长江口航道黏性原状土冲刷特性试验

通过封闭有压矩形管槽的物理模型试验,对长江口航道底质淤泥质粉沙原状土进行冲刷试验,分析原状土的起动和冲刷特性,以及土样深度对土样冲刷效应的影响。结果表明,冲刷前后的泥沙沉积密度相当,冲刷后的土样含沙量较小,沉积密度略小于冲刷前。土样的临界起动切应力随着临界起动流速增大而增大,两者满足指数关系且函数拟合性较好。随着土样深度的增加,土样的冲刷率和冲刷系数均减小,这表明位于长江口航道的底质泥沙随着深度呈现不均匀的分布特征,深度越大的泥沙抗冲刷能力越强,深度越浅的泥沙颗粒组成越不稳定,容易被水流扰动冲刷。     

加载速率和温度对10CrNiCu船体钢临界损伤参数的影响规律研究

基于连续损伤力学建立的临界损伤参数在船舶设计和寿命评估上具有重要的工程应用价值。本文以船用10CrNiCu钢为研究对象,采用有限元方法对缺口试样的塑性变形进行分析,并在不同加载速率和不同试验温度条件下研究临界损伤参数的变化规律,同时借助扫描电镜分析试验后样品断口形貌。研究结果表明：缺口试样的塑性变形主要集中在缺口部位,缺口半径越小,等效塑性应变越大;加载速率对临界损伤参数的影响有限,在0.1～100 mm/min范围内,数据波动小于5%;试验温度对临界损伤参数影响较大,在-60～20℃范围内,临界损伤参数随温度升高而增加,增幅达14.4%;断口形貌特征表现出的规律与有限元分析和试验结果相一致。     

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。     

基于CEL法的沉管挤淤残余厚度数值分析

沉管隧道施工过程中基槽内容易产生回淤,当回淤超过一定厚度时沉管隧道将无法正常对接,此时需要提前清淤。针对目前沉管隧道施工中清淤标准不统一的问题,文章通过黏度计研究了淤泥的流变特性,采用Herschel-Bulkley流变模型描述其剪切流变特性。在此基础上建立了采用CEL有限元法模拟沉管挤淤过程的数值分析方法,并通过对比数值计算结果和沉管挤淤小比尺室内模型试验结果验证了该CEL数值方法的可靠性。利用该数值分析方法研究了某实际工程在不同淤泥容重下初始回淤厚度与最终夹泥厚度关系,建立了最终夹泥厚度小于0.5 mm时淤泥容重与其对应初始回淤厚度之间的关系曲线,根据该曲线为沉管隧道施工中不同隧道底部压强作用下的清淤标准提出参考。     

初始含水率对真空预压加固吹填淤泥影响试验研究

针对传统的真空预压设计和施工方式较为粗放,主要依靠经验进行,缺乏相关的工程参数的问题。设计不同吹填淤泥初始含水率进行了四组室内对比试验,通过分析孔隙水压力,排水量,沉降量,土体的含水率以及十字板剪切强度等指标的变化规律,探究真空预压处理效果与淤泥初始含水率之间的关系。试验结果表明,含水率高的吹填淤泥在靠近排水板处孔隙水压力消散更快;初始含水率越大,排水固结达到稳定的时间越长;初始含水率高的吹填淤泥在真空预压法处理后仍然具有较高的含水率,对应的土体平均强度较低;试验建立了初始含水率与加固后土体强度之间的线性拟合公式。     

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%。     

长江口软基围堤施工的加载速率效应

针对长江口某围堤施工软土堆载过程中的稳定性问题,进行不同加载模式下的应力路径试验,分析长江口软黏土的应力-应变关系、结构损伤特性、强度及应变率发展模式,为该围堤工程的施工速率选取及施工过程中的稳定性控制提供技术依据。结果表明:在不考虑固结的前提下,土体的不排水抗剪强度几乎不受加载模式影响;最终强度与达到破坏时的应变大小无关,但与分级加载时间和分级静置时间存在相互作用关系;土体失稳时的应变率与加载速率和静置时间均有一定关系,且加载速率的影响更大;当加荷超过不排水抗剪强度的80%时,或分级最大应变率逐渐偏离加载初期的线性变化,土样濒临破坏。     

疏浚工程中珊瑚礁碎块管道输送临界流速数值研究

以疏浚过程中珊瑚礁碎块在管道内固液两相流的运动规律为背景,通过建立流固耦合数值分析模型,研究珊瑚礁碎块密度、粒径以及浆体浓度对水平管道输送过程中固体颗粒的动力特性。结果表明:珊瑚礁碎块密度与粒径越小、浆体浓度越大,碎块颗粒的临界流速越小;珊瑚礁碎块密度与粒径越大、浆体浓度越小,碎块颗粒需要的临界流速就越大。基于数值计算结果,拟合珊瑚礁碎块临界流速计算公式,并利用数值计算结果对该公式进行验证,其平均误差在15%以内。     

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。     

考虑土体密实度的钢-土界面剪切特性研究

土体密实程度对内河码头大尺寸钢护筒嵌岩桩的承载性状具有重要的影响。在一定含水率及颗粒级配条件下,控制试样土体干密度分别为1.80,1.85,1.90 g/cm3进行土体与钢板的往复剪切室内试验,探索了不同干密度条件下试样在不同法向应力条件下的剪应力-剪位移关系、极限剪切强度以及界面往复剪切的残余强度。研究发现钢-土界面的剪切过程主要有3个阶段:弹性阶段、塑性阶段和破坏阶段;极限剪切强度满足摩尔库伦准则且随干密度增大粘聚力和内摩擦角均增大,且呈线性增加;往复剪切过程中,研究剪应力的变化情况发现同方向不同循环过程中最大剪应力几乎保持不变,不同方向剪切循环过程中,负方向剪应力均比正方向稍大。