岩土工程学报
 
 
       首 页   期刊介绍    编委会    基金理事会    编辑部    征稿征订    微刊阅读    联系我们    留言板    English
岩土工程学报
  在线办公
  文章检索
  在线期刊
  最新录用
  当期目录
  论文检索
  过刊浏览
  摘要点击排行
  全文下载排行
 Email Alert
 RSS
  相关下载
投稿须知
论文模板
版权转让协议
更多>>
  当期目录
 
2021年 43卷 4期 刊出日期 2021-04-25

全文
目录
论文
短文
 
全文
591 全文
2021 Vol. 43 (4): 591-591 [摘要] ( 53 ) [HTML 1KB] [PDF 43836KB] ( 407 )
目录
592 目录
2021 Vol. 43 (4): 592-592 [摘要] ( 25 ) [HTML 1KB] [PDF 363KB] ( 47 )
论文
593 不同应力路径下钙质砂力学特性的排水三轴试验研究
张季如, 罗明星, 彭伟珂, 张弼文
钙质砂的力学性质既有强度低、易破碎的特点,又有应力路径依附性的特性。为了研究不同应力路径对钙质砂的颗粒破碎和力学性质的影响,对不同固结压力的钙质砂进行了5种应力路径下的排水三轴压缩试验。结果表明:不同应力路径对钙质砂的应力-应变关系、抗剪强度和颗粒破碎特性有较大的影响。相同固结压力下,等轴向应力试验的剪胀现象最为明显,颗粒破碎率最小,峰值内摩擦角最大;等围压试验的剪胀现象最不明显,颗粒破碎率最大,峰值内摩擦角最小;等平均主应力试验的这些性质介于上述两种试验之间。等主应力比和等向固结试验在加载过程中主要表现为试样的体积压缩,因此与另外3种应力路径试验差别很大。不同应力路径对钙质砂应力-应变关系和强度的影响,除了砂土具有应力路径依附性的特性外,主要来自于应力路径和固结压力的不同产生的颗粒破碎程度不一致造成的影响,使得在不同的应力路径试验中钙质砂的力学性质表现出更大的差异。
2021 Vol. 43 (4): 593-602 [摘要] ( 139 ) [HTML 1KB] [PDF 1976KB] ( 320 )
603 全局等效线性化土层地震反应分析方法
孙锐, 袁晓铭
强非线性下土层地震反应数值模拟方法是国际难题,等效线性化是该类问题最佳求解方式之一。提出了全局等效剪应变的概念和算法,编制了新的等效线性化土层地震反应计算程序。研究表明,以0.65倍最大剪应变为等效剪应变的传统方法不适于土层强非线性应变模拟,采用全局优化,以可参与性和完整性为原则构建全局等效剪应变。可参与性由有效剪应变门槛值确定,以峰值超过门槛值的所有剪应变波共同参与计算来实现剪应变信息的完整性,并采用零交法保证等效剪应变与剪应变时程之间有唯一对应关系。以KiK-net井下台阵46个场地、地表PGA为0.04g~1.21g的1963组实测记录为样本,对该方法和现有其它方法进行了对比检验,结果表明所提出的概念和公式正确合理,可很好地解决模拟强非线性下场地地震放大作用的问题。
2021 Vol. 43 (4): 603-612 [摘要] ( 75 ) [HTML 1KB] [PDF 719KB] ( 96 )
613 拉哇水电站上游围堰渗流与应力变形动态耦合仿真分析
吴梦喜, 宋世雄, 吴文洪
