基于干湿循环与三维条件下污泥固化土邓肯-张模型研究

为研究城市污泥固化土作为路基填料时其在复杂应力状态下的力学特性,通过GCTS真三轴试验仪对城市污泥固化土进行不固结不排水试验,探讨其在不同干湿循环次数和中主应力比条件下的应力-应变特性和抗剪强度指标变化规律,并在三维条件下对邓肯-张模型进行了双重修正。研究结果表明：当干湿循环次数和围压一定时,污泥固化土的结构屈服应力随着中主应力比的增大而增大;当中主应力比和围压一定时,污泥固化土的结构屈服应力随着干湿循环次数的增加而降低,且干湿循环次数为3时降幅最大,干湿循环次数大于5之后土体结构屈服应力降幅较小;此外,对比污泥固化土的真三轴试验曲线与邓肯-张模型预测曲线,发现理论曲线与试验曲线存在一定差异,而通过考虑中主应力比、干湿循环次数和中、小主应力差作用的影响对污泥固化土邓肯-张模型进行2次修正,使得到的邓肯-张模型预测曲线与真三轴试验曲线基本一致,该预测曲线可准确反映污泥固化土的真实受力状态,可为其在路基工程中的应用、施工提供理论指导和预测分析。     

废旧橡胶轮胎颗粒-水泥改性强膨胀土的长期路用性能研究

为研究废旧橡胶轮胎(WRT)颗粒联合水泥改性强膨胀土作为路基填料的长期力学性能,采用不同掺量(3%、6%)的WRT颗粒联合水泥(3%),对广西宁明强膨胀土进行改性处理。对改性前后的试样开展扫描电镜(SEM)、核磁共振(NMR)等微观试验,对经历干湿循环作用后的改性膨胀土试样开展动、静三轴等宏观试验,测定其动回弹模量M_R及固结不排水抗剪强度,着重研究了干湿循环次数和WRT颗粒掺量对改性后强膨胀土路用力学特性的影响。结果表明：(1)改性膨胀土由于水泥的水化反应产生颗粒团聚作用,加之WRT颗粒的掺入,使其大孔隙增加,结构密实度降低;(2)WRT颗粒掺量一定时,随着干湿循环次数的增加,改性膨胀土的动回弹模量M_R表现出先增大后大幅减小的特点,其剪切破坏形态由塑性破坏向脆性破坏转变,应力～应变曲线由应变硬化型逐渐转化为应变软化型,抗剪强度有所增大;(3)M_R随着WRT颗粒掺量的增加而降低,但随围压σ_c的增加而增大,抗剪强度随WRT颗粒掺量的增加而下降。     

基于正交试验的膨胀土地区桩板墙设计参数优化研究

桩板墙作为路堑边坡的常用防护结构,在膨胀土地区工程应用中的设计参数过于保守。为研究肯尼亚蒙内铁路在蒙巴萨地区膨胀土地段路基的桩板墙防护结构,基于正交试验设计方法,采用数值仿真模型,分析了路堑边坡开挖过程中桩板墙结构不同位置处的受力变形规律,并对桩板墙的设计参数进行了优化。结果表明:优化后桩前纵向棱角处和板体中部的最大剪应力分别降低了23.02 %和16.30 %,C35钢筋混凝土用量减少了6.16 %。     

融化期川西地区季节冻土边坡稳定性分析

为解决融化期季冻区边坡失稳问题,针对川西高原地区混合土边坡,综合考虑粗颗粒含量及含水率影响,采用大型直剪与常规直剪相结合的试验方案,获取混合土抗剪强度参数,基于冻土水热耦合理论,通过COMSOL有限元软件对边坡融雪入渗过程进行数值模拟,分析边坡水热场时空变化规律,同时考虑冻融过程中土体强度参数动态改变建立季冻区混合土边坡稳定性计算分析模型,分析融化期混合土边坡稳定系数、滑动面发展规律,定量分析总结融化期季冻区边坡失稳机理。结果表明：相同干密度条件下,混合土饱和渗透系数与粗颗粒含量成正比,抗剪强度与粗颗粒含量成正比而与含水率成反比;融化期边坡融雪入渗作用加强,浅层土体处于富水状态,形成最大厚度0.80 m的暂态饱和区;川西季冻区混合土边坡潜在滑动面与冻融交界面位置基本一致,滑动面形式主要是折线型,为浅层滑动;融雪入渗与冻土消融作用是季冻区边坡融化期失稳破坏的主要诱因,融化期间边坡稳定性系数减小速率随融雪入渗过程逐渐加快,融化深度最大时,边坡稳定性系数最小;川西地区季节冻土边坡稳定性主要影响因素为粗颗粒含量与初始含水率,粗颗粒含量越高,初始含水率越低,融化期边坡稳定性越好。     

