一维固结变形理论参数的试验分析

通过对原状土样及重塑土样的一维固结及渗透试验分析,对一维固结变形理论中的有关试验参数进了系统试验分析。探索了土体侧压力系数在固结过程中的变化规律,发现对正常固结土存在一临界固结压力,当固结压力大于该值时,土体的变形以次固结变形为主;通过对渗透系数的变化进行分析,表明土体结构对渗透系数有较大影响,且提出了渗透系数的计算公式;同时利用割线模量法给出了地基沉降的计算公式。在此基础上,对固结系数的算法进行了有益的尝试,并将之与传统方法进行对比,提出了一种固结沉降计算新方法。最后,通过工程实例,验证了研究成果的可靠性。     

水泥黄土的应力—应变本构方程

根据实测资料，运用材料损伤理论原理，结合水泥黄土的特点，推出了水泥黄土的应力－应变本构方程和强度指标。     

湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理研究

为研究湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理,文章基于黄土地区地铁工程经验,通过理论分析探讨了地铁工程地基承载力工作原理、黄土地层中地下结构的土压力作用原理等,指出了地铁结构作为地下中空构筑物与一般工业与民用基础的区别;通过实例计算研究了地铁结构基底压力、黄土湿陷引起的结构侧向土压力及顶部土压力变化规律。研究结果表明:1)地铁地下结构工作原理不适用于地基土体侧向滑移并被挤出的传统与经典地基承载力理论,它产生的基底压力小于原基底土的自重压力,类似于地基与基础设计中有利的补偿性基础;2)黄土饱和浸水湿陷瞬间,土的抗剪强度是饱和快剪指标,其侧压力系数趋近于1.0,设计时应予以考虑;3)黄土地层中如隧道洞身范围土体发生湿陷变形,隧道顶板所受的竖向土压力值较未发生湿陷变形时显著增大,设计时应予以考虑。     

压实黄土应力-应变-时间特性

为研究压实黄土应力-应变-时间的关系,对比分析了Singh-Mitchell、Mesri、Lin-Wang等经验模型,在甘肃省陇西Q3压实黄土的室内一维固结试验基础上,利用参数变异法推导出适用于压实黄土的Singh-Mitchell修正模型。其中应力-应变关系与应变-时间关系都用幂次关系模拟。模型中3个参数物理意义明确,均可由室内一维固结试验得出,并分析了干密度与含水质量分数对参数的影响规律。研究结果表明,模型计算结果与实测结果一致,为研究压实黄土应力-应变-时间特性提供了一种新方法。     

公路工程地基承载力设计方法分析

为了合理确定公路工程地基承载力,将公路工程地基承载力问题分为桥台与挡墙地基承载力、公路涵洞地基承载力、公路填方路堤地基承载力三类分别论述。通过分析提出的涵-土共同工作弹簧模型,认为极限地基承载力理论不适用于公路涵洞地基承载力设计,并建议性地提出了涵洞下地基承载力等于涵侧土体下地基承载力的设计原则和涵洞与两侧土体沉降差尽量小的验算原则。通过试验,对比分析了填方路堤地基沉降随荷重发展的规律及其与载荷板试验的区别,并提出了用分层总和法设计地基承载力的方法。     

压实石灰黄土力学特性试验

通过对公路上广泛使用的灰土比为10％(重量比)、压实度为95％的压实石灰黄土进行三轴试验，测得了不同围压下压实石灰黄土的应力-应变曲线、体积变形曲线及侧向变形曲线，获得了压实石灰黄土的初始切线模量、初始切线体积模量、初始泊松比、峰值强度、峰值应变、残余强度和抗剪强度参数等力学指标。结果分析证明邓肯-张模型不适用于压实石灰黄土。可以使用改进的Saenz公式来表示其应力-应变关系。     

公路工程中黄土湿陷性问题分析

依据对黄土基本湿陷特性的试验研究,结合公路工程的特点,分析并提出了与公路设计有关的黄土增湿湿陷量的计算方法和黄土增湿速率的确定方法;分析并总结出路堤填土小于或大于某一高度时,可不考虑原状黄土地基的湿陷变形。认为目前执行的国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》来源于工业与民用建筑行业经验,不能适用于公路工程建设的需要。因道路工程线长、面广,地形地质条件多变,相对建筑面积上投资小,在分析与处理湿陷性黄土的方法上应注意行业特点。     

基于EPS减荷措施的高填涵洞试验研究

通过大型高填方涵洞原位减荷试验，对采用EPS减荷材料下的土压力和位移进行了监测，将来减荷情况与不同厚度EPS减荷情况下的结果进行了对比分析，并采用Marc有限元分析软件对其进行了数值仿真，研究了EPS材料的减荷特性及减荷后涵洞结构相关性状的变化规律。结果表明：EPS减荷效果显著，减荷后涵洞结构受力有所改善．为工程设计与施工提供了有效的指导和参考依据。     

减荷拱涵周围土体位移变化的离心模型试验

通过土工离心模型试验,利用拱涵模型模拟了实际路堤的回填材料、沟坡地形、减荷材料、地基形式及施工工艺,并使用图片测量软件分析了拱涵周围土体在未减荷与EPS板减荷工况下的变形运动性状和全局位移场的差异。根据试验结果再现了两种试验工况下,拱涵周围土体随填土高度增加的运动变化过程;模拟了EPS板变形作用下涵顶土拱的形成和基本形态;分析了拱效应影响下的拱涵基底土体的运动情况,发现通过卸荷拱转嫁到拱涵两侧土体的荷载促使基底两侧土体向基底中心运动,从而对基底产生了向上的反力,减小或阻止了拱涵自身的沉降。结果表明:合理模量和厚度的EPS板既可以减荷,也可以起到稳定结构纵向不均匀沉降的作用。