岩土工程学报
 
 
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2012年 34卷 11期 刊出日期 2012-12-20

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1961 基于广义塑性理论的堆石料动力本构模型研究
陈生水, 彭成, 傅中志
分析了堆石料在等幅与不等幅应力循环荷载作用下的变形特性,以此为基础,确定了不同加载过程中堆石料的剪胀方程,加载方向,切线模量及塑性模量,建立了一个可以考虑堆石料循环加载特性的广义塑性本构模型.模型将所有的加卸载阶段都视为弹塑性过程,并在剪胀方程中引入老化函数来考虑体积应变积累对剪胀(缩)性的影响.模型共有12个参数,均可通过常规室内单调及循环加载试验确定.为验证模型的有效性,依据试验资料确定了两种不同堆石料的本构模型参数,并对等幅循环三轴压缩与不等幅循环三轴压缩试验进行了模拟.两种材料在不同围压下的模型预测结果与试验数据均吻合良好,表明模型可以有效地反映循环荷载作用下堆石料应力应变曲线的滞回特性与永久变形的积累.
2012 Vol. 34 (11): 1961-1968 [摘要] ( 1144 ) [HTML 1KB] [PDF 3972KB] ( 276 )
1969 不同胶结砂土力学特性及胶结破坏的离散元模拟
蒋明镜, 张伏光, 孙渝刚, 张望城
采用离散元法研究不同胶结砂土的宏观力学特性以及微观胶结破坏,其中一种胶结砂土胶结特性由离散元商业软件PFC2D中的胶结接触模型(Contact bond model)进行控制,另一种则采用蒋明镜等提出的无厚度改进胶结接触模型(改进的蒋氏模型)控制.首先,将改进的蒋氏模型引入PFC2D;其次,使用PFC2D对不同胶结强度和不同围压下的上述两种胶结砂土进行双轴压缩试验模拟,对比分析了两种不同胶结砂土的模拟结果.结果表明蒋氏试样(胶结特性由改进的蒋氏模型控制)应变软化和体积剪胀显著,峰值内摩擦角基本随胶结强度增大而增大;而PFC试样(胶结特性由Contact bond model控制)在高胶结强度时应变软化和体积剪胀性比较显著,低胶结强度时表现为应变硬化和体积剪缩,峰值内摩擦角随胶结强度增加而减小.离散元模拟结果在一定程度上与已有室内实测结果相符,蒋氏试样更能反映胶结砂土的主要力学特性.由胶结破坏微观信息统计可知,蒋氏试样中胶结点受拉破坏率远大于受剪破坏率,而PFC试样中两者相当,且蒋氏试样中的总胶结点破坏速率峰值要大于PFC试样.通过对改进的蒋氏模型参数分析可知,低围压条件下,试样宏观力学特性与胶结破坏形式对切向胶结强度与法向胶结强度的比值较为敏感.
2012 Vol. 34 (11): 1969-1976 [摘要] ( 1082 ) [HTML 1KB] [PDF 1163KB] ( 828 )
1977 刚性桩复合地基支承路堤稳定破坏机理的离心模型试验
郑刚, 李帅, 刁钰
对上软下硬成层土地基中刚性桩复合地基支承路堤,进行了单排桩和群桩条件下路堤稳定破坏机理的离心模型试验,研究了不同桩体抗弯刚度和强度,不同桩体加固位置,不同桩间距和桩端嵌入硬土层深度条件下桩体的受力与变形性状,破坏模式以及路堤的失稳破坏机理.离心机试验结果表明,不论是在单排桩还是群桩条件下,桩身最大弯矩作用点均产生于软硬土层交界面附近;在群桩条件下,桩体越靠近路堤中心桩身弯矩越小;当桩身抗弯刚度与强度较高,桩距较大且桩下端嵌入较硬土层足够深度时,可产生桩间土体沿桩的绕流甚至因产生绕流而导致路堤失稳破坏;当桩身抗弯刚度与强度较低时,在单排桩条件下,桩体会首先在软硬土层交界面处发生弯曲破坏,并可在路堤失稳前在桩身上部发生第二次弯曲破坏,而在群桩条件下,坡脚附近部分桩体首先在软硬土层交界面附近发生弯曲破坏,并可能伴随桩体受拉破坏而使桩断为上下两段,最后由于部分桩体发生整体倾覆破坏或者再次发生弯曲破坏而导致路堤发生失稳破坏;针对路堤具体的破坏情况有针对性地增大桩身抗弯强度,减小桩间距或增加桩端嵌入硬土层深度均可提高路堤的稳定性.
