高动应力水平下软粘土动力特性研究及应用

软粘土在受到不同应力水平动荷载作用时动力特性差异较大,在低水平动应力作用下土体强度呈现循环弱化并趋于稳定状态,在高水平动应力作用下土体强度会发生循环破坏,高、低动应力水平的临界值称为临界动应力。目前研究大多针对低水平动应力作用下土体强度循环弱化问题。针对烟台港淤泥质粉质粘土开展了一系列动三轴试验,探究淤泥质粉质粘土的临界动应力变化特性及土体在高水平动应力下的强度变化规律,研究了不同围压、不同固结静偏应力和不同超固结比条件下软粘土的动力特性。通过对动强度试验数据的统计分析,给出了土体临界动应力随固结围压的变化规律,得到了综合考虑循环次数、围压、静偏应力和超固结比的土体动强度模型。依据已有的低水平动应力下循环强度弱化模型和建立的高水平动应力下动强度模型,通过二次开发将其在ABAQUS软件中实现,建立了综合考虑不同动应力水平下土体强度循环弱化和循环破坏的有限元数值模型,并通过实例研究了土体强度循环破坏对地基承载力的影响。     

多因素下滨海软黏土循环后强度弱化研究及应用

随着近海工程向深水化、大型化发展,波浪循环荷载作用下软黏土地基弱化问题越来越受到关注。文章以烟台港原状淤泥质黏土为研究对象,通过动三轴试验,研究了不同围压、动应力和静偏应力影响下循环后不排水抗剪强度弱化规律和应力路径发展规律。在此基础上考虑实际工程中的土体状况,增加了固结度这一新的影响因素。试验结果表明存在固结度临界动应力比0.2,当动应力比小于等于0.2时,固结度对于土体强度弱化的影响基本一致;当动应力比大于0.2时,固结度对于强度弱化的影响突然加速。根据试验规律建立了综合考虑围压、动应力、静偏应力和固结度的多因素影响下不排水抗剪强度弱化公式,并采用拟静力方法将公式应用于烟台港防波堤数值模型的计算中,结果表明考虑强度弱化效应的计算方法更加接近工程实际。     

淤泥海砂混合料动力特性试验研究

沿海地区淤泥和海砂储量丰富,适当配合比的淤泥海砂混合料理论上可用于海堤填筑。采用DDS-70型动三轴试验系统和GZZ-50型共振柱试验系统,对不同配合比的淤泥海砂混合料进行动力特性试验研究,得出淤泥海砂混合料的动强度和最大动剪切模量,并分析不同配合比和固结围压对淤泥海砂混合料的动强度以及最大动剪切模量的影响。试验结果表明,淤泥海砂混合料的动强度和最大动剪切模量均会随着固结围压的增大而增大;随着混合料中海砂含量的降低及淤泥含量的增加,其动强度和最大动剪切模量会减小。     

初始剪应力对汶川震区饱和砂土动力特性影响分析

文章以汶川震区中密饱和砂土为研究对象,利用DDS-70动力试验系统,进行振动频率f=1Hz时,固结比分别为K_c=1.0、K_c=1.5和K'_c=2.0条件下的固结不排水动三轴试验,分析了初始剪应力对汶川震区中密饱和砂土动力特性的影响,得出了如下结论:随着初始剪应力的增大,饱和砂土动孔压极值随之降低;在相同的围压和动应力作用下,随着初始剪应力的增大,饱和砂土动应变达到转折点所需的振次增大。在循环振次一定时,初始剪应力越大,其动强度越高;试样动强度均随着循环振次增加而降低的趋势,初始剪应力越大,降低的趋势越明显。     

k_0固结饱和黏土的动剪切模量与阻尼比试验研究

开展一系列k_0固结饱和黏土的动三轴试验,研究了围压、初始静偏应力、加载历史3种因素对动剪模量-动应变(G-γ)和阻尼比-动应变(λ-γ)关系曲线的影响,并利用Hardin Drnevich公式对试验获得的G-γ关系进行了分析。结果表明,k_0固结黏土的G/Gmax-γ曲线与围压无关;G-γ曲线随初始静偏应力水平的增加逐渐下移,λ-γ曲线随初始静偏应力水平的增加逐渐上移;以累积应变作为加载历史的度量,初始动剪模量G′随不同累积应变的增大逐渐减小,并呈现良好的线性规律;不同累积应变条件下的G-γ关系可用初始动剪模量G′作为归一化参数,并具有良好的归一化特性;累积应变对λ-γ关系影响不大。研究成果可为场地的动力特性评价提供必要参考。     

