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。     

岩质边坡参数敏感度数值分析

文章利用有限元数值模拟技术,计算在坡顶极限荷载作用下,以坡脚剪应力最大值之比K为评价指标,探讨岩质边坡各参数的变化对边坡稳定性的影响,并分析边坡稳定性对各参数的敏感程度,明确了凝聚力为边坡稳定的敏感参数,是边坡稳定性的控制因素;内摩擦角对边坡稳定性的影响也较明显。     

岩质边坡应力场特征有限元强度折减法研究

利用有限元强度折减法数值模拟技术,对成型边坡的应力场进行了研究:在坡顶荷载作用下,计算边坡内部应力场随着坡体强度指标的降低而变化的情况,分析边坡安全状态恶化对内部应力场的影响。通过对特定路径的应力追踪,对应力场的变化特征进行探讨,确定边坡的应力敏感部位,指出应力变化规律及其对边坡稳定性造成的不利影响,以克服岩质边坡以位移为参数的监测方法存在时间与空间上滞后的缺陷。     

建筑垃圾用作路基填料的压实性能研究

以陕西省西咸北环线高速公路工程西吴枢纽立交C匝道路基填筑试验段为依托,研究了建筑垃圾作为路基填料的基本物理性质,结合现场施工分析了建筑垃圾填料压实性能的影响因素,建筑垃圾填料含水率对压实度的影响,合理的碾压遍数及现场建筑垃圾路基回弹模量。结果表明:建筑垃圾填料含水率控制在14.8%～15.0%时,碾压效果最好,碾压遍数超过20次后,压实功对填料的压实效果已不显著。建议超过15遍碾压后,当压实效果趋于平稳时可停止碾压,此时路基回弹模量为155～170 MPa,相应的压实度为97.87%～98.46%。     

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。     

路桥过渡段路基加固体的拓扑优化

应用拓扑优化理论,采用简化的假定条件,基于应变能最小即刚度最大原理,对路桥过渡段路基加固体的结构布置形式进行了优化。通过分析荷载模式、填高、加固长度和面积等因素对最优拓扑图形的影响,得出了路桥过渡段路基加固体的最优布置方式。拓扑优化结果表明：路桥过渡段路基加固的不同区域对结构刚度的贡献排序为,固定端附近区域-中间偏上区域-中间偏下区域-路基顶面远端区域;上长下短的倒梯形布置形式的结构刚度最大,其抵抗地基沉降变形的能力最强,表明目前桥头常用的倒梯形布置形式具有理论上的合理性;路基加固体底面布置长度应不小于2 m,由下向上斜率应缓于1∶1。     

土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析

应用MARC软件,建立路桥过渡段差异沉降的三维计算模型。基于该模型及不同的地基沉降模式,分别对土工格室加筋体和柔性搭板消化地基沉降、协调和控制桥头差异沉降的作用机理及其对地基沉降的适应性进行了三维数值仿真分析。结果表明:土工格室复合体限制了周围土体的侧向变形,减小了路堤本身的压缩变形;同时,土工格室柔性搭板能有效地阻止上层土体向下沉降,减小路基竖向应力,使得桥台与路堤之间的沉降差在较广的范围内得到平缓过渡。     

黄土地区隧道的修筑技术研究

项目承担单位:甘肃省高等级公路建设开发有限公司项目参加单位:长安大学甘肃省交通规划勘察设计院有限责任公司项目合同编号:200131800021项目主要负责人:康军谢永利杨惠林李睿主要研究成果和技术创新点:!研编了数值仿真有限元程序。!系统研究了土体参数、衬砌参数、开挖进尺以及埋置深度对围岩和衬砌结构受力与变形性状影响。!分析了隧道结构受力性状及浸水对结构的影响。!开展了大规模、系统全面的现场测试。!提出了深浅埋界定的新思路。!推导了浅埋土质隧道围岩压力公式。!总结出了黄土隧道防排水结构的设计原则。!提出了黄土公路隧道的…     

高填方钢波纹管涵垂直土压力计算

引入表征钢波纹管波形特性的惯性矩计算方法, 通过Spangler管-土相互作用模型, 得到了钢波纹管涵竖向收敛变形计算公式; 假设管涵顶部填土为半无限直线变形体, 将条形基础沉降倒置后比拟上埋式管涵的受力模型; 基于弹性力学推导的基础沉降计算公式, 着重考虑管涵侧向土体压缩变形与管涵自身的竖向收敛变形之差, 推导了管涵垂直土压力的计算公式; 以广巴广陕高速公路连接线吴家浩-张家湾段高填方钢波纹管涵工程为例, 对涵顶垂直土压力进行了现场测试, 将采用公式计算所得涵顶垂直土压力与现场试验结果和应用实测沉降差反算的垂直土压力进行了对比。研究结果表明: 涵顶垂直土压力随填方高度的增加而增大, 填土至设计标高后涵顶垂直土压力计算值、实测值和反算值分别为224.14、221.98、211.33kPa, 计算值与实测值的相对误差约为0.9%, 反算值分别比计算值和实测值小6.1%、5.0%, 且计算结果、反算结果均与实测涵顶垂直土压力变化规律一致, 填方越高, 误差越小。可见, 提出的高填方钢波纹管涵垂直土压力计算公式可行, 不仅考虑了涵侧土体的抗力系数和基床系数, 而且体现了钢波纹管的变形与受力特征。     

特长公路隧道正洞送排风口间短道流态数值分析研究

结合特长公路隧道竖井送排通风系统设计方案,运用了计算流体动力学(CFD)方法对隧道正洞送排风口间短道流态进行三维数值分析,确定出短道流态的影响因素,并给出确保短道流态满足设计要求的土建设计方法和运营风量调控措施,结论可供相关通风工程设计参考.