深圳湾海积软土的蠕变特性与本构模型研究

论证海积软土的蠕变特性,针对深圳湾软土在固结仪上进行一维侧限压缩蠕变试验,并建立了可描述软土蠕变特性的本构模型。结果表明,深圳软土的蠕变变形主要是瞬时变形和衰减蠕变变形,应力越大蠕变效应越明显。且蠕变表现为非线性特性,应力水平越高,非线性特征越显著,剪切蠕变特征复杂。Burgers模型可以较好地描述深圳软土的蠕变特性,特别是衰减蠕变阶段与稳定蠕变阶段拟合效果良好。研究还表明,稳定蠕变变形受应力水平影响显著,表现为固结应力越大,稳定蠕变变形量越大,达到稳定标准的时间也越长。这也说明实际工程中,当土体承受较大荷载时,必须考虑因蠕变变形对建筑物的危害作用。     

非饱和黏性地基土的土-水特征曲线试验及模拟

内地港口地基土在地下径流和降雨入渗作用下,多为非饱和土,其土-水特性影响港口地基稳定性。以安徽淮北港非饱和黏性地基土为研究对象,开展不同初始含水率、初始干密度、竖向应力以及干湿循环次数下的土-水特征曲线(SWCC)试验。研究发现:初始干密度和竖向应力对非饱和黏性地基土SWCC的影响相似,对进气值、初气值、脱湿速率、吸湿速率和残余饱和度影响较大;初始含水率对土体脱湿、吸湿速率影响较小,随着初始含水率的提升,进气值、吸气值、残余饱和度递增;随着干湿循环作用的增强,进气值和出气值的衰减逐渐削弱。结合地基土土-水特性,修正几种常用的SWCC模型,模拟不同工况下的SWCC,通过评分的方式得到适用于淮北港非饱和黏性地基土的推荐模型。研究成果可为不同工况下非饱和黏性地基土的土-水特性及港口地基稳定性研究提供参考。     

基于修正Burgers模型的沥青混合料粘弹性蠕变损伤时-温激励特性研究

为研究沥青混合料蠕变特性与其时-温条件下的蠕变规律,准确反映沥青混合料蠕变过程及蠕变数值,引入反映材料内部损伤效应的损伤因子,对Burgers模型进行非线性修正,建立修正Burgers蠕变模型,并通过沥青混合料单轴压缩蠕变实验和离散元PFC模拟蠕变试验进行对比分析,以验证模型的可靠性.研究结果表明：通过修正模型对实验结果的拟合分析,得出沥青混合料时-温蠕变过程的5个发展阶段及各自特点;推导出不同温度沥青混合料蠕变值计算公式;建立的非线性材料损伤蠕变模型可较好地描述沥青混合料蠕变过程.     

风化花岗岩土滑坡排水特性的研究

风化花岗岩土属于砂质土的范畴,由风化花岗岩土边坡而发生的各种事故通常是渗流水造成的;土的压实特性是由土与水之间的相互作用来决定的,同样土的干密度和剪切强度是随着其压实特性的变化而变化的;即便是密实风化花岗岩土渗入不适当的水后也会引起事故。本论文以讨论风化花岗岩土中水的活动机制为目的,通过各种实验来分析土的物理特性和地下水水位变化之间的关系;从而得出相关的实验成果。     

橡胶减震器材料时变蠕变力学行为研究

橡胶减震器在使用过程中呈现时变蠕变特性,影响其工作性能及使用寿命。基于超弹力学及损伤力学理论,建立橡胶材料考虑损伤效应的唯象蠕变本构模型;根据试验结果,识别模型关键参数,开展材料本构模型与有限元模拟的相容性研究,构建橡胶减震器非线性时变蠕变数值模拟方法。采用Von Mises屈服准则来评估橡胶材料的蠕变残余变形,发展一种考虑永久变形的修正蠕变本构模型。研究成果可为橡胶减震器的时变性能分析及寿命预测提供理论基础。     

