用有限元强度折减法分析非饱和土边坡稳定性

大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角b,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

非饱和石灰改良膨胀土的持水及强度特性试验研究

采用压力板仪和GDS非饱和三轴试验系统,对广西的非饱和石灰改良膨胀土的持水特性和强度特性进行了研究.对试验结果进行拟合,得到了不同石灰掺量和压实度条件下改良膨胀土的土-水特征曲线,探明了两者对改良膨胀土的持水特性的影响规律.通过非饱和三轴排水剪试验,探明了基质吸力对改良土应力-应变关系的影响规律.研究表明,随着石灰掺量...     

有限元强度折减法在非饱和土边坡稳定性分析中的应用

绝大多数天然和人工土坡都是非饱和土边坡,由于基质吸力的存在使得边坡的安全系数有所提高。基质吸力和边坡的稳定性密切相关,然而基质吸力的大小随着边坡的环境改变而改变。基于Mohor-Coulomb破坏准则和强度折减法,针对不同的地下水位、边坡坡度和基质吸力相关的内摩擦角咖“,对非饱和土边坡稳定性进行了有限元计算。计算结果表明,采用无量纲位移Eδmax/rH^2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数,作为边坡的稳定安全系数是合理的。     

细粒土的压实和CBR强度特性与公路潮湿粘土路基填筑控制标准研究

选择3种击实功对取自湖南省境内的3种细粒粘性土进行了击实特性和沿击实曲线的饱水与不饱水CBR强度特性试验研究.试验结果表明:细粒土的最大干密度与最优含水量与击实功的常用对数分别呈线性递增和递减关系;在最优击实含水量的湿侧,土体在不同击实功作用下的击实曲线均趋向合一,且土样的饱和度基本维持在某一定值;击实含水量较高时,重型击实功作用下土样的不饱水CBR强度反而低于采用中间和轻型击实功制备的土样的强度.这说明对于高含水量填土,应确定一个最优的击实功.沿压实曲线,土样的不饱水CBR强度随含水量的增大而单调减小,而饱水CBR强度在最优含水量的湿侧还存在一个峰值,这说明在此峰值点及其附近含水量范围内的土体其强度性质相对较为稳定,实际工程中,应尽量使潮湿粘土的碾压含水量与此峰值强度对应的含水量相一致.基于对细粒土压实特性和CBR强度特性的试验研究,结合公路工程技术标准的相关要求,提出了潮湿粘土的压实控制标准建议.     

含水量对非饱和黄土强度的影响(英文)

将非饱和土基质吸力对土体强度的贡献等效为小主应力增量,通过分析土体极限应力莫尔圆的几何图形,求得小主应力增量,并认为土体在破坏时处于极限状态,提出了粘聚力和内摩擦角同时变化时的土体强度计算方法,得到了强度参数随含水量变化的函数关系式,研究了非饱和黄土破坏时大主应力随含水量变化的关系曲线。分析结果表明:计算曲线与试验曲线的变化规律相同,随着含水量的增大,大主应力计算值和实测值的差异越来越小,其相对误差最大值为11.63%,最小值为1.59%,说明该计算方法是可靠的;随着含水量的增大,当粘聚力和内摩擦角同时变化时,大主应力计算值较小,当仅有内摩擦角变化时,大主应力计算值较大,两者相差1.26～2.17倍,说明含水量的变化对非饱和黄土的强度有显著影响。     

用常规试验确定北京膨胀岩(土)的抗剪强度

为验证膨胀土的吸附强度与膨胀力呈线性关系的研究结论,并通过常规试验确定北京西六环非饱和膨胀岩(土)的抗剪强度,在完成两膨胀岩(土)样基本性质测试和评价后,分别按设定含水率制件,开展饱和与不饱和固结慢剪试验,获得各自的有效粘聚力、有效内摩擦角及含吸附强度的总粘聚力;采用荷载平衡法,在固结仪上测得相同制件含水率两试样的膨胀压力.分析整理实测数据后得到:北京沉积型膨胀岩(土)的吸附强度与膨胀力间也呈良好线性关系;随含水率增大,试样总粘聚力呈指数减小而真粘聚力及有效内摩擦角不变;膨胀力随含水率的变化关系用指数函数描述更好.据此,建立了北京西六环非饱和膨胀岩(土)的抗剪强度公式.     