深厚低渗透土层天然地基上的土石围堰基础中,常常需要采用碎石桩等处理措施缩短固结排水距离,以控制堰基超孔隙水压力的累计幅度,加速其消散速度,从而减小堰基的变形,提高防渗体系的结构安全性和堰基的抗滑稳定性。基于拉哇水电站上游围堰设计论证和优化的需要,发展了围堰填筑和基坑开挖全过程渗流与应力变形耦合的二维和三维有限元仿真方法,并在LinkFEA软件中实现,成功用于拉哇上游围堰的计算分析。主要基于二维模型,介绍了二维模型中考虑三维绕渗效应、耦合计算中水中填筑与开挖边界条件处理、防渗墙与碎石桩施工仿真,二维模型中碎石桩与土复合地基的等效概化、低渗透土层的渗透系数随着压密而变化模拟等方面的方法,进行了拉哇上游围堰从地基初始应力计算、土体填筑与结构物施工、基坑开挖的全过程的渗流与应力变形的耦合计算,并对围堰戗堤填筑完成和堰体填筑完成两个典型时刻堰基的孔隙水压力、位移和土层与桩中的应力情况进行了分析。
2021 Vol. 43 (4): 613-623 [摘要] ( 93 ) [HTML 1KB] [PDF 2810KB] ( 160 )
624 分体柱在地下车站结构中的减震效果研究
许成顺, 汪洋筱珊, 杜修力, 许紫刚, 张梓鸿
已有研究表明,对于浅埋框架式地下结构,高轴压下中柱水平变形能力不足是导致地震破坏的关键因素。分体柱在承载能力与整体柱相当的情况下,具有更好的变形和耗能能力而广泛应用于地上结构,探讨了分体柱在地下结构抗震领域中的应用可行性。基于ABAQUS有限元平台,建立土-地下结构整体三维数值分析模型,通过Pushover和动力时程分析方法对比研究了采用分体柱的新型地下车站结构与原型车站结构的抗震性能,分析了分体柱的减震效果。研究结果表明,采用分体柱的新型地下车站结构中柱的层间位移地震响应有所增大,但相对于中柱变形能力的提升,其影响程度并不显著;分体柱替换现浇整体柱,会使得结构截面内力重分布,中柱所承担的剪力大幅减小,侧墙的剪力变化不明显。总体上,采用分体柱的新型地下车站结构显著改善了在高轴压比下中柱和侧墙变形不协调的问题,能够有效提升其抗震性能。
2021 Vol. 43 (4): 624-633 [摘要] ( 92 ) [HTML 1KB] [PDF 1922KB] ( 96 )
634 水-岩作用下断续节理砂岩力学特性劣化机理
邓华锋, 齐豫, 李建林, 姜桥, EleyasAssefa, 李新哲
在库水位周期性升降作用下,库水消落带节理岩体的损伤劣化很可能导致库岸边坡向不稳定的方向发展。基于此,开展了断续节理砂岩的水-岩作用试验,结合力学试验和微细观结构检测综合分析其劣化规律及机理。结果显示:①在长期水-岩作用过程中,断续节理岩样的抗压强度、变形模量劣化趋势明显,而且存在明显非均匀性,其中前3个水-岩作用周期的阶段劣化度明显较大,5个水-岩作用周期之后的阶段劣化度明显减小并趋于稳定。②水-岩作用下,不同节理倾角岩样的力学参数劣化幅度不一样,阶段劣化度总体呈U型分布,节理倾角在0°和90°附近时,节理岩样从明显的张性破坏逐渐向剪性破坏转变,破坏模式变化特征比较明显,对应力学参数劣化幅度较大;节理倾角为60°左右时,节理岩样总体保持顺节理面的剪切破坏,破坏模式变化特征不明显,对应力学参数劣化幅度比较小,这些变化也使得节理岩样各向异性力学特征逐渐减弱。③在水库长期运行过程中,消落带节理岩体的产状直接影响水-岩作用的劣化趋势和变形破坏特征,因此,在库岸边坡长期变形稳定分析中,不仅要关注消落带岩体力学性质的劣化,也要关注节理岩体的产状差异及其在水-岩作用下变形破坏模式的转化。
