雄安新区粉质黏土的动力特性试验研究

为分析雄安新区粉质黏土的动力特性,采用GDS多功能动态循环三轴试验系统,对雄安新区粉质黏土进行14种工况(不同围压、固结比和加载频率)下的动三轴试验,深入分析了动骨干曲线、动弹性模量、动剪切模量、阻尼比等在不同工况下的变化规律及相关参数。试验结果表明：随动应力幅值的增大,动应变呈非线性增长,且存在某一临界动应力值;随动应变的增大,动模量逐渐减小,且减小速率先快后慢、最后趋于稳定;随动剪应变增长,阻尼比呈非线性增长,且阻尼比最大值不超过0.12;随围压与固结比增大,动强度和动模量均明显增大;围压与固结比对阻尼比影响较小,具有归一性特征;随频率增大,动应力幅值、动弹性模量增大,但增长幅度并不明显。综合分析三变量对雄安新区粉质黏土动力特性的影响程度得出：围压影响最大、固结比次之、加载频率最小。     

粉土路基强度折减法边坡稳定性分析

采用粉土作为填筑材料的路基受雨水或地下水浸泡冲刷,其强度发生衰减,以浙北地区长三角粉土为例,首先通过室内试验获取该类型粉土化学、矿物组成,得到其物理力学性质,以及作为路基填土所需的压缩、渗透性能与抗剪强度;在此基础上建立有限元模型,采用强度折减法计算粉土路基边坡稳定系数,定义不同水位高度的4种工况,得到不同程度的粉土路基强度衰减后稳定系数。     

基床翻浆冒泥土的物理力学性质

随着列车提速和轴重大幅增加,基床出现翻浆冒泥病害的几率加大.为了进一步研究翻浆冒泥发生机理和探究其发生条件,系统研究了60多组翻浆冒泥实例,分析了翻浆冒泥土的颗粒组成、可塑性指标、渗透性及矿物成分等物理力学性质.研究结果表明:翻浆冒泥土中,绝大部分黏粒含量大于20%、粉粒含量大于20%,黏粒含量大于30%和粉粒含量大于40%的土所占数量最多;翻浆冒泥土中粉粒的含量一般要高于黏粒含量;翻浆冒泥土（主要包括砂黏土、粉质黏土、黏土和部分低液限粉质黏土）液限大于23%,塑性指数大于6.5;翻浆冒泥土渗透系数小于1.0×10-5 m/s;翻浆冒泥土的渗透系数与细颗粒含量之间存在较好的负指数关系.      

基于污染源浓度随时间衰减的土壤污染物运移模型

在实际工程中,无论是垃圾填埋场渗滤液浓度还是疏浚堆场底泥浓度,随着时间的增长,都是会呈现某种衰减变化的规律．本文论述了基于污染源浓度随时间衰减指数形式的初步研究成果,并给出了所建污染物运移模型的解析解．并根据模型解对污染物在北京地区不同类型的土壤：黏土、重粉质黏土、粉质黏土和黏质粉土中的运移情况进行了模拟计算．     

冻土路基动力特性试验研究

路基土体的动力学参数是铁路设计的重要依据之一。基于冻土特殊的物理力学性质以及在列车振动荷载作用下铁路路基严重破坏的事实,进行了冻土在不同围压、动应力幅值、温度以及含水量条件下的振动三轴试验,获得了冻土的动力学参数以及动剪切强度与上述条件的关系。试验结果表明:随着围压、动应力幅值的增加和温度的降低,土体的动剪切强度增加。在冻结条件下,随着土样含水量的增加,冻土的动剪切强度增加,这与未冻结土的动强度变化规律完全不同。     

大跨连续刚构桥行波效应分析

随着桥长的增长,大跨桥梁的地震反应随着地震动输入在空间上的不同而效应逐渐明显,采用大质量法,采用输入波速为300 m/s、600 m/s、1 200 m/s、1 800 m/s、3 000 m/s对地震作用下连续刚构桥进行空间效应地震反应分析,结论表明:考虑行波效应时,结构的内力和位移值与输入的地震动有关,视波速越小,内力和位移变化越剧烈,对于高低墩不同的情况,矮墩的反应剧烈程度与高墩不同,与输入的地震波波速有关。     

