土工管袋充填过程模拟与固结试验

土工管袋技术在滩涂围垦、河海岸保护及港口建设等领域应用广泛,并在模袋承载力、袋体张力、填料、渗透排水研究等方面取得丰富的成果,但其填土固结全过程分析及固结规律远未得到充分认识。为此,开展管袋模型试验,全方位监测充填过程中孔压与土压力演变规律。结果表明:1)袋内孔压、土压在充填与消散交替进行中表现为交替的变化过程。袋内水平土压力系数上部与下部不同,上部接近主动土压力系数,底部接近静止土压力系数。2)充填初期,袋底孔压最大,距离透水的土工布边界越近,其消散越快。此外,中部孔压一直最大,上部次之,底部最小。3)充填期管袋的高度与中部孔压呈紧密的正相关关系。     

疏浚饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响

针对黄骅港区饱和密实粉土,通过三轴剪切试验以及原型耙齿切削试验,研究饱和密实粉土剪胀特性及其对耙齿切削阻力的影响。三轴试验结果表明,黄骅地区饱和密实粉土在剪切过程中表现为应变软化性状,偏应力峰值与围压之间基本呈线性关系。在剪切过程中,土体先剪缩后剪胀,随着围压的增大,剪缩性状体现得越来越明显,应力应变性状可划分为4个不同阶段。原型耙齿切削试验结果表明,饱和土较非饱和土切削阻力增长得更快;饱和土切削阻力最大值为非饱和土切削阻力最大值的2.7~3.3倍;对于饱和土,切削阻力达到稳定值后,其波动幅度较非饱和土要大。上述试验结果均表明,土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响十分显著,须采取相应的措施来降低土的剪胀性对于耙齿切削阻力的影响。     

基于三维离散元法的绞刀运转效能分析

针对不同绞刀结构下的运转效能影响机制问题,基于离散元(DEM)法,研究了锥型绞刀和冠型绞刀在切削土体过程的工作效能。结合工程实际数据,在三维离散元软件YADE中进行通用型绞刀头建模,并验证其数值模拟可靠性。优化绞刀结构形式,建立了新的锥型绞刀和冠型绞刀的三维模型并模拟分析了两者在不同工况下的切削过程。结果显示,锥型绞刀较冠型绞刀具有更优的挖掘效能。     

饱和密砂切削过程中的孔压发展规律

密实粉砂,以其显著的剪胀特性使得自航耙吸挖泥船耙头疏浚效率大大降低,耙齿行进阻力增大,疏浚适用土质受到了较大限制。在考虑饱和密实粉砂的剪胀特性基础上,将砂土应力应变与渗流耦合,通过有限元计算,分析丫饱和砂上在切削过程中的孔压发展规律。结果表明,饱和密砂在切削过程中有着较强的剪胀效应,随着切削速度的增加,作耙街刀尖前方产生越来越高的孔隙真空负压,致使土体有效应力显著增加,从而导致切削阻力明显提高。     

大面积干滩守护工程的应急技术现状与进展探讨

由于以土工织物和压载物组成的系结压载体软体排的整体性强、柔韧性好、紧贴河床、抗冲击性能好、使用年限长,在长江航道应急处理与航道整治工程中得到了越来越多的应用。同时在枯水季节充分利用低水位,抢修开展干滩防护,控制冲刷、稳定航道的环节中,压载体软体排工艺得以不断改进。本文系统分析了岸滩主动防护、被动守护工程技术的发展历程和研究现状,重点阐述了单元排、D型排、X型排、钢丝网格、铺石、抛石、透水框架、仿沙波排、透水结构等工艺及其综合应用工艺在干滩守护工程中的应用进展和重要突破,并结合我国干滩守护工程技术研究进展与应用实践总结了软体排技术的未来发展方向。同时,在各类干滩守护工程技术施工应用时,可能引发溢油、化学品泄漏等环境风险事故,需增加"生态航道"建设理念、加强环境风险应急体系建设、强化生态修复等方面的研究。     

Quasi-Monte Carlo Simulation-Based SFEM for Slope Reliability Analysis

Considering the stochastic spatial variation of geotechnical parameters over the slope, a Stochastic Finite Element Method (SFEM) is established based on the combination of the Shear Strength Reduction (SSR) concept and quasi-Monte Carlo simulation. The shear strength reduction FEM is superior to the slice method based on the limit equilibrium theory in many ways, so it will be more powerful to assess the reliability of global slope stability when combined with probability theory. To illustrate the performance of the proposed method, it is applied to an example of simple slope. The results of simulation show that the proposed method is effective to perform the reliability analysis of global slope stability without presupposing a potential slip surface.     

门架式护岸结构的承载特性透明土模型试验

某航道拓宽工程采用了一种新型装配式门架式护岸结构。针对该结构在岸侧竖向荷载作用下的工况，开展了基于透明土粒子图像测速(PIV)分析技术的模型加载试验，通过全程动态观测的方式，揭示新型结构的工作机理及土体响应特征，为工程设计和计算提供技术支撑。试验结果表明：竖向荷载作用下装配式护岸结构的工作机理较为复杂。首先，由于连系梁的存在使得板桩与方桩形成较为稳定的空间结构体系，两者共同变形产生协调作用，有效地限制了结构水平位移。其次，该结构能否有效充分发挥后排桩的作用，与板桩和方桩的抗弯截面模量匹配性相关，板桩抗弯截面模量宜稍大于方桩。最后，试验的板桩和方桩产生的弯距、位移变形与工程设计采用m法的计算结果基本一致，进一步验证了m法的合理性，但应注意m取值，否则结果偏差较大，影响工程的安全性和经济性。     

无围堰吹填技术在连云港某岸线修复工程的应用

无围堰吹填技术是开敞海域最理想的快速吹填成陆工艺，结合成熟的无围堰砂土吹填经验，研发高效、可靠的无围堰黏土吹填技术是提升淤泥质开敞海域吹填效率的重要方向。依托连云港某岸线修复工程，提出采用团块状硬质土泥饼取代传统泥浆材料的无围堰吹填技术，并通过现场试验段的多方案对比与施工参数的反复调整，提升了吹填土体自然排水与沉降效率。结果表明，基于黏土团块吹填技术所形成的土层在吹填后4～5 d内迅速沉降，主固结基本完成，施工机械可安全进入吹填区域；经过两个半月的自然固结沉降，吹填地基的承载力可达到45 kPa以上。黏土团块吹填技术能快速成陆，利于节能减碳、生态环保，具有良好的应用前景。