降雨入渗对路基稳定性影响因素分析

将简化bishop法拓展应用于非饱和土,推导考虑降雨渗流的路基稳定性公式;利用求得的安全系数计算公式,对各影响因素进行理论分析;结合典型工程算例对降雨条件下的路基进行稳定性分析,并讨论各因素变化及其对路基稳定性的影响。分析结果表明,把用于饱和土的简化bishop法拓展应用至非饱和土是可行的,在降雨条件下考虑主要影响因素进行路基稳定性分析是较为有效的方法。     

非饱和土抗剪强度的探索研究

非饱和土是土力不这在本世纪后半期的重点研究课题，由于其吸力和吸附强度的性质复杂，研究工作至今还停留在各大学的试验室中，尚未能在工程实际中广泛应用。作者在１９９７年发表的论文：膨胀力在非饱和土强度理论中的作用“引起了国际和国内学者的注意。有关的学术讨论正在进行。文中扼要地论述了以下三点：①过去３９年的研究及其未能解决的问题；②当前的需要和作者的建议；③国际的反响和国内的讨论。     

非饱和土强度公式的比较研究

非饱和土力学的基本理论已经确认了基质吸力的存在有利于非饱和土的强度提高,但是对于强度提高的机理到目前为止没有统一的结论。非饱和土强度理论中存在着单应力状态变量公式和双应力状态变量公式两种基本的理论表达式,并在此基础上产生了许多实用性的强度公式。本文通过实验得到珞珈山土样的土—水特征曲线和不同非饱和状态下的强度,比较了不同的强度公式的精确性。分析表明,现有的非饱和土实用公式精确性较差,有待改进。     

胶济客运专线非饱和土地基沉降现场试验研究

地基沉降的计算值与实际沉降往往有较大的差异,特别是对深厚非饱和土地基的沉降理论计算还不完善,因而对其进行现场试验研究就显得越发重要.通过对路基填筑过程中和放置期的地基沉降进行实时监测,获得地基的荷载-沉降-时间关系及分层沉降,掌握此类地基土的变形过程和趋势,预估工后沉降量,为今后工程设计提供参考,为非饱和土沉降理论计算提供试验依据.     

胶济客专非饱和土地基沉降特性试验研究

研究目的:由于非饱和土的复杂性,目前非饱和土理论还不完善,尚未形成成熟的非饱和土固结理论和沉降计算方法。地基沉降已成为高速铁路客运专线路基的主要控制因素之一,在掌握非饱和土物理力学特性基础上,揭示非饱和土地基沉降特性,对于在其上修建高速铁路客运专线根据工期情况选择更加合理、经济的地基处理措施具有重要意义。研究结论:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46%～80%;路堤在填筑期可完成总沉降的75%以上,经过3～5个月的放置,可完成总沉降的90%左右;非饱和土应力-应变、应变-时间关系均符合双曲线模型,沉降预测推荐双曲线法;非饱和土地基上一般地段修建有砟轨道客运专线地基不处理,修建无砟轨道客运专线只对地基浅层5～8 m采用复合地基处理,对于高填方及过渡段加大复合地基处理深度。     

基于Plaxis的高速铁路非饱和土地基沉降计算分析

以非饱和土固、液两相固结理论为基础,结合其水土特性,采用Plaxis有限元程序对非饱和土地基荷载传递机理和沉降特性进行了计算分析,进而对非饱和土地基相关加固技术的适应性作了深入探讨.结果表明,高速铁路路基基底应力分布与路基宽高比有密切联系,基底应力随着宽高比的增加,逐渐趋近于γH.现场已采用的加固工法(换填、强夯、水泥搅拌桩)中,水泥搅拌桩的加固效果显著,适用于非饱和土地基加固.     