天津港岸坡土体蠕变对高桩码头的影响

岸坡土体的变形将导致高桩码头桩顶变位,影响桩帽与横梁之间的搭接,使得码头结构处于危险之中,蠕变则是形成土体变形的原因之一。以天津港高桩码头为例,分析了高桩码头的桩顶变位特征,对岸坡土体进行了蠕变特性试验,利用试验结果参数进行了结构与土相互作用的蠕变变形计算。结果表明,蠕变是影响桩基侧向变形的一个重要因素,岸坡土体蠕变主要分布在坡顶下方淤泥质粘土和坡面的淤泥层,蠕变随时间增长而增长,但增长速率降低。相关结论可为天津港和类似高桩码头的检测评估及加固提供指导。     

钛合金耐压结构蠕变数值计算方法与试验验证

通过对比分析多种典型蠕变本构模型,考虑应力水平、本构模型、蠕变时间等三个因素的影响,确定了TC4ELI材料钛合金常温压缩蠕变本构方程及其系数,初步建立了钛合金耐压结构蠕变数值计算方法。对钛合金环肋圆柱壳模型开展蠕变数值计算,给出蠕变前后模型的应力、应变和位移的变化情况。结果表明:修正的时间强化模型可以表征钛合金耐压结构初始蠕变阶段和稳态阶段的蠕变特性,能够适用于深海钛合金耐压结构的蠕变计算;产生蠕变变形后钛合金耐压结构应力重新分配,高应力区范围有所扩大,蠕变后弹性应变和总应变均减小;相比于纵向,蠕变对环肋圆柱壳结构的径向变形影响更大。     

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。     

天津港回填土地基蠕变问题的有限元分析

利用依据固结仪分步加载软土蠕变特性而建立的三维软土蠕变模型,对天津港南疆突堤进行有限元分析,并与实测结果进行对比。计算结果与实测曲线吻合较好,说明该模型能够较准确模拟实际工程中土体的蠕变特性。通过模型参数对计算结果的影响分析发现,模型中的修正蠕变系数μ*对计算结果影响最大,并决定土体的蠕变为衰减蠕变或非衰减蠕变。     

不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性及力学模型研究*

密实度影响港口地基工程的长期稳定性。为研究不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性，开展地基土固结排水三轴压缩蠕变试验。结果表明：1）随着干密度的减小，抽气饱和后土体含水率越高，轴向应变越大，蠕变行为更为显著。2）土体长期强度随着干密度的增大而递增，干密度增加抑制蠕变发展。3）地基土等时偏应力-应变曲线在低应力水平下表现出线性特征，较高应力水平下表现出非线性特征。基于试验成果，通过研究黏弹性模量与干密度以及荷载时间之间的关系，定义考虑不同干密度的黏弹性模量，基于分数阶微积分理论构建分数阶黏塑性体，从而得到新的不同干密度下的土体非线性蠕变力学模型。给出参数求解方法，验证所建模型可行性和合理性。分析瞬时弹性模量与干密度的经验关系，给出了类似粉质黏土地基土的模型参数建议取值区间。研究成果为粉质黏土地基土蠕变特性研究及港口地基工程长期稳定性分析提供一定参考。     

强夯砂土地基中试验指标可替代性分析

针对部分强夯砂土地基由于静力触探试验锥尖阻力过大导致无法触探的问题,以及如何正确选择强夯砂土地基表层评价指标的问题,通过强夯砂土地基加固效果检测试验结果分析、试验结果数据回归等方法,明确了静力触探试验与标准贯入试验在强夯砂土地基加固效果评价上是一致的,但二次变形模量与地基系数的试验结果相关性较差,不可互相替代。     

