬态极限平衡理论的基本假设,按照应力状态不能逾越破坏条件等基本原则,借鉴增量非线性模型的计算思路,综合散粒体模型的优点,将整个振动液化过程划分成多个区域,并考虑液化过程中的剪胀、剪缩、刚度衰化和卸荷体缩等现象,推导出新的本构计算模型。该模型的参数少,且具有明确的物理意义,能够量化。通过室内动三轴试验对模型进行了验证。对比分析试验结果与计算结果可知,两者在孔隙水压力、应变发展初期是一致的,后期是有差异的;在应力路径方面两者的极限状态面几乎是一致的。因此,该模型可以较为完善地反映砂土液化过程中出现的各种现象。     

固结比对饱和砂土液化的影响研究

在影响砂土液化的众多因素中，固结比的作用已经引起了广大科研工作者的注意，研究表明这是影响饱和砂土液化的一个重要因素，本文通过动三轴实验，研究了在不同固结比下砂土的液化全过程，分析表明，固结比影响了砂土液化过程中的应力状态，从而造成在不同固结比情况下，砂土的应变，液化强度和孔隙水压力发展出现明显不同。固结比的不同会影响到砂土的液化应力状态，从而造成应变发展的没，固结比为1的实验受拉破坏先于受压破坏，对于其它的固结比，拉压破坏先后顺序与土的特性和孔隙水压力的发展有关。并且，由于因结比大的砂土在动荷载作用下易于达到剪胀，从而应力－应变曲线迅速向稳定形态过渡；随着固结比的增加，导致影响反应剪力出现所需要的动应力也愈大，从而砂土液化强度会有所提高，但是，因固结比增加引起砂土强度的增加的趋势会受到动摩强度的限制，大固结比情况下的砂土进入剪胀较早，因而抑制了砂土残余孔隙压力的积累，影响了极限孔隙水压力的发展，研究表明，固结比愈大，砂土的极限孔隙水压力呈线性下降趋势。     

风沙流与铁路涵洞的响应规律研究

研究目的:在风沙灾害多发地区,携沙气流途经铁路涵洞时,受边界效应和狭管加速效应影响,气流会出现明显的扰动,在涵洞周边出现一系列的沙物质蚀积变化,严重时会堵塞桥涵,危及线路安全。针对上述问题,本文采用数值模拟和现场试验相结合的研究方法,研究涵洞风沙灾害形成的机理,对于减缓既有铁路涵洞沙害和新线设计具有重要意义。研究结论:(1)风沙流途经涵洞时,在涵洞进口内侧会形成一个局部高速涡旋区,之后随着气流的推进,涵洞内的风速开始逐渐消减,但其数值依然略高于来流风速;(2)受狭管加速效应影响,涵洞内风速的垂直梯度差会被放大,出现明显的速度分层现象;(3)风沙流沿导流堤向涵洞口行进过程中,风速呈现缓慢降低的变化趋势,易出现沙粒沉降现象;(4)受构筑物形态影响,涵洞进出口的风速曲线呈现开阔的拱形,涵洞口两侧为明显的低速沉沙区,易发生风沙堆积现象;(5)本研究成果可为铁路沿线涵洞风沙灾害防治提供一定的理论支撑。     

基于球形度比的精品机制砂粒形特征研究

机制砂颗粒粒形特征是影响混凝土性能的重要因素。提出了“球形度比”的概念,对精品机制砂的粒形控制指标特征进行了评价。精品机制砂生产工艺中的关键设备主要包括除尘设备和整形设备。精品机制砂的质量特征主要包括粒形良好、有效控制石粉含量和细度模数等。精品机制砂的粒形宜采用球形度比0.8及球形度比0.7两个指标同时控制,1类砂和2类砂均可用于混凝土,3类砂仅用于砂浆。结果表明:采用球形度比来表征精品机制砂的粒形特征是比较合理的,健全了精品机制砂的技术评价体系和检测方法,为推广精品机制砂的规模化生产和应用具有借鉴作用。     