2012 Vol. 34 (11): 1977-1989 [摘要] ( 1135 ) [HTML 1KB] [PDF 2475KB] ( 538 )
1990 水平循环荷载下高桩基础受力性状模型试验研究
陈仁朋, 顾明, 孔令刚, 张浙杭, 陈云敏
近海高耸结构基础承受风,浪,波流等水平循环荷载作用,受力变形性状十分复杂.在饱和粉土地基中完成了单桩和群桩的水平循环加载试验,揭示了单桩和群桩响应随循环加载的变化规律.试验结果表明循环加载使桩周土体产生累积塑性变形,桩-土体系水平刚度随循环次数增加不断下降;先期循环加载对后期加载的刚度有着明显影响;群桩中各基桩分担的水平荷载比例随循环加载发生重分配,前排桩的作用得到更多发挥;荷载循环效应对群桩的影响大于单桩.基于p-y曲线法引入循环效应系数以考虑荷载循环的影响,并将该方法与其它文献方法和试验结果作了对比验证.
2012 Vol. 34 (11): 1990-1996 [摘要] ( 1000 ) [HTML 1KB] [PDF 4304KB] ( 887 )
1997 柔性基础下碎石桩加筋复合地基沉降分析方法
曹文贵, 杨泽华
碎石桩加筋复合地基是一种新型的软土地基处理方法.在深入研究柔性基础下碎石桩加筋复合地基变形力学机理的基础上,首先,依据碎石桩与桩周土相对滑移量的不同,将碎石桩加筋复合地基加固区区分为加筋区,非加筋塑性区和非加筋弹性区,从而建立出柔性基础下碎石桩加筋复合地基沉降分析模型;然后,根据碎石桩加筋复合地基不同分区的变形力学机理,分别建立出相应的压缩变形分析方法,从而建立出了柔性基础下碎石桩加筋复合地基沉降分析新方法,该方法不仅能反映柔性基础下碎石桩加筋复合地基桩土滑移的特征,而且能反映非加筋弹性区碎石桩侧向鼓胀对沉降分析的影响;最后,通过工程实例计算以及与现有相关沉降分析方法的比较分析,表明了该方法的可行性与合理性.
2012 Vol. 34 (11): 1997-2004 [摘要] ( 858 ) [HTML 1KB] [PDF 468KB] ( 273 )
2005 堆积体滑坡抗滑桩所受推力计算及分布特征研究
张健, 胡瑞林, 李志清
沿下伏基岩面失稳是堆积体滑坡破坏主要模式之一,在土石混合体介质-接触面大型直剪试验成果基础上,发现土石混合体介质与接触面在剪切试验过程中表现出应变硬化和应变软化两种接触面力学性质,建立了能够描述上述两种接触面性质的表达式.基于一个简化的力学模型通过求系统极值的尖点突变理论推导了堆积体滑坡抗滑桩所受滑坡推力的计算公式,公式中考虑了上述描述应变硬化和应变软化两种接触面力学的表达式,利用该公式分析了其中的主要参数对抗滑桩所受推力大小及分布特征的影响.最后将推导公式应用到一个堆积层古滑坡实例中,对比分析表明该理论结果与现场实测结果具有较好的一致性.
