饱和黏性土的抗冲刷特性试验研究

通过自制的新型冲刷试验装置分析了黏性土起动机理,本试验装置相比于传统装置,在水流流速、土样的物理变量以及数据采集控制方面更加准确;通过本试验装置能较好地测量土体的起动流速;通过试验证明了黏性土的起动是土粒微团的起动模式,黏性土的起动流速随黏性土孔隙比的增大而减小,随着黏性土孔隙比的减小而增大;通过对黏性土体的抗冲刷特性研究将对临水路堤的防护与监测起到指导意义。     

浅层治滑植物护坡技术研究

边坡表面经常受到波浪冲击、地表水径流和地下水渗流等因素作用,形成表面侵蚀和浅层滑坡现象。植物根系减小边坡表面水流冲刷和地下水渗流、增加土体强度,具有明显浅层护坡效果。随着植物根系含量增大,根系土强度增大。植物根系土边坡的稳定性分析可采用类似加筋土边坡的分析方法。     

红粘土边坡降雨冲刷试验研究

红粘土边坡冲刷破坏的研究对工程设计和水土保持有着重要意义。以红粘土边坡为研究对象,进行了室内边坡冲刷模型试验,对边坡的冲刷破坏过程进行了全程观测,同时对降雨过程中边坡土体的含水率湿润锋面、孔隙水压力、坡体位移及滑动面破坏特征进行了监测,研究结果表明:从坡顶到坡脚水流侵蚀能力呈递增趋势,坡脚处的侵蚀破坏最为严重。整个降雨过程中未见明显的滑动面,验证了降雨条件下红粘土边坡的破坏和其它土类不同。     

土压平衡盾构不满舱掘进开挖面渗透破坏试验研究

为进一步提高土压平衡盾构掘进效率,常采用非满舱掘进模式进行隧道施工。而富水地层中非满舱掘进常常遇到开挖面失稳引起超挖量大等问题,针对非满舱掘进过程中开挖面渗透稳定的问题,结合济南地铁R2线某标段发生的开挖面失稳现象开展研究。首先,通过自制开挖面渗透破坏试验装置研究了渗流条件下非满舱掘进开挖面渗透破坏的条件以及类型。然后,分析了不同渗透破坏类型的出砂规律。最后,按照土体可移动细颗粒含量设置了6种不同级配的地层,探究土体级配与临界水力梯度的关系。研究结果表明:1)渗流作用下,在该地层会发生渗透破坏,其非发展型和发展型渗透破坏发生的临界水力梯度分别为0.5和0.8;2)非发展型渗透破坏出砂质量先增大后逐渐平稳,而发展型渗透破坏的出砂质量持续增大,成渐进破坏的特点;3)建立了可移动填料含量Pf与其临界水力梯度的关系式。     

细颗粒含量及含水率对粉砂土抗剪强度影响研究

依托某路基试验土样,通过不同细颗粒含量和含水率下的直剪试验,对粉砂土的黏聚力和内摩擦角进行分析.结果 表明:当含水率处于最优含水率左侧的过渡区时,随细颗粒含量增大,土体的黏聚力减小,当含水率大于最优含水率时,随着细颗粒含量增大,黏聚力增大;随着含水率增大,黏聚力呈现出先增大后减少的规律,当细颗粒含量为15％时该效应最为...     

平移模式下有限空间无黏性填土挡墙主动土压力模型试验研究

由于建设用地紧张,在工程中时常存在新建挡土结构紧邻已有结构,墙后填土宽度有限的情况。因不满足半无限土体的基本假定,在此类工程中采用经典理论预测土体的破坏模式及其极限状态土压力,结果与实际有较大偏差。通过活动挡墙模型试验,观测不同宽度条件下墙后填土主动极限状态的破坏过程及破坏模式。试验结果表明:土体宽度的压缩使得破坏滑动面的倾角增大;当土体宽度足够小时,破坏滑动面发展至墙面后反射形成第二道滑动面发展至土表。建立二类土压力计算模型,采用极限平衡法推导了平动位移模式下有限宽度无黏性填土主动土压力计算式,计算结果与已有研究数据对比验证了其适用性。     

