准饱和土中单桩竖向荷载作用下的动力响应

根据Biot饱和多孔连续介质波动方程,基于Bardet对准饱和土的假设,提出了准饱和土二相介质波动方程;运用Helmholtz矢量分解和传递、透射矩阵法(TRM)推导出准饱和土中层状半空间受竖向荷载作用下的动力响应表达式;利用Muki虚拟桩法,在层状半空间建立了桩和准饱和土相互作用的第二类Fredholm积分方程,通过离散的数值积分方法求解积分方程,讨论了准饱和土中单桩竖向动力响应问题.算例分析表明,准饱和土中桩顶竖向阻抗随饱和度的减少而增大,与饱和土地基相比,明显偏大;桩侧孔压随饱和度的减小而增大,并沿着桩长迅速衰减;桩顶位移幅值在频率较小时变化明显,饱和度越小,位移峰值越大,当频率较大时,饱和度的变化对振幅的影响不大.     

孔隙率对饱和多孔二维梁动力响应的影响

基于饱和多孔介质理论模型,考虑了固体颗粒和流体的可压缩性,以及孔隙流体的粘滞性,分析了在均布简谐荷载作用下孔隙率对饱和多孔二维梁动力响应特性的影响,重点分析了孔隙率对饱和多孔二维梁的固体骨架应力、流体压力,以及固相位移和流体位移等物理量的影响。     

土水特征曲线对水位下降库岸稳定的影响分析

库岸高填方路堤的稳定性受库水位涨落影响较大,同时,采用不同的土水特征曲线,边坡的稳定性计算结果也不相同.计算了当边坡土体的饱和含水量、饱和渗透系数相同时,3种不同的土水特征曲线对应的边坡安全系数,并得到了以下结论:土水特征曲线对考虑非饱和特性的土质边坡安全系数影响较大;采用黏土土水特征曲线计算出的边坡安全系数较粉土和砂...     

饱和土与结构动力相互作用影响函数

依据外力作用下两相饱和土介质动力响应的基本解，构造了柱面荷载作用下，饱和土与结构动力相互作用影响函数，解决了用边界元法分析饱和土与结构动力相互作用的关键问题。     

饱和土与结构动力相互作用分析

为了确定饱和土与结构动力相互作用问题的影响函数，用ＦＯＵＲＩＥＲ展开和ＨＡＮＫＥＬ积分变换分析和求解外力作用下三维非轴对软饱和土动力响应方程，得到以饮和土土骨架位移和孔隙水压力为基本未知量的动力响应基本解。基本解可直接用于确定饱和土与结构动力相互作用问题中的影响函数。     

降雨入渗下非饱和土边坡稳定性影响研究

运用分形模型预测非饱和土的水理特性,主要研究了降雨条件下非饱和土边坡的稳定性变化及影响边坡稳定性的各个因素:土质特性参数(分维、进气值与饱和导水系数)、降雨强度、边坡几何特性参数及初始地下水位深度等.土体的饱和导水系数、降雨强度对降雨过程中的非饱和土边坡稳定性影响较大;非饱和土边坡在降雨过程中的最小安全系数与土体饱和导水系数之间的临界关系可用Sigmoid曲线模型拟合;降雨强度直接影响了非饱和土边坡的稳定性,降雨过程中边坡的最小安全系数与降雨强度的关系曲线可用MMF模型拟合;另一方面,非饱和土的分维、进气值、边坡几何特性参数及初始地下水位深度的影响相对较小.     

RB位移模式下黏性土非极限土压力研究

针对经典朗肯与库仑土压力理论的适用范围较小且未能考虑挡墙位移对土压力的影响这一事实.根据已有文献对准主动状态下土体摩擦角、黏聚力发挥值与位移关系的研究,采用位移有效面积比方法将该关系量化至绕墙底转动位移模式挡墙,在此基础上结合斜向层分析法推导了考虑填土的黏聚力、墙土间黏着力、均布超载作用等条件下的非极限主动土压力合力及其作用点位置、土压力分布计算式.相应简化条件下,该公式能够简化为朗肯、库仑理论计算式.算例分析结果表明:理论计算值与试验实测数据基本吻合,初步获得了绕墙底转动位移模式下黏性土非极限土压力随位移变化的规律.     

饱和非饱和土的位移土压力及非极限力学指标研究

为了客观评估非极限平衡条件下,土力学强度参数的发展变化规律,基于摩擦定律、土压力与位移的双曲线模型、饱和非饱和土的Mohr-Coulomb强度准则、非极限平衡土力学参数同步发挥的假设,采用应力路径分析方法,研究了非极限平衡条件下饱和非饱和土的位移土压力对应的应力状态,并给出了位移土压力依赖于非极限内摩擦角、粘聚力和吸力内摩擦角等参数的理论计算公式.研究结果表明:当挡土结构由K0状态发生向着土体的正向位移时,基于位移的土力学参数先随着位移的增大而减小,在减小至0后又随着位移的增大而逐步增大,直至被动极限平衡状态;当挡土结构由K0状态发生背向土体的负向位移时,基于位移的土力学参数随着位移的增大而逐步增大,直至主动极限平衡状态;该方法为进一步研究挡土结构的力学性能、工作状态、安全储备提供了理论基础.     