不同围压条件下淤泥质黏土蠕变力学特性试验及模拟

淤泥质黏土是码头工程常见地基土,其蠕变特性与码头地基稳定性紧密关联。为研究不同围压条件下的淤泥质黏土蠕变力学特性,对其开展固结排水三轴压缩蠕变试验。基于蠕变试验结果,引入Mesri和Log-Modified模型模拟淤泥质黏土的蠕变力学行为,得到蠕变经验模型,并对比两个模型的辨识效果。结果表明,同一围压下,随着轴压的提升,轴向应变逐渐递增,初始和稳态蠕变速率均呈线性递增趋势;同一加载等级下,围压和轴压的升高促进轴向应变的增长,较高轴压和围压条件下初始、稳态蠕变速率均始终大于较低轴压和围压条件;淤泥质黏土等时轴压-轴向应变曲线近似双曲线,具有明显的非线性特征;Mesri蠕变经验模型辨识效果优于Log-Modified蠕变经验模型。     

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。     

软基上大型砂袋围堤中袋体的作用

大型砂袋围堤作为软土地基上围堤修建的新技术,提高了围堤的凝聚力和整体性,能较好地适应软土地基的变形。受袋体作用的影响,大型砂袋围堤的整体力学和工程特性发生了较大的改变。合理确定砂袋的力学、工程特性,判断其对围堤整体稳定性的影响是模拟砂袋围堤、设计计算特征参数的依据。分析大型砂袋围堤中袋体作用的研究现状,总结模型试验、数值分析和理论推导3方面的研究成果和进展,对工程应用和未来研究的发展方向提出了针对性建议。     

汉江雅口航运枢纽泄水闸工程地基处理

汉江雅口航运枢纽工程泄水闸地基为不均匀的砂砾石土层,建基面局部为粉细砂薄层,砂砾石土层局部含有粉细砂透镜体或大块卵石。针对地基沉降量大和砂砾石土层分布不均匀的问题,提出了长螺旋钻孔压灌桩复合地基处理方案,并在现场代表性区域进行了成桩试验检测。结果表明:该地基处理方案技术可行、质量稳定、生态环保,适宜于本工程的应用,具有推广价值。     

澳门东填土区地基处理效果分析

为了检验澳门东填土区浅部土体地基处理效果,在充分研究场区吹填砂前后地基土层特性、地基处理设计方案和施工关键技术的基础上,对监测及检测结果中相关数据进行分析和对比。结果表明,软黏性土和吹填砂经地基处理后力学强度明显提高,工后沉降得到了有效控制,地基处理效果显著;根据长期实际沉降监测值能够对最终沉降量做出更准确的预测或通过选取合理的沉降经验系数m s,使地基沉降量估算值与目标值更接近,以便指导本地区同类项目的地基处理工作。     

地震作用下的液化砂土地基PHC管桩动态响应

为研究液化砂土地基上的PHC管桩在地震作用下的动态响应,利用FLAC3D有限差分软件建立土体、实体PHC管桩和桩顶等效质体组成的数值模型,同时考虑水体、土体和PHC管桩之间的耦合作用。通过在模型底部施加地震荷载进行完全非线性动力分析,研究土体的液化情况、场地的变形以及PHC管桩的响应。结果表明,地震作用引起了饱和砂土有效应力减小,全高度的砂土均发生了液化;液化的发生与否以及发生时间不仅与土体的埋深有关,也与地震荷载的序列和地震荷载的峰值加速度相关;埋入土中的桩身正应力呈先增大再减小的趋势,最大值出现在护坡和砂土交界处;埋深较浅处桩的侧向位移大于埋深较深处;由于PHC管桩在强震作用下的位移和内力值均较大,应在码头建造之前对极易液化的场地进行改善。     

振冲法加固砂土地基工艺选择及施工参数控制

根据砂土的黏粒含量,振冲法可采用不加填料的振冲密实法或有填料的振冲置换法,选择合适的振冲施工工艺和确定合理的工艺参数,与地基加固效果和地基处理的工程投资密切相关。在振冲器的振动荷载作用下,由于饱和砂土的液化产生振密作用,根据孔隙水压力的增长模型,推导了饱和砂土的临界液化时间,并分析留振时间的影响因素。结合两个工程实例,探讨了振冲密实法和振冲置换法两种工艺的适应性及加固效果。根据砂土的类型和黏粒含量,将砂土地基分为3类,不同的砂土地基采用合适的振冲工艺,并得出施工参数的合理区间。