对拉式挡土墙受力特性试验研究

揭示对拉式挡土墙土压力分布规律可以更好地推广应用该类挡土墙结构形式。为此,设计了室内模型,埋设土压力盒、锚索测力计等监测仪器,研究填土过程中对拉式挡土墙基底土压力、侧向土压力、锚索拉力的变化规律,及预应力和锚杆失效对侧向土压力的影响。试验结果表明:随着填土增高,挡墙有外倾趋势,使得基底外侧压力较内侧大;锚杆拉力随着顶部荷载的增加而增大;侧向土压力呈抛物线型分布;对锚杆施加预应力能够提高挡土墙的承载力。     

滇池地区铁路软土地基加固处理技术

研究目的:滇池地区软土发育范围广、深度大、成分复杂,尤其淤泥质土和泥炭质土含水量高、孔隙比大、腐殖质含量高,成为地基处理的控制性因素。近年来环滇池区域修建了大量的铁路工程,软土地基加固处理的经济性、合理性是本次研究的主要目的。研究结论:(1)滇池地区以松软土、软黏土为主的软土地基,采用水泥土搅拌桩处理是可行的;(2)淤泥质土为主的地基应加强工艺控制,桩长较长、工程质量要求较高地段可采用多向搅拌水泥砂浆桩;(3)泥炭质土、泥炭土为主的极软土地基必须开展试桩试验,尤其在含水量高、腐殖质含量较高地段,根据试验情况可加强设计采用CFG桩、预应力管桩处理,是较为稳妥的加固措施;(4)采取管桩加固时要分析工点的侧向稳定性,以免刚性桩结构受侧压力而倾斜;(5)在深厚软土地段、沉降要求极高地段或施工场地受限的既有构筑物旁边,必要时采取桩板结构等措施;(6)本研究成果在山区铁路软土地基处理方面有大量应用。     

静止侧压力系数及其试验方法的探讨

研究目的:通过对确定静止侧压力系数K0值的方法、影响K0值的因素以及室内试验过程中需要考虑的问题等进行探讨,提出室内试验测定K0值的建议和适用天津地区浅层土K0值的经验公式。研究方法:对确定K0值的各种方法进行对比介绍,分析影响K0值的因素和试验中应考虑的问题,并通过大量试验数据分析天津地区浅层土质K0值的规律。研究结果:提出了适合天津地区浅层土K0值的经验公式,以及室内试验测定K0的建议。研究结论:室内K0仪测定静止侧压力系数K0值易于操作、测试方便,为保证试验数据的可靠性,在试验过程中应尽量消除测量系统的密闭性以及侧向压力消散造成的系统误差。在缺少试验条件或工期紧的情况下,可采用本文回归的经验公式K=0.017 1I 0.174 5对天津地区浅层土的K值进行估算。     

基于椭球体理论的低含水率砂层隧道松动土压力研究

为研究低含水率砂层隧道土拱效应下的破坏模式与松动土压力，自制试验装置开展低含水率条件下Trapdoor试验，利用PIV技术得出破坏模式；分析主应力偏转对侧压力系数的影响。基于椭球体理论，考虑松动区内竖向荷载梯形分布形式与表观黏聚力作用，推导不同土拱效应发挥程度下隧道松动土压力计算公式。研究结果表明，表观黏聚力使模型试验最终滑动面呈现椭圆状，与Terzaghi假设的竖直面存在差别；φ为常数时，K值与埋深正相关，随土拱效应发挥程度增大而增大；土拱效应的发挥程度与埋深成正相关，相同埋深下，K随φ增大而减小，利用本文公式计算出K随φ值变化在0.2～0.7之间。算例表明，相同埋深时松动土压力在不同含水率下随土拱效应发挥呈递减趋势，体现出表观黏聚力随土体饱和度变化规律。     

散粒货物对铁路敞车端墙侧压力研究

在经典土压力理论的基础上,运用水平层分析法,分析了散粒货物对铁路敞车端墙极限状态的被动侧压力,并且整体分析了车辆运行时的货物状态。认为静态的侧压力可借鉴文献[10]的主动土压力计算公式,但应用中需考虑振实系数,从而得到端墙静态总侧压力计算公式和非线性的静态压强分布;动态值可根据本文分析的极限被动压力,加上维持动态冲击的力得到,从而得到端墙动态总侧压力计算公式和非线性的动态压强分布。并分别对两种状态下不同货物参数作比较,得到不同参数下的静、动态值变化规律。本文采用的MATLAB辅助程序,使得计算简单化。     