散运红土镍矿风险管控

本文阐述了影响散装货船载运红土镍矿安全的主要因素,分析了舱内红土镍矿液化、位移的过程,以及对船舶安全所带来的影响,并据此提出了散装货船载运红土镍矿时管控安全风险的措施。一、影响散装货船载运红土镍矿安全性的主要因素到目前为止,虽然航运界已对散装货船载运红土镍矿的安全性引起了高度重视,但仍未最终确定促使这些船舶沉没的真正原因。当前,被航运界公认的观点是红土镍矿同其它精粉铁矿一样,     

吹填粉细砂动强度影响因素试验研究

针对汕头东部经济带吹填粉细砂,通过动三轴试验,研究粉粒含量、黏粒含量、初始相对密实度、固结应力、固结应力比对吹填粉细砂动强度的影响规律。试验结果表明,吹填粉细砂动强度随粉粒含量增加而降低,破坏振次相同时,粉粒含量为18%时的动强度为粉粒含量为0时的1/2。动强度在粉粒含量为6%～9%时降低幅度出现突变,相同破坏振次下,降低幅度约为22%。吹填粉细砂抗液化强度并不是随着黏粒含量的增加而单调增加的,临界黏粒含量值为12%。初始相对密实度对吹填粉细砂动强度影响较小。固结应力小于200 kPa时,吹填粉细砂动强度随固结应力的增加而增加;大于200 kPa时,试样已接近最小孔隙比,增加固结应力已不能增大试样密实度,动强度不再增加。当固结比小于2时,吹填粉细砂动强度随固结应力比的增加而增加。     

散运红土镍矿 风险管控

本文阐述了影响散装货船载运红土镍矿安全的主要因素，分析了舱内红土镍矿液化、位移的过程，以及对船舶安全所带来的影响，并据此提出了散装货船载运红土镍矿时管控安全风险的措施。     

黄骅港淤泥动力特性的三轴试验研究

针对波浪作用的具体特点,对黄骅港海床表层淤泥进行了动模量、动变形及动强度试验。给出了该淤泥的动模量和阻尼比随固结压力和动剪应变的变化关系。通过分析该淤泥的动强度曲线发现,对于一定的固结压力对应于长振次(>1 000)的破坏动剪应力差别很小,可能存在一个门槛动剪应力,在该应力下即使长振次振动也不会发生破坏。该淤泥在波浪作用下的固结不排水剪切动强度约为静固结不排水强度的50%。     

镍矿的安全装运

文章从装运红土镍矿实际出发,参照天津中散船舶管理公司的体系文件相关内容,结合多年装运镍矿的经历,立足于红土镍矿区别于其他种类货物的特殊性质和如何做到含水量超标不被装船的实际,提供了装运方法和经验.     

镍红土矿海运的安全隐患及对策

分析镍红土矿海运事故频发的原因,分析目前实验室镍红土矿检测方法的局限性,从开采、转运、货物验收到装船运输探讨各环节存在的安全隐患,总结安全运输镍红土矿的海运对策。     

参数变化对流泥地层浅层加固沉降与固结的影响

针对流泥地层浅层加固的沉降和固结度特点,根据已有研究成果,推导得到压缩模量、渗透系数、固结系数、排水路径与固结应力的关系式,使沉降和固结分析可以考虑沉降和固结参数随固结应力的变化,利用涂抹效应考虑了土柱效应对固结的影响,并考虑了排水板弯曲对固结的影响。工程算例表明,流泥地层固结系数随有效固结压力增大而增大,土柱可以加快排水固结,应变固结度大于应力固结度。对于浅层加固,可以不考虑排水板弯曲、加固层厚度减少对固结的影响。     

A numerical study of the effects of the longitudinal baffle on nickel ore slurry sloshing in a prismatic cargo hold

The nickel ore slurry sloshing in a rolling partially loaded prismatic cargo hold with a longitudinal baffle is investigated. A numerical model based on the volume of fluid (VOF) method and the non-Newtonian Herschel-Bulkley and Bingham equations is proposed to study the dynamic behavior of nickel ore slurry sloshing. The numerical model is solved by using the finite volume approximations and the dynamic mesh technique is utilized to handle the cargo hold's motion. After taking grid and time step independence study, the numerical results are compared with experimental data. Comparisons show good agreement in the cases investigated. Further, the relationship between the moment amplitude induced on the hold boundary and the excitation frequency is checked numerically. The ratio of baffle height to the initial cargo depth has been changed in the range of 0.0 ≤ h_B/d ≤ 1.2. The variation of the sloshing-induced moment and the deformation of the free surface under different baffle heights have been obtained and discussed. To clearly understand the sloshing behavior of nickel ore slurry, the sloshing of liquid water has also been carried out. Meanwhile, the dynamic viscosity of the nickel ore slurry is monitored. The critical baffle height with regard to the sloshing-induced moment and the elevation difference of the free surface at two sides of the cargo hold has also been presented and discussed.     