小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响

以粉质黏土重塑土经等压固结形成的试样为试验对象,研究了在小应变范围内深基坑开挖应力路径对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势.研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值与有效球应力之间存在着幂函数关系,但主动区内幂函数的理论值与试验值间的符合度要比被动区内的高;剪切应变处于0.01%~1%内表现出很强的非线性,同时具有很高的剪切模量;在同一应变水平下,不同应力路径,剪切模量的数值不同,但剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律一致;剪切应变为0.01%时的剪切模量与剪切应变为1%时的剪切模量之间存在着量级差别.     

盐渍土地区路基病害及防治措施

如果地表1 m内易溶盐含量超过0.3%时即属盐渍土。盐渍土常遇到的易溶盐类有氯化钠、氯化镁、氯化钙、硫酸钠、硫酸镁、碳酸钠、重碳酸钠,有时也可遇到不易溶解的硫酸钙和很难溶解的碳酸钙。由于土中含有易溶盐使土的物理、力学性质发生变化,引起许多路基"病害"的出现,随着土中含盐性质和含盐量的不同,盐渍土的筑路性质和路基"病害"的类型与严重程度也不同。介绍了盐渍土地区路基病害及防治措施。     

基于临界动应力的公路路床层黏土改良填料可靠性验证

随着公路运输超载现象的日益普遍,采用工程性质不良的黏土作为路床填料将容易导致沉降快速增长甚至动力破坏,而在黏土中掺入砂、砾成为了工程中常用的填料改良手段。针对黏土改良填料进行了一系列大型动三轴试验,分析了围压和含水率对累积塑性变形增长的影响,根据塑性变形增长的特点将试样分为了稳定试样和破坏试样,由此得出了临界动应力的表达公式,结合公路现场实测数据,探讨了不同轴载下路床动力破坏的可能性。研究表明:当路床含水率接近9%时,标准轴载下的实测动应力超过了黏土改良填料的临界动应力,路床容易发生动力破坏;而当路床含水率处于6.0%和7.5%时,在标准轴载下,路床可保持较好的稳定性,但在超载情况下,路床仍有可能发生动力破坏。     

钙质泥岩水岩作用特征及遇水软化机理

为掌握泥岩遇水后的工程特性,进一步揭示其遇水软化机理,对取自宁夏固原引水隧洞工程遇水易软化的白垩系钙质泥岩进行了矿物成分分析和物理力学性质试验.在此基础上,分析了钙质泥岩水岩作用特征,探讨了不同黏土矿物含量钙质泥岩遇水后强度和变形参数的变化规律和软化机理.研究结果表明:钙质泥岩的膨胀性及其强度遇水后迅速衰减;遇水后钙质泥岩力学参数的变化与黏土矿物含量均呈自然对数关系;钙质泥岩遇水软化是其在吸、失水过程中内部水化膨胀反应及其损伤不断加剧造成的,软化机理可用水岩作用过程示意图详细描述.      

兰州地区红层泥岩物理力学特性试验

兰州地区红层泥岩形成于干旱、半干旱环境,其矿物成分及物理力学特性与其他地区的红层泥岩存在差异.对G6京藏高速兰海段的红层泥岩进行X射线衍射试验和常规土工试验,分析兰州地区红层泥岩矿物成分及物理力学特性.由于红层泥岩水稳定性极差,又通过UU三轴试验,研究含水率对红层泥岩物理力学特性的影响.研究结果表明:兰州地区红层泥岩属于低液限黏土,其主要矿物成分为:石英石、多水高岭石、石灰石.含水率小于最优含水率时,破坏形式为剪切破坏;含水率大于最优含水率,破坏形式为鼓状破坏.内摩擦角、黏聚力与含水率分别呈对数曲线与二次抛物线关系,随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,内摩擦角减小的幅度更大,究其原因是含水率对黏聚力和内摩擦角的影响机理不同而导致.     