刚果(布)1号公路砂性土路基治理与防护

针对非洲刚果(布)1号公路项目区域内的砂性土具有材料强度高、渗透性强,但表层砂性土松散,孔隙比大,压缩性高,且凝聚力差,在重载作用下易变形破坏,尤其是抗水流冲刷能力差等特点,提出了水泥处治、粘性土包边处理及竹编格栅植草防护等措施。     

花岗岩残积土边坡冲刷模拟试验研究

为研究花岗岩残积土边坡坡面冲刷规律,分析坡面冲刷产沙的影响因素,采用新的试验方法及装置,选取广佛肇(广州—佛山—肇庆)高速公路花岗岩残积土为研究对象进行试验,建立水流流量、流速、剪切力、含沙量、功率与边坡侵蚀程度之间的关系。结果表明,随着时间的增长,坡面水流速度不断变化,产沙量前期增长快,后期缓慢直至稳定;随着时间的增长,水流剪力增大,与产沙量有明显的相关性;总能量损失是水流克服土颗粒摩擦做功;冲蚀深度前期增长较快,达到最大冲蚀深度30 cm的时间为120 min。     

降雨入渗作用下风积沙路堤边坡的稳定性分析

以风积沙路堤边坡为研究对象，分析了不同降雨类型下，土体的体积含水量、孔隙水压力对边坡稳定性的影响及渗透规律。采用基于饱和-非饱和渗流理论的有限元软件，考虑基质吸力对滑动面抗剪强度的影响，对坡体在不同降雨类型下的渗透规律和对边坡的稳定性进行分析。结果表明:边坡在降雨入渗过程中，边坡表层体积含水量逐渐增大，基质吸力逐渐降低，在强降雨下边坡表层形成一个暂态饱和区，容易发生浅层滑动；连续降雨的边坡表层没有暂态饱和区，雨水全部下渗，在相同降雨量下连续降雨的渗入量和渗透深度都要大于短时强降雨；连续降雨相比短时强降雨对     

不同结构参数下盾构切刀切削土体数值模拟研究

基于ABAQUS有限元分析软件,采用ALE算法和线性Drucker-Prager土体塑性本构模型,利用具有单元删除功能的剪切失效准则,建立盾构切刀切削土体的三维仿真模型,研究不同切削参数条件下刀具切削土体过程中土屑的流动状态和刀具切削力的变化规律。研究结果表明： 在不同的切深状况下,总的切削力变化并不大,但随着切深的增大,已切削土屑的分离度降低甚至不分离;随着刀宽的增大,切削力也随之增大,但土屑的流动性降低;随着前角的增大,切屑的破碎状态和流动性降低,导致堆积在切刀的刀刃处,阻碍切削的持续进行。     

砂土地层盾构隧道开挖面土体应力状态分析

结合南京某越江隧道工程,建立了模拟盾构隧道开挖面失稳过程的数值模型,研究了越江盾构隧道开挖面失稳过程中土体应力变化以及由土体应力重分布引发的土拱效应。研究表明： 沿埋深由下至上,土体竖向应力随开挖面位移的增大先减小后保持不变,水平应力先减小后略微增大; 土体侧压力系数沿埋深由下至上先增大后减小; 随开挖面位移增大,开挖面前方局部土体竖向应力和水平应力同时减小,形成失稳破坏区; 失稳破坏区上部土体竖向应力减小,水平应力增大,形成拱顶区; 失稳破坏区四周土体竖向应力增大,水平应力减小,形成拱脚区,土拱效应逐渐发挥。     