2012 Vol. 34 (11): 2005-2010 [摘要] ( 860 ) [HTML 1KB] [PDF 604KB] ( 6288 )
2011 数值流形方法的阻尼、收敛准则以及开挖模拟
位伟, 姜清辉, 周创兵
数值流形方法采用动态松弛法求解准静力学问题,能量耗散机制不清楚.通过引入黏性和自适应两种阻尼吸收系统产生的动能,基于最小势能原理建立了考虑阻尼力影响的总体平衡方程.提出了模拟岩体分期开挖的数值流形方法,将开挖面视为特殊的不连续面,根据开挖时序设置开挖面上接触点的状态,以达到模拟分步开挖的目的,给出了相应的迭代计算格式,并定义了位移和加速度收敛准则用以判断计算过程中系统是否达到新的平衡状态.数值算例结果表明,改进后的数值流形方法具有良好的收敛性能,其计算结果与解析解以及离散元是吻合的.
2012 Vol. 34 (11): 2011-2018 [摘要] ( 941 ) [HTML 1KB] [PDF 2389KB] ( 269 )
2019 基于CT单向压缩试验的冻结重塑兰州黄土损伤耗散势研究
赵淑萍, 马巍, 郑剑锋, 焦贵德
首先分析了冻土损伤的物理本质,然后在改进了的与CT试验机配套使用的三轴试验仪基础上,进行了一系列的单向压缩试验过程的CT扫描,获得了冻结重塑兰州黄土试样的屈服应变,损伤应变临界值,破坏应变临界值;发现如果用塑性应变表示损伤阈值,则温度越低,试样的损伤阈值越大;最后通过CT数定义损伤变量,获得了冻结重塑兰州黄土的损伤演化规律和损伤耗散势函数.
2012 Vol. 34 (11): 2019-2025 [摘要] ( 898 ) [HTML 1KB] [PDF 1140KB] ( 485 )
2026 隧道突水灾害电阻率层析成像法实时监测数值模拟与试验研究
刘斌, 聂利超, 李术才, 李利平, 宋杰, 刘征宇
突水灾害已成为危及隧道安全施工的重大问题,为了实现隧道突水灾变演化过程的监测和灾害预警,将电阻率层析成像法尝试引入到隧道突水的监测工作中,提出了一种基于图像灰度相关性理论的电阻率层析成像监测信息定量评价方法.首先,针对非地质缺陷类和地质缺陷类这两种典型的突水类型进行概化,得到了突水灾变演化过程不同阶段的地电模型,为隧道突水实时监测数值模拟奠定了基础.其次,采用有限单元法进行电阻率层析成像法突水实时监测数值模拟,揭示了电阻率图像对突水灾变演化过程的响应特征,通过对突水灾变演化过程电阻率图像灰度相关性的定量分析,发现相关性系数小于0.5(或0.3)的样本点数目大幅增多,且相关性分布和正演图像标准差急剧增大,是突水发生的重要前兆特征.最后,进行了隧道突水电阻率层析成像法实时监测模型试验,较准确地捕捉到了突水前兆信息,实现了突水灾害预警,表明电阻率层析成像法用于突水实时监测是可行的.
2012 Vol. 34 (11): 2026-2035 [摘要] ( 840 ) [HTML 1KB] [PDF 8246KB] ( 433 )
2036 基于小波分形特征与模式识别的矿山微震波形识别研究
朱权洁, 姜福兴, 尹永明, 于正兴, 温经林
在前人研究的基础之上,探讨,验证了矿山微震信号的分形特征,并根据微震信号的特征确立了相关的无标度区间及分形盒维数算法.利用矿山爆破振动,岩石破裂及电磁干扰3类信号频谱分布不同这一特征,结合小波分析与分形理论,通过MATLAB编制相应程序,对3类信号进行了5层小波包分解,求取了指定特征频带上重构信号的分形盒维数.以该盒维数为信号特征,建立23维特征向量,通过SVM支持向量机对300组矿山现场微震信号进行了训练和分类识别.研究结果表明特征频带上的分形盒维数与信号的整体盒维数接近,表明特征频带上的分形盒维数表征了整体的分形特征;3类信号具有明显分形特征,电磁干扰信号最为明显;SVM识别网络识别微震信号,识别正确率高,但运算速度及识别效率仍有待提高.