机制砂石粉含量对混凝土性能影响

通过对贵阳地区机制砂进行大量的配合比试配试验,根据机制砂石粉不同掺量从5%、10%、15%、20%、25%、30%掺入,在水胶比不变情况下分别试拌,察看混凝土和易性,并制取7 d、28 d、56 d强度试件、抗裂试件、抗渗试件,阐述混凝土工程中机制砂石粉含量对混凝土强度、和易性及耐久性的影响,从而得出该地区机制砂石粉含量的极限值。工程实践表明:通过选用反击破制砂设备,控制好砂中石粉含量,并采取措施保证混凝土的搅拌时间,减少坍落度的损失,这样机制砂中石粉对混凝土质量基本无影响;这提高了当地石材的利用,节省成本,提高效益。     

围海造陆工程中吹填黑砂施工技术改进研究

围海造陆工程通常包括新建围埝、吹填及地基处理等,在进行围埝工程施工时,需要对其地基进行处理,吹填黑砂可以起到挤淤、加固的作用,但采用常规的吹填黑砂方法会因风浪、潮流的影响使得黑砂的流失率大,且吹填后黑砂表面平整度较差。将常规吹填黑砂施工方法进行改进,通过对改进前后吹填黑砂的流失率以及表面平整度进行分析,结果表明:经过改进后,新技术既降低了黑砂的流失率,并且对吹填后黑砂的平整度起到了良好的效果,可以降低生产成本以及提高工作效率,同时该技术成本低、操作工艺简单,值得推广。     

机制砂加特细砂配制泵送混凝土试验及应用

将机制砂、特细砂优化组合成为级配良好的中砂配制泵送混凝土 ,解决了特细砂不能应用于重要的混凝土工程以及单独用机制砂配制流态混凝土内实外不美的难题。     

酒泉至额济纳铁路防沙堤风洞试验数值模拟及积沙试验研究

防沙堤是造价低、使用广泛的工程防沙措施。对三角形和梯形截面防沙堤进行系统对比研究,总结出两种防沙堤的优缺点。通过风洞试验对不同断面形状的防沙堤的流场结构、流场压力分布、积沙情况进行对比研究,然后利用FLUENT数值模拟方法对风洞试验进行验证对比。研究结果和结论:(1)梯形横断面防沙堤迎风侧形成的低速区域宽度大于三角形,梯形迎风侧对沙粒的沉积、滞留作用优于三角形;(2)三角形横断面防沙堤背风侧产生的有效防护宽度大于梯形,防护效果优于梯形;(3)风沙流遇防沙堤阻挡在迎风侧坡脚受阻堆积,积沙达到堤体2/3高度时不再继续堆积增高,一部分向两侧随风流导向两端处,另一部分沿坡越过堤体顶部在落沙坡堆积。准备建设的风沙铁路酒额线及其他交通、民用建筑可以利用以上成果选择防沙堤的形状以达到最好防沙效益。     

砂坝滑坡变形监测与分析

通过对砂坝滑坡深部位移的监测与分析，查明了砂坝滑坡滑面深度和滑体厚度，据此判断滑坡位移动态及发展趋势，为线路改移方案提供了依据。     

深埋风积沙地层隧道掌子面失稳特征研究

研究目的:风积沙是一种黏聚力低、自稳能力差的土体,给隧道设计和施工带来很大困难。本文研究旨为揭示不同掌子面角度下深埋风积沙地层隧道的掌子面失稳特征,从而反馈设计施工。研究结论:(1)掌子面前方失稳区呈楔形状,再向上扩展形成封闭的灯泡状区域,随着掌子面角度增大,失稳区下部扩大,上部缩小,掌子面稳定性逐渐改良;(2)掌子面角度对于失稳区的纵向、横向尺寸影响不大,失稳区前边界约为掌子面前方1倍洞径处,横向跨度约为2倍洞径;(3)失稳土体中存在压力拱,其顶点位于拱底上方1~2倍洞径间,随着掌子面角度增大,失稳区形成的压力拱顶点在下移,跨度在减小;(4)本文推导了适用于深埋风积沙地层的掌子面支护力计算公式,并提出了相关设计施工建议;(5)本研究成果可应用于深埋风积沙隧道,尤其是台阶法或盾构法开挖的隧道。