侧压力系数对高地应力隧道二次衬砌承载力的影响

高地应力区隧道的地应力和侧压力系数往往沿线有所变化。为了研究高地应力条件下,侧压力系数对隧道二次衬砌承载力的影响规律,首先分析了隧道试验段的实测地应力和接触应力,确定了隧道所处的地应力及侧压力系数的大小。然后利用有限元软件ANSYS,采用荷载结构模型计算了在0.25~4.00不同侧压力系数下隧道二次衬砌的内力。最后根据内力值计算出安全系数,从而推断其极限承载能力,并总结了侧压力系数对隧道二次衬砌极限承载能力的影响规律。     

粒料桩加固的软土地基上填筑路堤的稳定分析

用粒料桩加固地基的方法,一般采用碎石、砂砾、废渣、砂等散粒材料挤压入土中,形成较大直径的桩体,与地基土共同形成复合地基来提高承载力。高速公路的路基一般较宽,填筑路堤后形成的附加压力影响较深,粒料桩处理后的各土层的承载力有较大的差异,硬壳层的复合地基承载力较大,饱和软土层的复合地基承载力明显低于硬壳层。因此软土层的承载力往往决定路基的承载能力,甚至有可能因粒料桩处理效果不好,而造成路堤发生沉降过大和滑移现象。文章结合某粒料桩加固后的高速公路填筑路堤滑移实例,分析不同的硬壳层厚度、路堤填筑高度和粒料桩成桩深度对路堤边坡稳定性的影响。     

超深振捣条件下混凝土墙体模板侧压力的简化计算方法

超深振捣对混凝土成品质量有害无益,研究超深振捣引起模板侧压力增大的规律,可为规避其害提供依据。为此设计4个混凝土墙体试件,实测在浇筑过程中模板侧压力的变化情况。基于振捣液化和液体压力平衡理论,建立了超深振捣情况下混凝土模板侧压力计算模型,推导了计算公式,并与实验数据进行对比验证。研究结果表明,振捣深度是影响混凝土墙体模板侧压力的重要因素,本文提出的计算模型能很好地预测墙体结构超深振捣位置的模板侧压力。     

伊拉克美索不达米亚平原软土分布特征及工程性质分析

伊拉克美索不达米亚平原地区分布着厚层状的流塑~软塑状黏性土,主要分布在底格里斯河和幼发拉底河流域,以湖相、沼泽相沉积环境为主。为了查明该区域内软土对拟建"巴士拉-法奥"段铁路路基工程的影响,采取现场调查、地质钻探、原位及室内试验等综合勘探手法,调查研究软土的分布特征及工程性质。研究发现:美索不达米亚平原地区广泛分布的软土具有垂直分布和空间分布特征。在垂直分布上软土的状态受深度控制,一般0~3 m,多呈流塑状,3~15 m呈软塑状,15~25 m呈软塑~硬塑状。且土层盐渍化严重,易溶盐含量从地表往下逐渐减弱,强盐渍土主要分布在地表0~5 m;在空间上具有受地形地貌、降雨量、河流水系、沉积环境等控制的特征。     

缓倾层状岩体隧道底部结构变形和裂缝发展规律北大核心

以渝黔铁路(重庆—贵阳)老周岩隧道为工程背景,采用三维离散元数值模拟方法,分别研究了不同岩层层理倾角和侧压力系数条件下隧道底部结构变形特征和裂缝发展规律。结果表明:隧道底部结构隆起量和中轴线两侧隆起不对称程度均随倾角、侧压力系数的增大而增大,底部结构隆起量最大值出现在层理方向与隧道底部相切位置;底部结构裂缝张开量、剪切滑移量和分布范围均随倾角、侧压力系数的增大而增大;随倾角增大裂缝发展最显著位置由仰拱中心向右墙脚移动,随侧压力系数增大裂缝向深部扩展程度增大,底部结构三角形破裂区域范围也逐渐增大。     

复合土钉支护侧土压力合理分布模式及其工程应用

在分析复合土钉支护侧土压力分布模式及相关国内外著名实测结果的基础上,考虑基坑底面受开挖影响的深度,提出一种新型的侧土压分布改进模式,即“五边形”模型,并将此模型应用于某水泥搅拌桩复合土钉支护工程中。计算结果表明,所提出的“五边形”侧土压力分布模式与实测结果相符合,与现有的侧土压力分布模式相比更加合理,对复合土钉支护结构的整体设计、稳定性分析、工程造价预算等具有指导意义和应用价值。     

浅埋地铁车站结构内力影响因素分析

以某地铁车站为计算实例,分析了浅埋地铁车站的荷载取值和结构计算问题。通过有限元计算,分析了地下水位、水压力折减因数、侧压力因数、弹性抗力系数等因素对结构受力的影响,总结了影响规律,提出在地铁车站结构计算中应考虑这些因素变化造成的影响。     