2012 Vol. 34 (11): 2036-2042 [摘要] ( 912 ) [HTML 1KB] [PDF 480KB] ( 1412 )
2043 基于复数表达的随机渗流研究
宋会彬, 詹美礼, 盛金昌, 罗玉龙, 黄青富
以复数形式表示渗透系数,将其变异值设置为复数的虚部.利用有限单元法,通过求解复系数线性方程组计算随机渗流问题,并编制相应程序,计算结点水头和水头变异值.在应用蒙特卡罗法进行渗流计算时,仅考虑帷幕渗透系数的变异,并假设其服从均匀分布.选取水头均值与水头标准差为蒙特卡罗法渗流计算的统计特征值.从数值方面分析了基于复数表达的随机渗流计算所得的水头值及水头变异值与蒙特卡罗法计算的水头均值及标准差之间的关系,验证了所用方法在模拟随机渗流场方面的正确性和可行性.为大型复杂问题的大变异性求解提供了方便快捷的计算方法.
2012 Vol. 34 (11): 2043-2049 [摘要] ( 825 ) [HTML 1KB] [PDF 528KB] ( 379 )
2050 基于DIC粗-细搜索方法的单轴压缩砂样的应变分布及应变梯度的实验研究
王学滨, 杜亚志, 潘一山
基于粒子群优化算法及Newton-Raphson迭代方法的数字图像相关粗-细搜索方法,观测了两个砂样在应力控制加载条件下的3种应变场的分布及演变规律,确定了应变在小范围内猛增之前,大范围内的应变非均匀分布区域的纵向(砂样的加载方向)应变梯度的范围.研究发现,当载荷增加到一定程度后,水平线应变的正峰值(正值代表受拉)和垂直线应变的负峰值(负值代表受压)都会出现在未来的局部化带内部,而剪切应变的峰值有时会发生偏离,这一点可由两种线应变场和剪应变场的差别进行解释.前两者呈倾斜的条状,而后者呈团状.3种应变的纵向梯度的范围大致相同,在0.001~0.002 mm-1之间,如果3种应变的纵向梯度比上述范围小,砂样就不会出现局部的应变猛增现象和随后的宏观裂纹.在局部化带之外,存在一定的塑性应变及应变梯度,这一点不能用非经典的弹塑性模型进行解释.
2012 Vol. 34 (11): 2050-2057 [摘要] ( 854 ) [HTML 1KB] [PDF 7108KB] ( 224 )
2058 考虑非达西渗流的比奥固结有限元分析
邓岳保, 谢康和, 李传勋
在经典Biot固结理论基础上,建立了考虑非达西渗流影响的固结方程,并用有限元法进行了求解.首先,引入目前广泛应用的Hansbo非达西渗流定律,简要分析了该模型及其参数情况.通过对孔压梯度进行一定简化,结合流量连续条件和力的平衡条件,获得了考虑非达西渗流的Biot固结理论控制方程.在此基础上,基于加权残数法和空间八结点单元,推导了相应的有限元方程.通过在已有程序基础上编制非达西渗流模块,实现了对上述有限元方程组的求解.最后通过与解析理论对比,验证了数值方法的可靠性.结果发现相比于考虑非达西渗流的解析理论,有限元解法误差随非达西渗流控制参数的增大而增大,但总体误差在10%以内;非达西渗流会延缓固结速率,且该影响随着非达西渗流参数的增大而变得明显.