粘性土含水率及压实度对抗剪强度参数影响研究

粘聚力和内摩擦角是粘性土体的抗剪强度力学参数,其对准确分析土体边坡稳定性具有重要的影响。基于规范对土样进行了物理特性试验,并进行了工程分类,制作了不同含水率和压实度的试样,通过土的三轴剪切试验得到试样破坏时的破坏主应力,进而求出土的粘聚力和内摩擦角,为同类土质土体的稳定性分析提供可靠的力学参数依据。     

冲击荷载作用下饱和粉土变形和强度试验

围海造地是解决土地紧张的有效途径,其中对软弱吹填土地基进行有效加固处理是围海造地的关键．结合强夯法加固饱和粉土地基的工程实例,通过MTS动三轴试验研究强夯冲击荷载作用对饱和粉土的变形和强度特性的影响．通过动三轴试验采用不同的围压、冲击次数和冲击能量对饱和吹填粉土进行动力固结,结合静三轴试验对比分析了不同的冲击荷载作用后试样强度的变化特征．结果表明：冲击次数和冲击能量是影响饱和粉土地基加固效果的重要因素,存在一个最佳的夯击方式,在该方式下强夯的效果最好．     

晋北黄土路堤填料力学特性研究

高速公路黄土路堤病害时有发生,为了解黄土填料力学性质,指导路堤设计参数合理取值,以山平高速公路工程建设为依托,对黄土路堤填料进行了室内压缩、直剪和三轴剪切试验分析。研究结果表明:该地区黄土路堤填料重塑土样属中压缩性土;土样黏聚力对含水率的变化比较敏感,在最佳含水率附近时填土黏聚力在30 kPa左右,内摩擦角受含水率变化的影响相对较小,填土内摩擦角总体在28°左右;100 kPa时含水率对抗剪强度的影响较大,随着压力的增大,含水率对填土的抗剪强度影响不大。     

非饱和红黏土土水特性及强度特征研究

为研究红黏土土体非饱和特性,分别针对典型的原状和重塑红黏土,结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验,探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明:矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素;原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征,具有较为明显的进气值和残余含水量,而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征;对于原状红黏土来说,非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态,对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此,在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时,在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果,对于重塑红黏土来说,可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.      

非饱和土抗剪强度的非线性分析

针对非饱和土体的总粘聚力与基质吸力之间的非线性关系进行了研究,提出了具有非线性系数的总粘聚力与基质吸力的非线性关系式,并进一步得到了相应的非饱和土抗剪强度公式.通过采用四种不同性质土体的试验数据的检验与分析,证明了关系式的可行性与实用性.研究表明:非线性系数是与土的性质有关的重要参数,对于特定的土体,其值可以不随基质吸力的变化而变化,而取为常数,可以通过选取不同的非线性系数值来反映不同类型土的非线性特征;当非线性系数的值为1时,含有非线性系数的抗剪强度公式与已有Fred lund非饱和土抗剪强度公式的形式相同,说明Fredlund非饱和土抗剪强度公式只是关系式的一种特殊情况,含有非线性系数的抗剪强度公式有着更广泛的适用性.     

各向同性土与横观各向同性土的力学特性和持水特性

为了探讨不同初始状态下非饱和黄土的力学性质和水量变化规律之间的差异,提出了制备各向同性及横观各向同性试样的方法,用改进的非饱和土三轴仪对制备的各向同性、横观各向同性及常规重塑试样进行了72个三轴固结排水剪切试验. 试验结果表明:对不同削样角度的各向同性试样进行试验验证,发现其近似各向同性;3种不同初始状态下各向同性非饱和试样的破坏应力最大,横观各向同性非饱和试样次之;横观各向同性试样在剪切阶段的初始切线模量最大,其他两组试样的初始切线模量较小且近似相等;各向同性试样及横观各向同性试样在剪切的初始阶段均有轻微的剪胀现象,常规重塑试样均处于剪缩状态;不同初始状态下的各非饱和试样在剪切阶段吸力变化对排水的影响并不显著,其中横观各向同性试样的偏应力-含水率关系曲线的斜率绝对值最小,其他两组试验的斜率几乎相同,各向同性、横观各向同性及常规的重塑试样的力学特性及持水特性不尽相同. 本文的研究成果可为不同初始状态下各模型的建立及工程应用提供有益的参考.      