高速铁路非饱和土地基处理技术

通过分析室内固结试验成果,对非饱和土的水土特性及固结压缩特性进行研究,进而结合现场沉降测试结果对各类加固工法下非饱和土地基的沉降规律展开讨论。研究表明,虽然地基土的最终沉降量只与土体的压缩模量有关,但是非饱和土体的瞬时沉降受饱和度影响显著。从固结稳定时间上看,非饱和土的固结时间与饱和度有密切关系,低饱和度下,固结时间随着饱和度的增加而延长,当饱和度超过82.8%时,固结时间随着饱和度的增加而减小并最终趋近于饱和土的固结时间。采用双曲线模型预测地基土的最终沉降量,对不同工法加固非饱和土地基的加固效果进行评价,可以看出,强夯、换填和短水泥搅拌桩加固非饱和土地基完全满足高速铁路路基沉降控制要求。     

非饱和黏性土土水特征曲线的分形特性研究

铁路工程中地基土往往处于非饱和状态,而土水特征曲线是表征非饱和土工程特性的重要关系曲线,进行铁路地基土土水特征曲线的研究,对分析其沉降特性具有重要理论意义。基于Van Genuchten模型,得到非饱和土土水特征曲线空气进气值的理论解;并结合非饱和土孔隙体积的分形模型,得到一种利用Van Genuchten模型参数直接求解分维数的方法。通过非饱和土压力板仪测量4种不同干密度和初始含水率情况下的非饱和黏性土土水特征曲线,分析干密度和初始含水率对非饱和黏性土分维数的影响。研究结果表明:建议的分维数计算方法是合理的;非饱和地基土分维数与干密度近似呈线性关系,并随着干密度的增大而增大;非饱和地基土分维数与初始含水率也近似呈线性关系,但随初始含水率的增大而减小。     

强降雨条件下非饱和粉土雨水渗透规律研究

由雨水渗透规律计算得到的雨水渗透体积是判断非饱和土粉土强度受降雨扰动的主要参数。提供一种强降雨条件下非饱和粉土雨水渗透规律的计算方法,可以根据降雨条件与土体性质预测非饱和粉土在降雨渗透过程中雨水渗透率随时间的变化规律。该方法通过扩展已有非饱和土渗透模型建立降雨渗透计算模型。在经典Green-Ampt模型基础上,根据土体含水量的不同和在降雨过程中出现顺序,依次将土体进行分层。采用毛细渗透公式与达西定律对降雨渗透过程分阶段进行计算,得到降雨渗透过程中雨水渗透率随时间的变化规律。与实验实测数据的对比表明,理论计算值与实验实测数据基本吻合,能较好的预测雨水渗透率变化规律。     

非饱和土地基沉降计算参数试验研究

研究目的:提出非饱和土地基沉降计算参数确定的有效试验方法,可使地基沉降计算参数选择更加合理,对于以地基沉降为主要控制因素的高速铁路客运专线建设具有重要意义.研究结论:针对胶济客专非饱和粉质黏土、粉土开展了室内固结试验及多种现场原位试验,经过综合分析得出:胶济客专非饱和粉质黏土、粉土饱和度一般在46％ ～ 80％之间;建议采用室内固结试验、静力触探试验及标贯试验综合确定非饱和粉质黏土、粉土沉降计算压缩模量参数;可按《建筑地基基础设计规范》计算当量模量对应的经验系数进行计算沉降修正.     

桩间土为非饱和土的刚性桩复合地基复合模量计算

根据非饱和土压缩模量的VO模型,基于剪切位移法的理论,推导桩间土为非饱和土的刚性桩复合地基复合模量的解析解。该解析解考虑刚性桩的桩长、桩体模量、非饱和土中基质吸力等的影响,利用导出的解析解对实例进行计算,并将计算结果同规范法的计算结果和现场实测值进行对比分析。研究结果表明:利用本文方法算得的沉降值和实测值较接近,验证了本方法的可行性。     

反复干湿循环对重塑非饱和黄土力学特性影响

研究目的:降雨和蒸发反复交替循环作用下,浅层土体内的水气状态处于动态变化中,该过程会对土体力学特性产生不可逆转的影响.本文对不同干湿循环次数的重塑非饱和黄土进行SWCC曲线试验及三轴试验,研究干湿循环作用对非饱和黄土持水特性、强度及变形特性的影响.研究结论:(1)非饱和黄土的土水特征曲线具有明显的滞回效应,随着干湿循环...     