2012 Vol. 34 (11): 2058-2065 [摘要] ( 1080 ) [HTML 1KB] [PDF 534KB] ( 1209 )
2066 生活垃圾渗滤液污染砂土电阻率法量化检测研究
郭秀军, 吴水娟, 马媛媛
为分析电阻率法对生活垃圾渗滤液污染区边界和污染程度量化检测能力,在室内模拟渗滤液渗漏污染过程,分别利用二维,三维电阻率映像法和电极探杆法对污染过程进行检测.检测结果显示,土层被渗滤液污染后,在二维和三维视电祖率剖面图中均表现为低阻异常区.异常区边界和污染区边界具有对应关系,并随渗滤扩散范围和污染程度变化而改变.电极探杆法测量电阻率值和污染土中的渗滤液含量具有对应关系,基于建立的Archie型公式可反算求取土体中污染物含量,计算相对误差低于10%.基于电测结果的渗滤液含量求取过程需开展渗滤液稀释过程的电阻率测试试验和不同含水饱和度土样电阻率测试试验以确定相关参数.
2012 Vol. 34 (11): 2066-2071 [摘要] ( 786 ) [HTML 1KB] [PDF 1524KB] ( 412 )
2072 两种加筋土挡墙的动力特性比较及抗震设计建议
朱宏伟
为分析比较条带式和包裹式加筋土挡墙的地震动力响应特征,开展了两种加筋土挡墙模型的大型振动台试验.结合震害调查的结果,发现砌块式加筋土挡墙在地震作用下的破坏模式主要表现为局部砌块的松动变形,很少会出现整体垮塌的情况.相比条带式加筋土挡墙,包裹式加筋土挡墙在地震作用下产生的变形量要小.在相同地震量级作用下,包裹式加筋土挡墙相应部位的水平加速度放大系数要小于条带式加筋土挡墙,但峰值动土压力却要比条带式加筋土挡墙大,这是因为包裹式加筋土挡墙面板在地震作用下的变形量小,对土体的约束能力强所致.因此,在抗震设防区,特别是是高地震烈度区进行加筋土挡墙的选型时,包裹式加筋土挡墙应作为一种优选结构.分析认为加筋土挡墙的抗震设计除了要进行整体稳定性的验算外,还应注重墙体变形量的控制,加筋土挡墙在地震作用下的最大变形量应小于允许的变形量.为维持线路的正常使用,加筋土挡墙的变形指数应控制在4%以内.若验算得到的变形量超出允许值,可采取增大墙后填土的压实度和增加拉筋长度,以及加厚墙体和降低墙体坡率等措施.
2012 Vol. 34 (11): 2072-2080 [摘要] ( 866 ) [HTML 1KB] [PDF 1351KB] ( 653 )
2081 围堰防渗墙与复合土工膜联接型式离心模型试验研究
李波, 程永辉, 程展林
防渗墙上接复合土工膜是围堰常用的防渗体系,联接部位的有效性是决定防渗成败的关键.以某围堰工程为原型开展离心模型试验,通过监测复合土工膜在堰体与防渗墙变形过程中的应变,揭示复合土工膜的受力性状和联接部位的破坏机理.结果表明一定上覆荷载作用下,复合土工膜与堰体之间的摩阻力超过其所承受的拉伸力,导致预留伸缩节不能发挥作用;复合土工膜下部风化砂的固结变形使之与刚性防渗墙之间产生较大的差异沉降,以及防渗墙与上游堰体的水平脱离,此两种变形不协调均可导致与防渗墙联接的复合土工膜因受拉而破坏.基于此,提出了防渗墙与复合土工膜联接型式的改进方法,使联接部位的复合土工膜不承受拉应力,通过离心模型试验验证其合理性和可行性,为指导围堰防渗体系的设计和施工提供了可靠的试验依据.
