基质吸力对小浪底水库1#滑坡非饱和土强度影响试验研究

利用改进的非饱和土三轴仪进行了小浪底水库1#滑坡非饱和土三轴试验,着重对围压对基质吸力的影响、非饱和土强度及基质吸力对它的影响进行研究,结果表明:基质吸力对非饱和土抗剪强度有增强作用,主要体现为对总内聚力的增强,对内摩擦角影响极小,且其强度参数Φb不是常量。应用最小二乘法对基质吸力与总内聚力实测曲线进行拟合并结合非饱和土强度理论建立了实用抗剪强度公式,用具体函数来明确基质吸力对强度的影响。     

非饱和膨胀土持水能力试验研究*

利用压力板仪,进行不同干密度条件下非饱和膨胀土的土水特性试验,分析膨胀土土水特征曲线的基本特征,探讨干密度对膨胀土持水能力的影响,并根据试验得到的土水特征曲线推出其两个基本特征值。结果表明,不同吸力阶段干密度对持水能力的影响程度不同,对基质吸力低于进气值的边界效应阶段影响不大,基质吸力超过进气值进入转化阶段后,干密度增大明显增强了膨胀土的持水能力;膨胀土的进气值和残余含水率都比较大,并且随着干密度的增大均增大。应用数学模型描述不同干密度膨胀土的土水特征曲线,分析了干密度对数学模型参数的影响,给出了干密度、基质吸力和饱和度的函数表达式。     

干湿循环作用下重塑红黏土水力特性与强度试验研究

采用常规直剪仪对江西某库区边坡重塑红黏土土样进行室内模拟干湿循环快剪试验,研究了干湿循环作用下饱和重塑红黏土抗剪强度及抗剪强度指标变化规律;通过滤纸法测得不同含水率下土样的基质吸力,并用VanGenuchten模型拟合土-水特征曲线,分析了红黏土的水力特性。试验结果表明:干湿循环作用下饱和红黏土的抗剪强度有明显的劣化规律,其中,前4次干湿循环导致土样劣化幅度较大,后2次抗剪强度劣化幅度逐渐趋于平稳;干湿循环会显著降低土样黏聚力和内摩擦角,呈先快后慢的趋势,且黏聚力衰减程度明显大于内摩擦角;随着干湿循环次数的增加,相同体积含水率条件下,土体基质吸力逐渐减小,土体有效应力降低,抗剪强度逐渐劣化;当基质吸力大于350kPa时,基质吸力对土体的抗剪强度影响很小,裂隙发育可能是影响抗剪强度劣化的主要因素。     

降雨对非饱和土边坡稳定性的影响分析

随着岩土工程的深入研究,对非饱和土边坡的研究也日益发展。本文依据Bishop及Fredlund的非饱和土抗剪强度理论,揭示了基质吸力对土体抗剪强度的贡献尤为重要。运用Fredlund提出的总黏聚力法对降雨引起的基质吸力变化导致的边坡变形进行分析,得出了降雨导致基质吸力减小甚至散失引起的土体抗剪强度减小,将威胁到边坡稳定性的结论。     

基于土-水特征曲线试验的非饱和土强度预测*

港口地基土多为非饱和土,不同基质吸力下的土体强度特性各异,难以准确预测。以福建某港口地基工程非饱和粉质黏土为研究对象,开展土-水特征曲线（SWCC）试验、饱和及非饱和三轴压缩试验。依据土水特征曲线中AB段近线性特征,假设体积含水量与基质吸力对数值lg（ua-uw）线性相关,以A、B点数据作为已知条件,建立lg（ua-uw）与相对饱和度Se的联系,基于Vanapalli强度预测模型,构建新的非饱和土强度预测模型,并给出参数求解方法。引用相关文献中非饱和有机质粉土和膨胀土试验数据,利用新建预测模型对3种非饱和土的强度进行预测,并与传统预测方法进行对比。结果表明,新建预测模型的强度辨识效果较好,对非饱和粉质黏土、有机质黏土和膨胀土的强度预测具有一定的可行性和适用性。     

利用粉煤灰-矿渣地聚合物的软基淤泥改良

针对某航道工程软基淤泥深度搅拌处理,研究了粉煤灰(FA)-矿渣(S)地聚合物对淤泥土性质的影响.对现场淤泥加入了10％、20％和30％的地聚合物改良剂和传统改良剂,配置不同的含水率试样.进行无侧限抗压强度(UCS)试验、弯拉模量试验和扫描电子显微镜(SEM)成像测试,分析改良土力学性质和微观结构的变化特征,尝试获取合理...     