水泥改良黄土在高速铁路路基中的试验研究

基于高速铁路路基对填料的严格要求,根据室内试验,分析了水泥改良黄土的物理力学性质,研究了不同水泥掺量、养护龄期等对于强度增长的影响,力求通过强度变化了解水泥土的固化程度,为工程施工所需配合比,提供参考依据.实验表明:Q3水泥改良黄土的最大干密度和压缩系数都随掺和比的增大而减小,无侧限抗压强度随掺和比的增大而增大,干湿循环时5%的水泥改良黄土稳定性最好.     

兰州Q4黄土力学性质的各向异性初探

采用室内固结和直剪试验方法,对兰州Q4黄土分别在水平向和垂直向进行了压缩性、抗剪强度和变形参数的比较研究,以期说明取样的方向性对黄土力学性质的影响.研究结果表明:兰州Q4黄土力学性质呈现较为显著的各向异性,在法向应力较低时,显得尤为明显,随法向应力增高,差异性相对减小.对承受垂直向荷栽的地基基础等工程类型而言,用垂直向试样所获得的试验值是合理且偏于安全的,但对于边坡和隧道与地下结构等工程,则应考虑黄土强度参数和变形参数的各向异性.     

冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响

将冻结速度分别设定为3.33、1.67、1.11、0.83℃·h-1,在封闭条件下对不同含水率土样进行冻融循环,测试了不同冻结速度时土样的含水率、干密度、液塑限、抗剪强度及压缩性,分析了冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响规律.试验结果表明:经过冻融循环后,试样含水率普遍较初始含水率大,随着冻结速度的增大,含水率的增幅呈降低趋势;当含水率较低时,冻结速度对试样干密度影响较小,当含水率较高时,随着冻结速度的增大,试样干密度降低;土样液限随着冻结速度的增大呈增大趋势,塑限无明显变化;粘聚力随着冻结速度的增大总体呈增大趋势,内摩擦角随冻结速度的变化规律与试样含水率密切相关;冻融后黄土的压缩性较未冻结土样强,且随着冻结速度的增大,土样的压缩模量增大.     

充填粗糙节理直剪数值模拟宏细观分析

利用颗粒流数值计算方法对岩石充填节理直剪作用下力学性质进行研究,从细观角度分析不同法向荷载下粗糙节理面的损伤情况;探讨充填节理粗糙程度、充填物强度参数、充填物与围岩接触面强度以及充填厚度对节理剪切强度的影响,结果表明:（1）随着法向荷载的增大,上下节理面接触状态及粘结力分布规律发生转变,充填节理面粘结破坏明显增加;（2）节理粗糙度系数（JRC）对峰值剪切应力的影响较大;随JRC的增加节理峰值剪切强度增大;节理面粘结力呈类线性增长,而内摩擦角随JRC的增大而呈明显的非线性变化;（3）随节理充填物粘结强度比的增加,峰值剪切应力增大;随充填物强度比的增加,节理面粘结力出现明显的增长,而内摩擦角呈现先下降后增加的趋势;（4）当法向荷载较小时,峰值剪切应力受接触面粘结强度比的影响较大;当法向荷载较大时,其对峰值剪切应力的影响程度明显降低.节理面粘结力和内摩擦角随接触面粘结的增加分别呈现出非线性增长和下降的趋势.（5）节理剪切力学形式随充填后的增加呈现降低的趋势,然而随着厚度的不断增加,所带来的剪切力学参数变化程度逐渐减小.      

瞬态风场下带风屏障的高架桥上高速列车气动特性

通过数值方法研究了中国帽型瞬态风中高速列车在带风屏障的高架桥上运行时的气动性能,并与恒定横风场下的情况进行了对比分析.结果表明,恒定侧风下高速列车头车周围的流场结构最为复杂,气动载荷变化最显著,而瞬态风作用下高速列车气动性能表现出一定时滞性,列车时速为300 km/h时,风速从13.8 m/s递增到23.46 m/s再递减至13.8 m/s过程中,列车所受到的气动力及气动力矩均发生显著波动,这与稳定横风下列车受到的恒定侧向力明显不同.当列车以时速200~400 km/h运行时,车速每增加50 km/h,列车运行的最大阻力增长9%~10%,其他气动力也随车速稳步增长,气动力矩的增大幅度则随车速的增长有显著加大趋势.     