2012 Vol. 34 (11): 2081-2086 [摘要] ( 839 ) [HTML 1KB] [PDF 2074KB] ( 279 )
2087 基于数字图像处理技术的岩石节理分形描述
陈世江, 朱万成, 张敏思, 于庆磊
岩石节理的粗糙度对结构面的剪切强度起着重要的作用.分形维数对节理的次级细微粗糙结构能够进行很好的描述,而对节理的一级起伏结构体现并不明显.考虑了节理形态的层次性,用分形维数代表节理的次级精细结构,即节理的粗糙度;用起伏度表示节理的一级波状形态,据此提出用分形维数D和起伏度Wd两个指标来描述JRC(节理粗糙度系数),并给出相应的计算公式.另外,针对工程实践中分形维数准确快速量测存在的困难,本文以摄影测量为基础,借助数字图像处理技术,在VC++平台下开发了节理轮廓线分形维数计算程序,为分维较准确方便地应用于工程实践做了有益的探索.
2012 Vol. 34 (11): 2087-2092 [摘要] ( 1038 ) [HTML 1KB] [PDF 4052KB] ( 776 )
2093 岩桥渐进弱化的Jennings抗剪强度准则
唐志成
Jennings 抗剪强度准则以节理和岩桥抗剪强度参数按连通率加权平均的方式求取非贯通节理岩体的峰值抗剪强度,未考虑直剪试验过程中岩桥力学参数逐步弱化的影响,计算所得的抗剪强度与直剪试验结果存在较大偏差.基于人工齿状共面非贯通节理岩体的直剪试验,采用以剪切位移为变量的岩桥弱化度模型考虑岩桥力学参数弱化对抗剪强度的影响,提出改进的Jennings抗剪强度准则.考虑岩桥力学参数弱化的Jennings抗剪强度准则的计算结果更为接近试验值,表明考虑岩桥力学性质弱化是合理的.
2012 Vol. 34 (11): 2093-2099 [摘要] ( 1021 ) [HTML 1KB] [PDF 777KB] ( 467 )
2100 基于p-y曲线法分析隧道开挖条件下邻近桩基的水平反应
孙庆, 杨敏, 汪浩, 周环宇
在分析隧道开挖条件下邻近桩基的水平反应时,基于考虑桩土界面非线性的p-y曲线,引入统一极限桩土相互作用力的概念,利用有限差分方法通过迭代求解给出隧道开挖与邻近单桩相互作用的弹塑性解答.在群桩计算中引入考虑群桩效应的p-因子(fm),从而得到群桩中各单桩的p-y曲线,进而通过有限差分方法求得考虑轴力情况下群桩中各单桩的变形,转角,弯矩和剪力.同时通过已有试验和实测数据对本文方法进行验证分析,结果表明本文方法与试验与实测结果得到了较好的一致性;分析隧道开挖条件下邻近桩基的水平反应时,群桩中的第一排桩与同位置处的单桩性质相似,后排桩由于群桩效应的存在受到的影响将明显小于前排桩.
2012 Vol. 34 (11): 2100-2107 [摘要] ( 925 ) [HTML 1KB] [PDF 628KB] ( 264 )
2108 淤泥质黏土火灾高温下导热系数的试验研究
徐婕, 朱合华, 闫治国
对火灾高温下隧道衬砌结构周围饱和软黏土的热传导特性进行了试验研究,旨在进一步探讨作用于隧道结构上的荷载变化,以便准确评价其安全状态.采用热探针程序法(美国材料与试验协会(ASTM)确定土体和软岩导热系数的标准方法),应用自行研制的高温土体导热系数测定仪测定了上海淤泥质黏土在高温下的导热系数.试验分别测定了不同温度及不同含水率条件下土样的导热系数,并以KD2导热系数测定仪作为校准仪器对试验结果进行了校正.试验结果表明导热系数随着温度的升高而增大,且其增大的速率随温度的增加而减小,特别是对含有机质的淤泥质黏土因有机质的高温分解而使得这种降低更加明显;此外,在不同高温下土体导热系数随含水率的增加而增大.