CFG桩桩板复合地基处理高速铁路地基的现场试验研究

通过对地基的分层沉降、超孔压、侧向变形及土压力现场测试,研究了CFG桩在桩顶和筏板之间设置15 cm厚碎石褥垫层进行高速铁路路基深厚松软土地基工后沉降控制的地基受力、变形规律。测试结果表明桩间土的压缩发生在桩长下部的一定范围之内;摩擦桩桩端会产生进入下卧层的刺入沉降;没有连通有效排水通道的深层透镜体砂层中的超孔压消散规律与邻近的黏土层是一致的,不能作为透水层;桩向下刺入下卧层,桩端附近的土体中产生较高的超孔压,在深层没有排水面时,此超孔压会向浅层的地层消散,从而会引起浅层地基土的超孔压也经历一个先增长后消散的变化过程。地基的侧向变形微乎其微及桩土应力比都表明这样的结构很类似桩基础。     

不同加载频率及循环应力水平对人工冻融软土动力特性影响试验研究

近年来冻结法作为一种提高土体强度的手段被广泛应用于地铁隧道施工中,然而在列车循环荷载作用下冻土融化后会产生较大变形,影响地铁列车的运营安全。基于室内动三轴试验,研究列车加载频率、应力幅值和固结压力对冻融土体动孔压及应变的影响,得到地铁列车循环荷载下冻融软土的动力特性规律。试验研究表明:冻融后土体强度显著降低,且由于列车循环荷载作用会发生更大程度的下降。在地铁不同频率荷载下,其加载频率越低,动孔隙压力值越高,冻融后软土应变增幅明显。在相近循环应力比下,固结压力比应力幅值对冻融土动力特性影响更大。同时,基于试验数据,建立地铁列车循环荷载作用下的冻融土孔压累积模型,模型预测值与试验值较为吻合。     

盾构隧道施工引起的地基土超孔压特性模拟与分析

考虑盾构机盾壳与自重、开挖面正面推力、盾尾空隙、千斤顶推力和同步注浆等因素,利用有限元软件模拟研究了盾构施工过程引起的周边土体超孔压,并与实测值进行对比分析,以此验证了模拟方法的可靠性。基于单层软土、中等埋深条件下的盾构施工有限元模拟,分析了超孔压随施工过程的分布特性。研究表明,施工过程中周边土体的超孔压变化明显,随着盾构机的推进先不断增大,盾构机头到达或盾尾脱出时达到最大,盾构机离开后又逐渐减小。软土层中125 d后隧道四周超孔压的衰减率约为92%。     

饱和软黏土循环累积孔压模型及地铁隧道路基长期沉降计算

不同围压和固结方式下,在进行上海地区第4层饱和软黏土不排水循环三轴试验及累积孔压影响因素分析基础上,引入修正动偏应力水平,建立循环累积孔压显式模型;并利用循环三轴试验结果验证模型合理性。提出交通荷载作用下软土地基长期运营沉降分析方法,并应用于上海地铁隧道路基长期沉降预测。该方法采用拟静力有限元计算循环累积塑性变形和孔压显式模型相结合的方式,所需计算参数易于确定;对其他循环荷载作用下软土地基长期沉降预测有借鉴作用。     

人工冻结砾石土三轴剪切强度试验研究

为分析冷冻温度和含水量对于砾石土抗剪强度参数的影响,通过室内试验对南宁地铁联络通道砾石土层进行冻结状态下的三轴剪切强度分析,研究围压、冷冻温度以及含水量对于其强度演变的影响,分别得到几个特征围压下的砾石土冻结强度与冷冻温度及含水量的关系。试验结果表明:砾石土的三轴剪切强度随着冷冻温度的降低而升高,温度效应明显;同时,含水量变化对于其剪切强度影响也十分显著,在试验研究范围内冻结砾石土偏应力峰值与含水量成一定的正相关性,随着含水量增加,冻结冰晶体含量随之升高进而引起土体胶结能力增大,相应的强度有所提升。该三轴剪切强度符合Mohr-Column准则,黏聚力与内摩擦角随着冷冻温度的降低而增大,随着含水量的增加而增加。同时,冷冻温度对于砾石土三轴剪切强度参数的影响受土体含水量变化影响显著。     

隧道管片试验装置 被动土压力模拟系统研究

隧道管片整环试验加载装置用于模拟管片在土体中的受力,所施加荷载通常采用静态加载,均不考虑因管片变形而产生的被动土压力。为了更好地模拟实际工况,在原有试验装置的基础上,增加了被动土压力模拟系统。试验中通过激光传感器实时测量管片形变量,并依据该形变量在液压闭环系统中完成试验荷载的实时调整,以模拟管片变形后产生的动土压力对管片结构受力的影响。试验结果表明,该系统很好的模拟出管片变形后对土体挤压产生的被动土压力,在本装置及其控制方法下,试验所需的加载压力稳态误差不超过千分之五,更精确地反应出管片的实际受力状态。