海底淤泥固化土的工程特性

海底淤泥的利用问题是围海造陆必须面临的关键问题之一。通过对海底淤泥中添加固化剂后形成的固化土分别在室内和现场开展的系列工程特性试验研究,以及对固化土的外观特征的调查,对固化土的强度等试验参数进行了统计分析,为今后海底淤泥在围埝建设中的应用提供了一条新的途径。     

基于GEO-SLOPE的互层土边坡稳定性研究

GEO-SLOPE是边坡工程中广泛应用的一种稳定性分析软件,提供了基于极限平衡法的多种边坡稳定计算方法,本文在前人研究的基础上,分析互层土形成的独特性,其土层类别、层厚比等特征是影响互层土边坡稳定性的重要因素,选用互层土的水平层理构造,利用GEO-SLOPE软件中的SLOPE/W模块功能,对互层土边坡中的淤泥质与粉砂互层、粉砂与淤泥质土互层按不同层厚比进行稳定性计算和分析,分别计算各工况下其安全系数,结果为今后互层土边坡研究提供可借鉴的方法。     

大直径灌注桩水平承载特性及规律研究

由于水平荷载作用下桩土相互作用的复杂性,准确分析桩基水平承载力特性往往较为困难。基于某港口挡潮闸工程水平承载桩静载试验,对淤泥质地基中不同直径及桩长的灌注桩进行现场水平承载力试验。     

疏浚土的附着力特性试验研究

土的附着力是港航疏浚工程中一项重要技术指标,它可为抓挖机械的选取及其操作技术提供合理建议,为航道、港池等开挖工程以及吹填工程提供设计与施工参数,但目前对其研究仍处初步阶段。通过对7种典型疏浚土进行物性试验与附着力试验,从土力学角度关联土的物理指标与附着力,从土质学角度探讨土的粘附机理。结果表明,土的黏粒含量越高,附着力越大。随着含水率的增加,附着力逐渐增大,当含水率接近液限时附着力达到峰值,此后逐渐减小。附着力的产生与变化机理主要是由于结合水性质与含量发生变化,进而引起接触物—水—土—电解质系统吸附力与解离力的产生、发展、平衡、破坏所导致。研究还表明,该区土在天然含水率状态下土的附着力在数值上约为其塑性指数的5倍。疏浚工程中,淤泥厚度大地区,可采取冲水条件下开挖;含较多砾、砂、粉的土体可采取增加排水措施,用以提高掘进与排泥速率。     

成球黏性土水力输送阻力特性计算方法

密实黏性土在管路水力输送过程中会形成球块状,成球黏性土水力输送计算是国内外疏浚界的难题。立足浆体输送理论,以大型绞吸式挖泥船施工数据为基础,对成球黏性土的管路输送阻力特性进行研究,分析已有各种土质浆体输送理论用于成球黏性土管路阻力特性计算可能产生的偏差,并根据分析结果对成球黏性土输送计算公式进行研究,进而提出可用于成球黏性土输送的计算公式,供工程界与理论界参考。     

耙吸式挖泥船黏土耙头刀齿形态及排布方式

借助LS-DYNA数值模拟方法研究耙吸式挖泥船耙头刀齿的形态及刀齿的排布方式对挖掘过程的影响,分析不同结构耙齿的宏观切削效果和切削过程中的微观动态响应特性。结果表明:相比平齿刀具,尖齿刀具的切削阻力有所降低,切削土体的效果较好;多齿刀具在切割土块时,土体更易破碎,切削效率更高;在相同条件下,尖齿错排刀具的切削效率要强于平齿错排刀具。由此可见,实际工程中,进行耙头刀齿设计时遵循多尖齿错排的原则在一定程度上可提高耙吸式挖泥船对黏土的破碎效率。     