铁路交通荷载下桩承式路堤承载性状分析

依托某铁路桩承式路堤工程,通过室内桩-土剪切试验,分析水泥土桩-土接触面的摩擦系数在不同界面粗糙度、水泥掺入比和土体含水率下的变化规律,得出适应不同工况的摩擦系数。采用ABAQUS软件,对不同车辆速度和车辆荷载作用下桩承式路堤的承载性能和路堤沉降进行研究,得出桩和桩间土的荷载分布规律及桩顶、桩间土和路面最大沉降的变化规律。     

徐州地区非饱和粉土毛细特性试验研究

以江苏新沂地区粉土为研究对象,开展两种不同初始压实系数0.89、0.92的粉土室内毛细水上升高度试验,得到毛细水上升高度与时间的关系及毛细水上升稳定后含水率与高度的关系。研究表明：粉土中毛细水在短时间内能上升到较大高度,在前0.58天（14小时）的上升高度达到总上升高度的30%,前3天上升高度可达总高度的50%～61%;粉土毛细水上升高度及达到稳定所需时间与初始压实系数呈负相关关系,最终上升高度分别为60.0、40.3 cm,达到稳定所需时间分别为17、12天;毛细水上升稳定后土样含水率在0～20 cm高度范围内随初始压实系数的增大而减小,土样最大含水率分别是初始含水率的1.92～2.30倍。     

地铁区间段上方后建道路路基设计方案

与地铁共线的道路,当地铁先于道路完工时,对后建道路路基设计方案提出了更高的要求.以福州某主干路为例,分析建设期间和运营期间2种工况下对既有地铁区间段结构的变形安全影响,针对典型路段采用不同的气泡混合轻质土设计方案进行路基处理,并采用有限元分析方法进行模拟,确保地铁结构安全控制指标在规范要求范围内.     

某加筋土挡墙路基病害成因及变形机理分析

针对某加筋土挡墙路基病害,开展工程地质调绘、地质钻探、原位测试、室内土工试验及筋带检测试验等,研究病害成因和变形特征,分析加筋土挡墙的变形机理;通过外观、筋带强度、路基湿陷性和稳定性等方面的评价,为该段加筋土挡墙的整治提供充分的依据。     

基于层次分析-可拓理论评价岩质岸坡稳定性

为了研究岩质岸坡的安全稳定问题,以云南玉楚高速绿汁江特大桥玉溪岸某岩质岸坡为例,运用层次分析与可拓物元理论相结合的方法,建立边坡稳定性评价物元模型,确定其稳定安全等级。通过层次分析法计算出各评价指标权系数后,结合可拓理论构造出的有序三元组,形成多因素关联度函数,进行模型的物元可拓分析,获取边坡最终的安全分级结果。结果表明：边坡的安全等级为Ⅳ级,处于不稳定状态。同时,运用FLAC3D有限差分软件对边坡进行数值计算,得出安全系数Fs=0.98,为不稳定边坡。两种方法的分析结果一致,进而论证了层次分析-可拓理论评价模型的可靠性,也为岩质岸坡的稳定性评价提供了一种新的决策方法。     

基于宾汉姆流体的土压平衡盾构螺旋输送机排土量研究

为确保土压平衡盾构掘进过程中有效控制排土量,须考虑螺旋输送机构造特征和渣土性质对其影响。将改良后流塑性状态的渣土假设为宾汉姆流体,并基于螺旋输送机构造沿其螺旋排土方向展开成一长条形的长方体排土模型的基础上推导盾构螺旋输送机的理论排土量计算公式。通过对排土量影响因素进行分析表明： 1）排土量受开挖面支护压力、渣土的初始剪切屈服应力影响较大,而受渣土的塑性黏度影响较小; 2）随着隧道埋深和开挖面支护压力的增加,改良渣土的流塑性降低。将该理论成果应用于指导广州地铁21号线浅覆土全断面砂土地层某区间隧道盾构掘进中的渣土改良,开挖面支护压力保持了稳定,地表沉降控制为5 mm。