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。     

降雨对土体边坡稳定性的影响

应用非饱和土水分运动基本理论建立了二维降雨入渗 计算模型,编制了计算程序,用于计算雨后土体的瞬态含水率 分布,将总粘聚力引入抗剪强度公式,采用极限平衡方法,讨论 了降雨入渗对非饱和土体边坡稳定性的影响。     

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.     

京九线济南局段非饱和粉土的应力应变关系及强度特性规律研究

为研究在自然含水率及降雨条件下,京九线济南局段不同路况粉土路基土的力学性状变化规律,在室内进行了一系列不同压实系数、含水率重塑粉土试样的固结不排水(CU)三轴试验,得到了非饱和压实粉土的应力应变关系与强度特性的变化规律.从而为深入探讨京九线粉土路基病害形成机理、既有路基状况、病害整治措施奠定了基础.     

基于文献计量学的近20年国内非饱和土研究综合分析

工程实际中接触的土大都处于非饱和状态,非饱和土研究影响广泛。以中国知网数据库作为数据源,对1998年～2018年近20年间国内发表的非饱和土文献进行搜集。基于文献计量学相关理论和方法,对搜集的论文集分别从产出时间、期刊分布、高被引作者、合作研究、主题聚类等层次进行全面梳理。结果表明,非饱和土领域研究的核心人物、机构已经形成且之间交流较为密切,他们为非饱和土研究奠定了良好的基础;非饱和土领域研究成果总体质量较高,聚焦在"土水特征曲线研究"、"强度特性研究"、"本构模型研究"及"工程应用研究"等四个方面。非饱和土领域研究处在体系完善阶段,其发展应注重理论研究与工程应用的结合。     

广义有效应力及剪切波速度与土的力学特性的研究及其在路基工程中的应用

在经典土力学中,许多理论都是建立在饱和正常固结粘性土和无粘性土基础之上的,现有的各种结构模型实际上也都是针对饱和扰动土和砂土而发展起来的,而工程涉及的现实土体,都具有不同程度的结构性,而且往往还处于非饱和状态.结构性土与正常固结土相比具有本质的不同,而对这类土的研究还没有形成成熟的理论.对于既有线路基土,其结构强度一旦遭到破坏,在短期内难以恢复.因此在既有线改造过程中,必须研究这类土的力学特性,保护土的结构强度,寻找适宜的检测与评估手段.如果将所有能有效增加颗粒间抗滑阻力的因素都折算成吸力的形式,认为土中存在等效的广义有效应力,那么所有类别的土就都能统一到广义有效应力理论[1,2]的框架之中.文章针对理论与工程实践中存在的这些问题,结合广义有效应力理论,进行了以下研究. 1 广义有效应力与膨胀土力学性质的研究为分析含水量或饱和度对土的强度及剪切波速的影响规律,论文以膨胀土作为研究对象,使实验现象得到强化,同时又便于实验因素的控制.在试验的基础上, 结合已有的成果[3,4],得到如下结论: (1)膨胀土在不同含水量时的压缩曲线对广义有效应力来说是归一的. (2)非饱和土的膨胀力是广义吸力变化的反映,文中再次证实了非饱和土第三强度理论[3,4](τs＝pstgφ或τs＝mpstgφ)的有效性,并指出其中的修正系数m与膨胀力的定义和测试方法有关,它的存在主要是因为常体积膨胀力测试终了时土样仍处于超固结状态.当采用未修正的常体积膨胀力时,m≥1;当采用修正的常体积膨胀力时,m≤1.修正系数m的值,除了可以由剪切与膨胀力试验资料的对比确定外,还可以由膨胀力测试终了后继续做压缩实验来确定. 2 剪切波速与广义有效应力     

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。     

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。     

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.     