土与结构物半模直剪试验的颗粒流数值模拟*

使用自主改造的半模直剪仪进行土与钢板、石板的半模直剪试验,竖向荷载分级施加,分别为50kPa,100kPa,150 kPa,200 kPa。应用颗粒流离散元程序——PFC2D对土与结构物在不同法向应力条件下相互作用的半模直剪试验进行数值模拟,研究土与结构物相互作用时接触面土体变形及剪应力的变化情况。分析得出土与结构物相互作用时,土体会呈现出硬化现象。随着法向应力的增加,土的剪应力会升高。在土与结构物的接触面上,形成了一定厚度的剪切带,说明土与结构物的相互作用并不只局限于接触面,而对接触面以上一定厚度内的土体也有影响,但影响范围不大,约为5倍的粒径。土与结构物相互作用时,结构物的性质对土体剪应力的变化影响不大。     

耙吸船艏吹粉质黏性土疏浚物的管线清堵装备及实施方法

粉质黏土在中大型耙吸船艏吹施工过程中输送阻力大，会形成球块状聚集体堵塞吹泥管路，进而影响艏吹施工效率。在系统论述国内外已有的输泥管路堵塞防治方法的基础上，研制了一种耙吸船艏吹管线清堵装备及清堵作业方法，并依托青岛港某疏浚吹填工程进行现场原型试验研究。结果表明，与传统技术相比，此方法施工简易、快速灵活、可操作性强、经济适用且安全可靠；粉质黏土疏浚物艏吹作业在短、中长和长距离条件下均可开展；该方法极大提高了粉质黏土疏浚物艏吹作业实施效率。     

筒型基础负压沉贯后筒内水膜现象的试验研究

筒型基础负压沉贯过程中将产生土塞现象,松散的土塞回落后会在筒内上部形成一层水膜。在筒型基础的使用阶段,水膜高度将在荷载作用下发生变化,造成筒基竖向位移,严重时将影响上部结构的正常使用。试验通过向沉贯后的筒基内灌入不同配合比的泥浆来解决水膜现象。试验选取了三种典型土体(砂土、粉土和粉质粘土),通过观测和数据分析,砂土情况的灌浆效果最为明显,其次是粉质粘土和粉土。     

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.     

饱和软黏土中吸力锚的承载能力数值分析*

利用大型通用有限元软件ABAQUS,基于总应力分析法,建立了饱和软黏土中吸力锚的三维有限元数值模型,通过与物理模型试验对比,验证了数值模型的正确性.计算分析了吸力锚的水平承载力特性及其破坏模式、最优系缆深度上的倾斜承载力包络图.通过对有限元结果进行拟合分析,提出了吸力锚承载能力的简化计算公式,公式中考虑了长径比、加载角度和土体不排水抗剪强度的影响.     

预应力钢筒混凝土管接头灌注砂浆的抗裂性研究

通过圆环法试验,研究了养护条件、矿物掺合料、聚丙烯纤维、膨胀剂、玄武岩纤维和内养护材料等因素对砂浆抗裂性的影响.研究结果表明,有无养护对砂浆的抗裂性影响显著,单掺玄武岩纤维可提高灌注砂浆的抗裂性,陶砂、高吸水性树脂等内养护材料、膨胀剂与玄武岩纤维等共同作用下,灌注砂浆的开裂时间延长60%～130%,验证了从砂浆内养护角...     

天津港易堵管黏土物理力学指标及应用

基于天津港地区大量的易堵管黏土标准贯入试验和室内土工试验资料,应用数理统计方法,对易堵管黏土标准贯入击数与物理力学指标间的相关关系进行研究分析。结果表明:经验公式的回归系数均在0.8以上,具有较高的可靠性。研究结果经过可靠性分析验证后,为易堵管黏土通过原位测试指标来计算黏土的物理力学指标提供了可行的方法,该方法节约疏浚工程勘察费用,给类似的疏浚工程以借鉴,具有较高的实际应用价值。     

沉管混凝土抗裂性能温度应力试验评价及配合比优选

通过温度应力试验,研究不同配合比的温度变化规律、体积变形性能以及应力发展规律,分析胶凝材料用量、水泥所占比例、浆体比率等因素对混凝土抗裂性能的影响。分别采用断裂温差、温度收缩系数以及抗裂安全系数3种不同的抗裂性能指标对混凝土抗裂性能进行评价,优选出具有最优抗裂性能的配合比用于港珠澳大桥沉管预制施工。