隧道施工引起的松砂土层与地表结构响应

通过4组离心试验，模拟相对深度(埋深-直径比)分别为1.3和2.0的隧道在砂质土层中施工，分析了土层与地表建筑的位移与变形规律；通过抽取模型隧道内部的液体模拟隧道施工导致的土层体积损失，并设计了2层铝制框架结构模型，利用粒子图像测速技术测量了隧道施工引起的土层与结构移动数据，分析了地表与建筑筏板基础的水平与垂直位移、深部土层的移动与剪切变形、框架结构剪切变形与分类，以及结构剪切变形的修正系数与相对抗剪刚度。研究结果表明：隧道相对深度从1.3增加到2.0时地表沉降槽宽度从3.4 m增加到5.6 m,地表建筑的最大沉降从32.3 mm增加到49.5 mm,但变形程度有所降低；隧道施工影响下地表框架结构的变形主要表现为剪切变形，弯曲变形所占比重可以忽略不计；隧道施工引起松砂土层发生收缩变形，导致地表土层体积损失率始终大于隧道体积损失率，且隧道越深，差异越大；较浅隧道试验中建筑筏板基础与土层间存在较大间隙(27 mm),而较深隧道间隙几乎为0,从而增大了建筑筏板基础对地表土体水平移动的约束范围；建筑的剪切变形修正系数随隧道体积损失率的增加逐渐降低，且浅隧道的变化速率更大；2种隧道相对深度的建筑...     

冲击压实和强夯加固地基效果分析

在黄土地区陕西某高速公路段对原地基分别进行强夯与冲击碾压处理,通过室内试验和现场原位测试,对比了地基处理前后不同深度土体的物理力学指标(干密度、压缩模量与湿陷系数)和微结构特征,以及载荷板试验、触探试验、旁压试验结果,研究了采用强夯和冲击碾压处理后黄土地基强度的形成机理、地基承载力变化、处理效果与有效影响深度。结果表明冲击碾压的有效影响深度在1.0~2.0 m,在0~1.5 m处形成连续、均匀、密实的加固层;强夯的有效加固深度达4.0 m,有效影响深度在5.0~6.0 m,在加固深度内湿陷性均被有效消除。     

重载交通下高速公路路基动应力实测研究及工作区划分

针对重载交通下高速公路路基动力响应问题,通过在高速公路路基埋设测试元件,测试了重载车辆运行下沥青混凝土路面—路基结构的动应力,获取了不同轴重和车速下路基的动应力峰值分布规律,得出了路基动应力随深度衰减的系数值,并依据动应力与自重应力的关系划分不同的路基工作区,结果表明:在120、140、160 k N的轴重下,动敏感区深度分别为1.26、1.36、1.45 m,相对于标准轴载增长约5.1%、13.3%、21.8%;动影响区深度为1.69、1.77、1.88 m,相对于标准轴载增长约5.6%、10.6%、17.5%。重载交通作用下动应力对路基的影响范围明显加深,因此在路基结构设计及稳定性保障上需引起足够的重视。     

亚热带典型森林生态系统土壤呼吸

为了解中国亚热带森林土壤碳释放CO2与区域气候环境的关系,在亚热带典型区域浙江西天目山选择森林生态系统类型杉木林、毛竹林和常绿阔叶林,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸通量.结果表明:各林分的土壤呼吸日变化趋势多呈单峰型; 3个森林生态系统中,土壤CO2年均释放速率大小依次是毛竹林4.28 μmol/(m2·s)、杉木林2.35 μmol/(m2·s)、常绿阔叶林2.23 μmol/(m2·s).土壤呼吸随着不同季节土壤温度的变化相异, 8月最高, 11月受低温限制,呼吸作用微弱.土壤水分与土壤呼吸呈负相关,且常与土壤温度一起共同作用于土壤呼吸,这种非线性交互作用导致环境因子影响土壤呼吸的过程.