2012 Vol. 34 (11): 2108-2113 [摘要] ( 1039 ) [HTML 1KB] [PDF 603KB] ( 719 )
短文
2114 水泥固化锌污染高岭土强度及微观特性研究
杜延军, 蒋宁俊, 王乐, 魏明俐
采用水泥作为固化剂对锌污染高岭土进行固化稳定处理,对固化后养护7 d和28 d的人工锌污染土的液塑限特性,无侧限抗压强度和变形模量特性,土样pH特性,以及微观机理进行了研究.结果表明,液塑限随锌离子浓度增加而降低.随锌离子浓度增加,固化污染土的无侧限抗压强度值总体均呈下降趋势;随试样pH值升高,无侧限抗压强度值增大;变形模量E50均随锌离子浓度增大而减小;水泥的主要水化产物的数量均随锌离子浓度的增加而减少,且由成熟形态向早期形态退化,并最终消失.随着锌离子浓度的增加,试样中的直径1~10 μm的孔隙数量明显增加,并且伴随着直径0.01~1 μm的孔隙数量的减小.
2012 Vol. 34 (11): 2114-2120 [摘要] ( 1228 ) [HTML 1KB] [PDF 1295KB] ( 492 )
2121 小净距平行盾构隧道施工先行隧道管片附加应力监测研究
张明聚, 赵明, 王鹏程, 贾大鹏, 刘义, 杜永骁
通过现场监测,研究揭示小净距平行盾构隧道施工中后行隧道掘进引起的先行隧道管片附加应力的变化规律.介绍了管片附加应力测点布置及监测方法,分析给出了管片附加应力动态变化规律,研究了附加应力与后行隧道掘进距离的关系,对管片附加应力的最大值和稳定值进行了统计分析.监测结果表明,当后行隧道掘进到监测断面附近时,附加应力有突变量,水平直径处环向受到压力作用,环向应力的量值比纵向应力大.以期能为评价小净距盾构隧道施工相互影响程度及该类盾构隧道设计,施工提供参考依据.
2012 Vol. 34 (11): 2121-2126 [摘要] ( 972 ) [HTML 1KB] [PDF 533KB] ( 410 )
2127 膨胀性非饱和土的双尺度毛细-弹塑性变形耦合模型
李舰, 赵成刚, 黄启迪
从宏观和微观角度,在已有的膨胀性非饱和土的双尺度本构模型BExM和湿陷性非饱和土的毛细-弹塑性变形耦合模型的基础上,发展和建立了一个可预测膨胀性非饱和土的毛细滞回和力学行为耦合的双尺度本构模型.模型考虑了土体微观结构的体变及其对宏观结构行为的影响,以及毛细和力学行为之间的耦合作用.对已有的膨胀性非饱和土的常净应力下吸力循环试验进行预测,预测结果表明该模型能够定量地描述膨胀性非饱和土的毛细和力学行为.
2012 Vol. 34 (11): 2127-2133 [摘要] ( 1346 ) [HTML 1KB] [PDF 438KB] ( 489 )
2134 刚性荷载下现浇X形桩复合地基桩侧摩阻力数值分析
吕亚茹, 丁选明, 刘汉龙, 吴宏伟
作为异形截面桩,现浇X形桩承载特性主要受侧摩阻力特性的影响.采用有限元软件ABAQUS建立了三维X形桩和圆形桩单桩复合地基计算模型,对比分析了两种桩型的侧摩阻力分布特点和侧阻承载能力的差异.分别分析了X形桩侧摩阻力沿桩周和桩长的分布特性.结果表明X形桩侧摩阻力和侧阻承载能力都优越于等截面积的圆形桩,在理想成桩条件下,X形桩侧摩阻力在0.9倍桩长深度处比圆形桩侧摩阻力有较大的提高.在水平方向,由于土拱效应,X形桩凸出段侧摩阻力为凹弧段的1.5~3倍.深度方面,X形桩凸出段侧摩阻力与凹弧段侧摩阻力比值沿深度逐渐增大.这些结论为X形桩的承载力设计计算提供了一定的理论依据.