粉土中桶基负压沉贯安全机制分析

通过模型试验与有限元数值计算,分析了桶基负压沉贯过程中粉土土体的渗流梯度与土塞发展.研究表明:桶基内外的渗流作用是土塞形成的直接原因,渗流作用不仅改变土体的渗透性,而且改变土体的物理力学性质,使土体的流变性质、时间效应增强,桶内粉土存在较大的渗流梯度和阻止发生流土破坏的安全机制;土塞破坏既不是渗透变形,也不是单一的卸衙...     

合肥地区重塑黏性土细观结构演化三轴CT试验

为研究非饱和黏性土的细观结构演化特征,采用CT-多功能土工三轴仪,对合肥地区重塑黏性土在不同吸力、不同净围压下进行了非饱和固结排水三轴试验,得到了土体内部结构演化的CT 图像、CT 数平均值和方差.研究结果表明:净围压对土体细观结构演化影响显著.净围压较低时,土体经短暂压密后,原有孔洞消失,产生裂纹,裂纹宽度和长度随时间扩展较快吸力越大,裂纹扩展、贯通程度越显著;CT数平均值减小0.26%~4.16%,方差增大15.82%~37.80%,说明土体密度变得不均匀.净围压较高时,土体整体被压密,一般无裂纹产生;CT数平均值增大1.22%~14.87%,方差减小10.02%~83.37%,说明土体密度变得更均匀,土体更致密.      

三向应力下典型岩石破坏预警及峰后特性

为探讨岩石在三向应力下的变形、破坏规律及其峰后本构模型,对不同围压下石灰岩和砂岩进行了三 轴压缩全过程试验,分析了2种典型岩石的变形、破坏规律和峰前、峰后承载能力与变形之间的关系,在此基础 上建立了岩石的本构模型.研究结果表明:石灰岩在低围压下易于发生失稳破坏,在高围压下较难发生失稳破 坏,围压的增大对岩爆有一定抑制作用;同种岩石峰值应力时对应的环向应变不随围压的改变而改变,近似为一 定值,可以将其作为岩石破坏的一个预警指标;石灰岩的剪胀效应发生在破坏后,而砂岩在轴向应力达到其峰值 的70%左右时就开始出现剪胀;岩石峰后应力与其承载能力相等,由侧向变形控制,随侧向变形增大逐渐衰减 至残余强度;基于本构模型的计算结果与三轴压缩试验结果吻合较好.      

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.     

行人过街风格多参数融合识别

行人作为城市慢行交通系统中的弱势群体,探究其过街行为特征,对减少人车冲突,提升行人过街的本质安全具有重要的现实意义。本文针对特定交叉口,设计自由过街及心理临界过街两种场景状态下的行人过街试验。分析过街速度、心理临界时窗及视觉特性等参数之间的耦合关系,选取风险感知因子与临界安全系数作为心理临界过街状态下行人风格的表征指标,构建过街风格识别模型,透析不同风格行人过街行为可靠性。结果表明：年龄对过街速度和心理临界时窗有显著影响;心理临界时窗与过街速度和信号灯区域注视概率呈负相关关系,与车行区域注视概率呈正相关;心理临界过街状态下,依据风格识别结果,男性谨慎程度高于女性,冒险型行人过街失败率为65.22%;冒险型老年人对自身运动机能的评估能力以及视觉搜索特征存在重要缺憾。研究结果可为交叉口基础设施设计与优化,行人过街教育与培训等提供参考。     

基于非饱和非稳定渗流场的滑坡稳定性分析

以鹰厦铁路K290滑坡为原型,基于降雨入渗情况下滑坡体呈饱和-非饱和渗流状态下,通过计算得到坡体孔隙水压力和体积含水量随降雨及地下水位变化的基本规律,进一步导入SIGMA/W程序并依据坡体孔隙水压力和体积含水量及地下水位变化特征分析了滑坡应力场,探讨了降雨强度、降雨持时和水位变化对滑坡体稳定性的影响.     

混凝土在持续荷载下的强度

通过比较混凝土在持续荷载的损伤与疲劳损伤的联系,假定在持续荷载下混凝土的损伤速率和应变增长速率成正比;分析了混凝土在持续荷载下的变形行为和损伤机理,及混凝土在不同荷载历史情况下的破坏边界面;建立了荷载水平和临界损伤应变之间的关系;研究了不同荷载水平下混凝土的真实强度以及不同强度混凝土在持续荷载下的性能。与试验结果对比,建立的模型可以较好地反映混凝土在持续荷载下的性能。