基于改进极限平衡法的非饱和边坡稳定分析

研究目的:极限平衡法是非饱和土边坡稳定分析最为常见的方法之一,但由于降雨入渗时边坡的渗流场是瞬态的,这导致很多工程在使用极限平衡法进行边坡稳定分析时常常使用了错误的有效应力及剪切强度。本文以合福铁路古田北站的非饱和土边坡为研究对象,在改进极限平衡法、室内试验及数值模拟的基础上进行降雨入渗对非饱和土边坡稳定性的影响规律研究。研究结论:(1)降雨量、降雨频率、降雨时间与非饱和土边坡的瞬态渗流场、有效应力场及边坡稳定安全系数密切相关;(2)通过计算确定古田北站非饱和土边坡失稳发生在5月份,这与边坡实际失稳的时间吻合;计算确定的边坡滑移位置与边坡实际滑移位置也相同;(3)数值分析结果表明,采用改进的极限平衡法来预测非饱和土边坡的稳定性是有效的,可以作为施工方案的依据。     

基于离散元法的铁路沿线非饱和边坡流动与冲击分析

为降低降雨入渗对铁路边坡安全性的影响,对云南普洱市一铁路修建现场区域内存在的典型非饱和边坡进行稳定性分析.引入了黏附-再黏附模型,并通过模型试验以及离散元法分析不同参数条件下的土体崩塌特征和支护下的最大冲击力.研究结果表明:引入黏附-再黏附模型后的离散元法能很好地再现黏聚力作用下非饱和土边坡的崩塌行为;通过将非饱和土的...     

胶济客运专线非饱和原状粉质黏土固结试验

饱和度的高低是影响非饱和土固结变形特性的重要因素.针对不同饱和度的原状粉质黏土进行固结试验,得到粉质黏土的应力-应变及变形-时间的关系曲线,在此基础上综合分析应力、应变和时间三者之间的关系,进而对非饱和原状粉质黏土和浸水饱和后粉质黏土的固结压缩特性进行研究.     

公路边坡降雨引起的渗流分析

利用饱和-非饱和土的渗流理论,对公路边坡在降雨过程中的渗流规律进行了分析,用有限元法和有限差分法来模拟雨水在土坡中的渗流过程,为公路边坡的稳定性分析和滑坡预测提供重要的分析数据.     

基于蒙特卡洛方法的降雨条件下非饱和土边坡稳定性研究

通过构建非饱和土边坡数值模型,利用蒙特卡洛方法对不同降雨、土壤参数条件下模型边坡土壤孔隙水压力、土壤含水率与边坡稳定性关系进行研究.结果表明:低渗透性的黏性土边坡降雨下的稳定性降低的原因是非饱和区域含水率升高,基质吸力丧失,降雨结束后受水分迁移的影响边坡安全系数持续降低;高渗透性的粉质砂土和壤质砂土边坡降雨阶段雨水入渗...     

公路边坡降雨引起的渗流分析

利用饱和－非饱和土的渗流理论，对公路边坡在降雨过程中的渗流规律进行了分析，用有限元法和有限元差分法来模拟雨水在土坡中的渗流过程，为公路边坡的稳定性分析和滑坡预测提供重要的分析数据。     

高速铁路非饱和路基沉降特性及预测研究

工后沉降的准确预测是高速铁路设计与施工的关键,传统饱和土沉降预测曲线模型在非饱和土路基应用中存在拟合程度低、预测值偏小等问题。通过室内非饱和土一维固结试验分析基质吸力与干密度对非饱和土固结时间的影响规律,验证非饱和土沉降预测模型参数特性;并结合郑西高速铁路、石武高速铁路和秦沈客专典型断面的沉降观测数据,对比分析非饱和土沉降预测模型的适应性。结果表明,基质吸力对非饱和土固结时间有显著影响:固结时间随基质吸力增加呈现先增加后减少的趋势,因此,在一定基质吸力范围内,传统沉降预测曲线方法预测工后沉降存在预测结果偏小的风险;非饱和土沉降预测模型的两个参数与基质吸力分别存在指数与对数关系;应用实例表明非饱和模型具有拟合度较高且偏于安全的优点。     

饱和黏土固结特性的试验研究

对某基坑黏性土进行不同压力等级下的标准固结试验,研究各压力等级下土的压缩固结特性,结果表明,土的压缩系数随压力的增大而减小,压缩模量随压力的增大而增大;根据理论推算的压缩系数计算方法能够较好地反映土的主固结特性,可以在实际工程中推广加以应用;随着压力p的增大,土的固结系数先减小后增大,最终趋于一个稳定值。