2012 Vol. 34 (11): 2134-2140 [摘要] ( 915 ) [HTML 1KB] [PDF 5223KB] ( 480 )
2141 连续排水边界下一维固结不排水对称面的有限元分析
蔡烽, 何利军, 周小鹏, 徐美娟, 梅国雄
连续排水边界可以修正边界透水与不透水这两种极端理想化的边界问题.在Terzaghi一维固结理论的基础上,结合连续排水边界给出了连续排水边界下不排水对称面一维固结的解析解答.基于ABAQUS有限元软件开发了一维连续排水边界条件的子程序,对不排水对称面位置变化的影响因素包括边界透水性能,排水时间和渗透系数进行研究,得到了不排水对称面的变化规律.最后将该数值分析方法引入饱和软黏土中不同深度设置排水砂层进行比较,结果表明在不排水对称面位置处设置排水砂层时土体的固结速度是最快的.连续排水边界的引入有利于确定不排水对称面的位置,所得的结论和文中的有限元分析过程对促进固结理论的发展具有重要的实际价值和意义.
2012 Vol. 34 (11): 2141-2147 [摘要] ( 1058 ) [HTML 1KB] [PDF 556KB] ( 642 )
2148 山体滑坡泥石流的地震力算法与防治
毛昶熙, 段祥宝
近来山体滑坡泥石流地质灾害频繁,而且与地震和降雨密切相关.因此提出常规地震力计算的一个改进算法,即在考虑地震加速度惯性力的同时再补充一项地震波持续振动产生的超静渗透力,它将减轻土体的有效重,更加容易滑坡.对于风化带乱石土层山坡,以平行坡面的直线滑动面为例,分别推导了下雨浸水饱和与非饱和情况下的浅层滑坡计算公式.经过比较不同坡比,地震加速度和超静渗透力的计算结果,常规计算不考虑超静渗透力时,抗滑安全系数会有高达25%的误差;当山坡下雨浸水饱和时,安全系数再减半,更易滑坡,在降雨迳流下必然形成泥石流.提出了几项防治措施,并介绍防治成功的工程实例.
2012 Vol. 34 (11): 2148-2151 [摘要] ( 988 ) [HTML 1KB] [PDF 410KB] ( 535 )
讨论
2152 关于“考虑渗透性的水-土压力计算方法”的讨论
王洪新
关于水土压力分算与合算,国内争议由来已久。应该说这一对基坑等工程设计有较大影响的问题还没有很好地解决。希望徐教授与笔者的文章[2-3]能够引起学术界注意。本讨论稿并非有质疑徐教授文章之意,主要是希望能够和有共同想法的同行一起针对此问题展开进一步探讨,同时,也欢迎徐教授对笔者文章进行评述,以期获得共同进步。
2012 Vol. 34 (11): 2152-2153 [摘要] ( 1068 ) [HTML 1KB] [PDF 1731KB] ( 201 )
2153 对“考虑渗透性的水–土压力计算方法”讨论的答复
徐日庆, 张庆贺, 刘鑫, 廖斌
感谢王洪新博士对“考虑渗透性的水–土压力计算方法”的关注和讨论,现就相关问题进行回复。水–土压力的计算是地下工程设计计算的先决条件,长期以来受到学术界和工程界的重视,也曾引起热烈的讨论[1-5]。许多专家和学者做了卓有成效的工作[6-8],也包括王博士的工作。众所周知,水–土压力的合算和分算对应的是两个特殊的土质情况,在实际工程中符合这两种情况的极为罕见。因此探索在两个特殊情况之间的较符合实际情况的水土压力计算方法,便成为大家的研究目标。
2012 Vol. 34 (11): 2153-2155 [摘要] ( 857 ) [HTML 1KB] [PDF 1731KB] ( 390 )
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