一维稳态流下考虑土拱效应的非饱和土主动土压力分析

为分析一维稳态流下非饱和土的主动土压力,将基质吸力的竖直分布应用于Bishop非饱和土抗剪强度理论中,考虑土拱效应分析墙后非饱和土的应力状态,基于有限差分法建立非饱和土的主动土压力、合力及其作用位置的计算方法。计算结果表明:由于墙面剪应力的作用,挡土墙上部的主动土压力大于扩展朗肯主动土压力,下部的主动土压力小于扩展朗肯主动土压力,扩展朗肯主动土压力是该土压力解的一个特例;地下水位与流动比是影响非饱和土主动土压力的关键因素。     

非饱和地基土蠕变特性试验研究

针对合肥肥东地区非饱和地基土,利用非饱和土固结仪进行控制基质吸力和初始含水率的蠕变试验。研究结果表明:不同基质吸力条件下,非饱和土的变形随时间的变化大致可以分为2个阶段,同时基质吸力的存在对土体具有一定的硬化作用;含水率的增加会同时引起回弹变形和压缩变形,对于研究区的非饱和地基土,其回弹变形大于压缩变形;在不同初始含水率和不同竖向应力作用下,研究区非饱和地基土的蠕变变性特性很小,且24 h等时线都可以近似用3个直线段表达。     

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。     

对非饱和土抗剪强度计算的探讨

本文利用土的物理指标与特征，在大量试验资料基础上，推导出非饱和土抗剪强度的计算公式，并将计算结果与国内外实测资料进行了比较。     

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...     

纳米MgO改性水泥膨胀土短龄期内的三轴力学特性与数学模型研究

为研究纳米MgO改性水泥膨胀土的加固机理,对质量分数为0％,0.5％,1％,1.5％和2％的纳米MgO-水泥膨胀土(简称MCES)试样进行三轴试验.通过对不同纳米MgO掺量下MCES的峰值强度、残余强度、强度曲线进行分析,并对MCES应力应变曲线进行模型拟合.研究结果表明:掺入不同掺量的纳米MgO得到的应力应变曲线均为应力软化型曲线.围压从100 kPa到400 kPa,MCES-1.5的峰值强度和残余强度较MCES-0的增加范围分别为48％～75％和104％～143％.纳米MgO主要是通过提高土样的黏聚力来改性膨胀土的抗剪强度,在纳米MgO掺量为1.5％时最佳.对MCES应力应变曲线进行拟合,"复合余弦?指数模型"较"复合指数?正弦模型"有较好的适用性.     

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...     

考虑松动区高度影响的城市深埋隧道松动土压力研究

传统的太沙基松动土压力理论是基于浅埋地层这一基本假定建立的，其对于城市深埋地层不具备适用性。在深埋土质隧道土拱效应完全发挥情况下，考虑主应力轴旋转修正无黏性土侧压力系数计算方法；基于有限差分数值平台开展不同埋深、不同内摩擦角下的有限元模拟确定深埋黏性土层的破坏模式。给出考虑主应力轴旋转和内摩擦角对松动区高度影响的深埋无黏性土、黏性土地层的松动土压力计算公式，以实现对城市深埋土质隧道上覆土压力的准确计算。修正公式计算结果与文献、数值模拟结果对比分析结果表明：在深埋情况下，无黏性土层松动土压力修正公式计算结果与文献结果吻合良好；土体强度参数会对黏性土松动区高度造成影响，即随着内摩擦角的增大，松动区高度不断减小；黏性土层松动土压力修正公式计算结果与数值模拟结果吻合良好。     

高速铁路桩网复合地基低矮路基动静荷载传递特性研究

在某高速铁路低矮路基DK849+557和DK849+575断面(路基高度3.0m和3.2m)进行了路基填筑试验和现场原位1∶1动载模拟试验。路基填筑试验表明,静态填筑荷载应力基本符合半球形理论假设,桩间土应力实测值与计算结果较为一致。550万次模拟动载试验表明,整个过程中路基不同深度处静态应力、动态应力和动变形水平略有波动,土拱基本处于稳定状态;动应力在路基土拱中基本按照均质体进行传递;提出了路基面动荷载引起CFG桩桩网复合地基桩间土应力采用Boussinesq公式进行计算的方法。     

地基土抗剪强度与极限平衡条件的评价分析

在确定地基土的抗剪强度的基础上 ,运用材料力学中平面应力状态的理论对无粘性土和粘性土均进行了极限平衡条件的评价分析 ,运用该分析方法进行工程实例计算 ,计算结果表明该方法较准确、可靠。     

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.