路基原状黄土细观结构损伤规律的CT检测分析

利用可同步进行CT扫描的三轴仪,对路基原状黄土进行了三轴剪切试验,从CT数和CT图像两方面分析了不同受力过程中黄土细观结构的变化。结果表明,随着压力增大,土体中的大孔隙逐渐闭合,试样平均密度在增大;当土颗粒产生剪切位移时,土样发生剪胀,土体的原始结构完全被破坏。     

泥石流沟岸冲蚀演绎及动力学研究

我国位于泥石流沟岸的公路里程累计800km左右。沟岸冲蚀是公路泥石流研究的主要方面之一,是泥石流冲蚀能、岸坡抗蚀能耦合作用的表像。应用地貌学方法将泥石流沟岸冲蚀演绎过程分为4个阶段,即冲蚀槽形成阶段、泥石流顶托底部拉裂阶段、自重顶部拉裂变形阶段和坍塌阶段．核心是悬岸的产生及失稳。大量调查发现,沟岸坍塌失稳均主要发生在泥石流暴发期间．其主要原因是泥石流对岸坡的冲蚀作用使得岸坡产生纵向振动,增加荷载效应。减小了悬岸岩土体的刚度。进而诱发了悬岸体的坍塌。运用动力学方法建立了悬臂体系的纵向振动位移方程。据此应用牛顿第二定律便可求解获得泥石流振动对岸坡破坏的诱发荷载,并对护岸结构关键技术进行了探讨。     

季节性冰冻地区公路边坡侵蚀破坏模式

针对季节性冰冻地区的路基边坡冻融滑坍破坏现象,分析了公路边坡破坏的各种侵蚀模式和影响因素。采用坡面流拖曳力法、坡面流量法等对坡面水力学特征进行研究,测算坡面冲刷临界坡度值,分析临界坡度与冲刷量之间的关系;同时采用有效应力法研究了冻融作用下的边坡安全稳定性。结果表明：季节性冰冻地区粘性土最大冲刷强度对应的临界坡度与目前常用的坡度值很接近或交叉,为减少水土流失,建议放缓土质边坡;边坡土体冻结前含水质量分数和融化后抗剪强度下降幅度是影响冻融滑坍破坏的主要因素,建议在设计中要考虑冲刷和冻融因素,并对特殊土质边坡进行相应的物理力学指标检测和稳定性验算。     

稻秸秆加筋土生态护坡室内降雨冲刷试验研究

针对湖南省某高速公路花岗岩残积土粗颗粒含量多,遇水易崩解,极易形成坡面冲蚀的特点,提出采用稻秸秆加筋土对坡体表面进行生态防护。通过室内边坡模型的降雨冲刷试验探讨了不同稻秸秆加筋土厚度与不同稻秸秆掺和比例的防护机理与效果,可知降雨冲刷作用下坡面破坏是从雨滴溅蚀开始的,而后是重力、摩擦力和坡面径流推力等对土颗粒的搬运作用,进而对坡面形成冲蚀;稻秸秆加筋土防护层受雨水溅蚀程度要小,泥沙冲刷量少,防护效果较好;稻秸秆掺和比例为0. 3%、防护层厚度为5 cm下的稻秸秆加筋土层防护效果最佳。室内试验结果可为同类工程研究与实际工程应用提供借鉴或参考。     

夯扩碎石桩群桩承载性状研究

对2个初始直径为0.76m、桩长为2.79m和5.10m的夯扩碎石桩群桩进行载荷试验,并采用三维拉格朗日有限差分程序建立数值模型,模拟其夯扩和载荷试验分级加载过程,并分析了桩土应力比、群桩效应和桩间土单元的应力路径。结果表明:数值分析很好地模拟了夯扩碎石群桩的夯扩过程,群桩夯扩成桩后最大垂直位移位于桩间土中心且表现为地面隆起;计算和实测的荷载-沉降曲线基本一致;2个不同桩长的夯扩碎石桩群桩在各级荷载下的桩土应力比都比较接近,其值在3.8～6.5之间;群桩效应跟桩长与承台宽度比L/Bc相关,群桩负效应随L/Bc的增大而减弱;2个不同桩长的群桩桩间土单元在夯扩过程中其水平应力大于垂直应力,单元应力处于临界破坏状态;夯扩作用在桩间土中产生预应力,提高了土体刚度和夯扩碎石桩的承载能力,靠近桩端的土体单元预应力受桩端夯扩效应影响而增大。     

雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析

初期雨水径流污染控制率是城市雨水综合控制的关键环节,也是《海绵城市建设技术指南一低影响开发雨水系统规划设计》的关键控制指标.城镇径流存在明显的初期冲刷作用,但由于降雨冲刷过程的随机性和复杂性,确定不同条件下的初期径流弃流量至今仍是个难题.以河北雄安新区安州特色小城镇安置区市政配套基础设施项目为例,以安州特色小城镇初期雨水截留管网为研究对象,总结了国内研究成果:调蓄容积法、暴雨强度法、SWMM模型分析法,并通过对这三种方法计算的初期雨水弃流量结果进行比对互校,最终确定本地区的初期雨水弃流量.以此进一步研究初期雨水弃流量、径流污染物浓度变化、径流污染物去除率之间的关系,为实际工程应用提供一定参考.     

红粘土边坡破坏机理与稳定计算方法研究

本文基于对贵州省境内多条高速公路的红粘土边坡破坏情况的调研结果,讨论并明确了红粘土路堑边坡破坏的主要类型、时空分布、发生规律、破坏面形状等破坏特征。揭示了红粘土边坡的破坏机理,红粘土边坡的破坏主要因其干缩开裂、雨水渗透导致土体强度衰减,在裂隙水的水平推力作用下发生坍塌。基于非饱和土理论,推导了裂隙开展深度与基质吸力之间的定量关系。根据受扰动程度和自身结构特点将红粘土边坡进行分类,明确了不同类别边坡的典型破坏模式。根据红粘土边坡实际破坏模式,提出了"裂隙水压力推力平衡法"用于红粘土边坡的稳定性评价。     

灰水-土体长期相互作用诱发地面塌陷机理

通过以灰水为渗透液进行溶滤试验,测试和分析了土样的渗透系数、含水量的变化规律;同时进行渗透破坏试验测试了不同密实程度土样经灰水浸泡后的临界坡降;运用土力学原理,分析了土样含水量、渗透性和水压力变化引起地面塌陷的机理。结果表明：溶滤后土体的含水量明显增大,且其渗透系数随溶滤次数的增加呈增大趋势;当溶滤次数超过4次后,渗透系数的增大变缓;当土样含水量相同时,临界坡降随着土样密度增大而明显增大;灰水将从减小土体的抗剪强度、增大土体的重度等方面引起地表塌陷,此外,土体中动水压和渗流引起土中的空洞也诱发了地表塌陷的形成。     

马巢高速公路沿线滑坡变形破坏特征分析

北沿江高速公路马巢段沿线路基开挖后,形成了大量路堑边坡,自2012年4月开始,部分边坡陆续出现滑动失稳现象。为确保后期施工和运营安全,对沿线33个边坡开展了全面调查,对部分边坡取样后进行了膨胀性判别试验。分析表明,沿线边坡变形破坏主要表现为土质边坡浅层滑移、深层滑移以及岩质边坡顺层滑移。土质边坡主要为松散堆积体,土体中夹杂多具有膨胀性的土团块,这些膨胀性粘土受干湿循环作用下反复胀缩,使得土体更加的松散,吸水后强度衰减十分严重,易形成浅层坍塌或深层滑移。岩质边坡多存在泥化夹层,大部分具有弱~中膨胀潜势,吸水膨胀后抗剪强度降低,易形成潜在滑动面,一旦开挖造成结构面临空,在自重应力作用下易发生顺层滑移变形破坏。