层状饱和土中单桩纵向振动分

基于饱和多孔介质理论,将土体视为液固饱和两相介质,利用Novak薄层法得到了饱和土的竖向动力阻抗,利用传递矩阵法研究了饱和土中桩的纵向振动并进行了参数分析。研究结果表明：桩周土的性质、土层厚度和土层分布对桩顶复刚度有很大的影响,土层剪切模量比越小,复刚度随频率变化曲线的峰值越小,峰值的间隔也越小;对于上软下硬土层,下层硬土层越厚,桩的复刚度随频率变化曲线的峰值越小;土层液固耦合系数的差异对桩的纵向振动特性也存在一定的影响,但相对较小。     

层状饱和土中单桩纵向振动分析

基于饱和多孔介质理论,将土体视为液固饱和两相介质,利用Novak薄层法得到了饱和土的竖向动力阻抗,利用传递矩阵法研究了饱和土中桩的纵向振动并进行了参数分析。研究结果表明:桩周土的性质、土层厚度和土层分布对桩顶复刚度有很大的影响,土层剪切模量比越小,复刚度随频率变化曲线的峰值越小,峰值的间隔也越小;对于上软下硬土层,下层硬土层越厚,桩的复刚度随频率变化曲线的峰值越小;土层液固耦合系数的差异对桩的纵向振动特性也存在一定的影响,但相对较小。     

瑞利波法在公路地基中的应用

瑞利波法,是根据瑞利波（Rayleigh Wave）在土层中传播和能量分布的特征,通过表面频谱分析法对瑞利波在土层中传输的情况进行测量并建立波速和频率、深度曲线来反映土层性质。介绍了瑞利波法的基本原理和测试方法。试验结果表明,瑞利波法适用于几十m深度范围的浅基础工程地质勘测。研究结果可以用来指导现场观测。     

两道瑞雷波法在路基密实度检测中的应用

基于瑞雷波在层状介质中的传播理论,可以对地表实测瑞雷波进行频散分析,从而对地下岩土介质的物性差异给予判断分析。这种方法在岩土工程勘察检测领域得到了越来越多的应用。本文将两道瑞雷波应用于路基压实度检测问题。利用Matlab软件中的绝对相位展开技术,提取了两道瑞雷波之间的相位差信息,进而提取频散曲线。再根据半波长理论以及瑞雷波相速度与路基土的干密度关系,给出了干密度随深度变化的曲线,最后将多个测点的干密度曲线排列在一起,为检测路基的压实程度提供了很好的参照。另外,基于Matlab和Vc 开发了一套界面友好的两道瑞雷波路基密实度检测软件。本文的研究说明两道瑞雷波法用于检测路基压实度是行之有效的。     

瑞雷波技术在巨粒土路基中的应用研究综述

在对瑞雷面波勘探技术及其在工程中的应用现状回顾的基础上,剖析了瑞雷面波频散曲线正、反演方法的进展及存在问题,提出了通过理论模型和试验测得巨粒土路基中瑞雷波的传播速度,根据波速和路基强度的相关性,建立横波波速与巨粒土路基变形指标之间的关系的思路,从全新的角度评价巨粒土路基的填筑情况,建立相应的变形控制指标,把路基不均匀沉降控制、路面设计指标与质量检测评价指标有机地联系起来,使路基施工、路面设计理论上升到新的理论高度,将是其发展趋势。     

多桩复合地基加固效果评价新思路及波动有限元分析

根据桩土应力比计算水泥搅拌桩复合地基承载力理论,提出了利用桩土平均瑞利波速评价复合地基承载力的一种新思路。汲取以往动力测试方法的理论研究和工程实践,根据波动有限元方法并结合人工透射边界条件,基于平面应变假设,计算分析了在脉冲荷载作用下,桩距对水泥搅拌桩复合地基中波的传播的影响,同时结合试测数据,也证明了新思路的可行性。利用信号的互相关分析技术,分析了沿着波的传播方向上地表各点运动的相关性,计算并分析了瑞利波速与地基土、桩的物理力学性质的关系,并分析了桩土平均波速与桩土模量和测点位置的关系。     