压实条件及细粒含量对回填土抗震稳定性的影响

为了深入研究压实条件与细粒含量对土抗震稳定性的综合影响,对不同级配的土开展了循环荷载三轴试验,探讨了含水率、干密度、饱和度对其不排水动强度的影响规律及机理,分析了不同细粒含量压实土所呈现的动强度特征差异,并引入以压实度和饱和度为自变量的方程来定量表述动强度。研究结果表明:在一定的压实能量下,达到最大干密度的土并不一定具有最大的不排水动强度,对于细粒含量较大的土,动强度由压实度和饱和度同时决定,而对于细粒含量较小的土,动强度基本只受压实度的影响;利用动强度预测方程可以在不掌握击实曲线的前提下预测压实土的不排水动强度,为抗震稳定性评价提供依据。     

原状软土真空预压效果室内试验研究

针对印尼某项目地基软土具有细颗粒含量高、结构性明显、有机质含量高的特点,对高含水率、高液限、大孔隙比原状软土进行室内真空预压试验。结果表明:经过真空预压处理后,原状土样的密度和黏聚力指标略有增大,含水率、孔隙比和内摩擦角略有减小,而压缩模量基本无变化。因为土的液限、结构性和固结状态会影响真空预压法的排水效果,所以工程实施前应开展进一步的现场试验研究。     

固结度计算中的影响因素分析

通过对试验实测资料的分析，讨论了孔隙水压力仪埋设位置，固结系数取值，应变固结度与应力固结度的差别和欠固结四种因素对固结度计算结果的影响，提出在软基加固处理固结度计算分析时，应考虑这些影响因素。     

预压软土地基对超长群桩承载性状的影响

建立超长桩和土体共同作用的三维非线性有限元数值模型,采用预压排水固结法研究软土地基预压后超长桩的承载特性,分析地基土固结沉降、桩身侧摩阻力、桩顶位移-荷载曲线和桩身轴力的变化规律。通过运用控制变量法对预压时间和预压荷载以及不同土质的预压效果进行分析,对比分析单桩与群桩对预压效果的敏感度,并分析固结度对超长桩承载性状的影响。结果表明:预压能较好地改善地基、提高超长群桩的承载能力。增大预压荷载,可增大土体的固结沉降和桩身侧摩阻力;延长预压时间,可提高桩身侧摩阻力,减小桩顶沉降和桩身轴力;预压对群桩的影响好于单桩;固结度越大,超长群桩承载性能越好;对于粉质黏土、黏土以及淤泥质粉质黏土,当预压时间分别达到90 d及180 d时,地基固结基本完成,预压不再改变土的力学指标。     

珠江三角洲入海口软土次固结系数特性研究

为了查明珠江三角洲入海口软土次固结系数变化特征,为港珠澳大桥岛隧工程提供精细化的沉降设计指标提供基础,通过采取I级不扰动软土样,进行室内分类试验和单向固结试验,获取相应的物理、变形指标,分析次固结系数随荷载变化特征,研究次固结系数与前期固结压力、压缩指数、含水量和塑性指数的相关性。结果显示,次固结系数随着含水量的增加、塑性指数的增大呈线性增长;次固结系数与压缩指数的比值在正常固结下并非是一个常数;次固结系数在前期固结压力前,值小,随着加荷递增,固结系数也增加;前期固结压力之后,主要随着加荷递增,次固结系数呈由大变小的趋势。经过研究,掌握了珠江三角洲入海口正常固结软土的次固结系数变化规律,建立了次固结系数与相关物理力学指标相关关系,为珠三角洲软土变形计算提供了地区性的指导作用。     

强夯试验中孔压的作用

对强夯试验软粘土层中的孔隙水压力进行测试,分析其分布规律,对确定强夯最佳夯击能量、夯点间距、强夯间歇时间及强夯有效加固深度等具有重要参考价值。