基于Rayleigh波频散特征的路基模量反演成像方法与试验研究

路基动态回弹模量是影响路基路面结构耐久性与稳定性的关键参数之一。为了实现路基动态回弹模量无损检测精细化,基于Rayleigh波在弹性层状体系中的传播特性,揭示了Rayleigh波在基准路基路面结构中的理论频散特征,并通过显式瞬态动力有限元方法对路基路面结构体系中Rayleigh波场响应进行了数值计算,结合频域波数域变换法与相位移法建立了路基路面结构中Rayleigh波频散曲线的联合提取方法。通过将提取的Rayleigh波频散曲线按自适应遗传算法反演的路面各结构层模量值作为已知约束条件,进一步对路基工作区细化分层,以此建立了路基工作区动态回弹模量的反演成像方法。通过在足尺道路试槽内点对点依次进行Rayleigh波、FWD、承载板和弯沉测试,建立了各测试结果之间的相关关系。研究结果表明：Rayleigh波反演的路基动态回弹模量与其他测试方法相应结果的判定系数R²均大于0.85,且反演成像结果能够全面、清晰地反映路基的承载能力与压实质量。研究成果可为路基路面工作特性智能感知方法与技术的发展提供理论参考。     

瞬态瑞雷波法在检测路基压实度的应用

瑞雷波法是一种原位测试勘探方法,利用其频散性的传播速度与物理力学性质的相关性可解决诸多工程地质问题。文章主要讨论了瑞雷波法的原理、勘探方法,并以漯周界高速公路一段路基为例,对其路基压实度作出了合理评价。实践表明,瑞雷波法在高速公路路基压实度的检测中能取得良好效果。     

饱和黏弹性土层中桩扭转耦合振动研究

在频率域内研究了饱和黏弹性土层中端承桩的扭转耦合振动。饱和土的力学行为采用Biot模型来模拟。采用Novak平面应变模型,推导得到了饱和黏弹性土层的环向位移解析表达式。将桩等效为一维EulerBernoulli杆件处理。根据界面连续性条件,给出了端承桩扭转振动的分析方法和桩顶动力复刚度表达式。在此基础上,对比分析了扭转振动与纵向振动结果、三维模型和薄层法结果、边界单元法和薄层法结果、有无水惯性项的结果。考察了桩的长径比、桩土模量比、土骨架和孔隙水相互作用系数等参数对桩顶刚度因子和等效阻尼的影响。结果表明：桩扭转振动与纵向振动的复刚度曲线在形状上基本一致,而在相位和振幅上有一定区别。     

考虑固液二相互态特性的流固耦合模型

为研究岩土体内的流固耦合作用对道路工程中道路建筑物/构筑物的变形和沉降，聚焦于构建考虑固液二相互态特性的流固耦合模型，首先构建以含水率为参数的固相物性参数方程（弹性模量、体积模量、极限偏应力）和以孔隙比为参数的液相物性参数方程（饱和含水率、残余含水率、Gardner模型参数），其次建立考虑固液二相互态影响的固相本构方程（邓肯-张模型）和液相本构方程（Gardner模型），之后将新构建的本构方程与固液二相控制方程联合使用构建出考虑固液二相互态特性影响的流固耦合模型。以非饱和黄土为研究对象，利用数值模拟软件构建考虑固液二相互态影响的非饱和土流固耦合数值模型，探索固液二相互态特性对非饱和土流固耦合影响机制。研究结果表明：随着含水率的增大，固相物性参数（弹性模量、体积模量、极限偏应力）均呈减小的趋势；含水率增大使得土体强度减小，表现为达到相同的应变，土体的应力减小；含水率增大，相同的变形情况下，土体所承受的荷载变小。随着孔隙比的增加，饱和含水率线性增加，残余含水率线性减小，Gardner模型参数β呈指数减小，土体内有效饱和度也随之增加；孔隙比增大还会导致土体饱和渗透能力的减小，非饱和相对渗透系数增加。在相同的载荷条件下，相较于未考虑互态影响的流固耦合模型，考虑互态影响的模型模拟的土体变形量较大，含水率、压力水头较小。     

瞬态瑞雷波法在地基固结效果检测中的应用

基于软土固结中剪切波速增值与固结度的关系理论,介绍了将瑞雷波测试技术与室内土工试验成果相结合,检测分析软土地基固结效果的方法。将该检测方法应用于路基工程中,并与原位孔隙水压力监测成果进行了对比分析,具有一定的实际工程价值。     

基于增强鲸鱼优化算法的面波频散曲线反演

增强鲸鱼优化算法是一种新型群体智能优化算法,相比于传统算法,其性能更加卓越。面波频散曲线反演横波速度可以对浅部的地层进行精确刻画,是工程物探领域一种可靠的手段。利用面波可以有效地识别当地层中出现含高速层或含低速层,但是面波频散曲线反演是一个多极值、非线性的问题。使用增强鲸鱼优化算法,相较于传统线性反演,其可以更快速地逼近极值或跳出局部最小值,收敛速度更快,满足工程物探的需求。