2021 Vol. 43 (4): 634-643 [摘要] ( 172 ) [HTML 1KB] [PDF 4576KB] ( 182 )
644 邻近地层损失对地下挡土结构土压力与地表沉降影响试验研究
芮瑞, 翟玉新, 徐杨青, 何清
城市浅层空间隧道往往从一侧或两侧地下挡土结构物之间穿过,多数情况下会引起地层损失。目前城市地下开挖引起塌陷事故呈现逐年增多的趋势,当地层损失产生后,周边已建或在建基坑挡土结构的土压力和地层沉降发展规律是决定是否需要进行加固或处理的依据。为了获取地层损失的扰动影响规律,开发了模型试验装置与钢棒相似土技术,采用活动门下沉模拟地下开挖引起的地层损失,采用挡墙平移模拟基坑开挖。分别考虑活动门深度与宽度比、活动门位置深度与距离比、活动门位置深度与侧限宽度比,开展了15组二维模型试验。利用挡土板上的18块悬臂式载荷计测得挡土结构土压力,采用粒子图像测速技术获取表面沉降曲线。结果表明:地层损失会使邻近基坑挡墙上部土压力增加,下部土压力减小;地层损失发生后,邻近的新建基坑如继续进行开挖施工,由于土体受到了充分的扰动,挡土结构底部不会出现土压力减小的箱槽效应,挡墙平移达到主动极限状态时的土压力分布与库仑主动土压力较为吻合;邻近地下开挖引起地层损失与挡墙平移的叠加效应影响下,地表沉降最大值和曲线曲率随活动门宽度增加而增加,随活动门距离和侧限宽度减小而增加。由于采用钢棒相似土,所获得的研究成果主要反映砂土地层的土压力与变形特性。
2021 Vol. 43 (4): 644-652 [摘要] ( 69 ) [HTML 1KB] [PDF 1706KB] ( 180 )
653 地震下大断面盾构隧道接缝力学及防水性能研究
张稳军, 曹文振
为研究大断面盾构隧道在地震条件下接缝力学及防水性能,利用ABAQUS分别建立了地层-结构三维有限元模型及密封垫二维有限元实体模型,研究了在不同地震强度下管片接缝的力学性能及错台量与张开量,基于不同位置接缝变形结果讨论了隧道防水性能退化情况。结果表明:①中震与大震下左侧拱腰下侧接缝处的最大主拉应力已超过混凝土最大抗拉强度,混凝土出现一定损伤;②不同地震强度下纵缝错台量分布规律及大小基本相同,呈“眼镜”状分布,拱顶与拱底错台量相对较小,拱腰与拱脚处错台量较大;③拱顶右侧接缝防水能力保持最好,可达2.77 MPa,相比正常情况仅削弱16%,环内拱腰附近接缝防水能力削弱严重,防水性能削弱达到40%。
2021 Vol. 43 (4): 653-660 [摘要] ( 62 ) [HTML 1KB] [PDF 1918KB] ( 104 )
661 不同含水率冻融后红砂岩剪切蠕变特性
陈国庆, 简大华, 陈宇航, 万亿, 林之恒
针对高海拔地区岩体在冻融作用及含水状态下的劣化特征及长期稳定性,对不同含水率红砂岩进行了冻融后核磁共振检测及剪切蠕变试验,揭示了冻融循环及含水率变化对红砂岩细观结构及蠕变特性的影响机制,据此构建合理的剪切蠕变模型。研究结果表明:在冻融作用下,饱水红砂岩呈现出由小尺寸孔隙增长向中小尺寸孔隙共同增长的趋势,而饱和红砂岩主要以中、大孔隙增长为主。在长期荷载作用下,随着含水率的增加,冻融后红砂岩的蠕变量普遍增大,而长期强度及长期折减系数显著降低,破坏前试样更易出现加速蠕变特征,破坏后试样宏观形态更为碎裂。根据红砂岩的冻融损伤及时效性损伤效应,建立了红砂岩冻融剪切蠕变模型,并对模型进行了参数优化辨识,借此验证了模型的正确性及合理性。研究结果对于冻融岩质灾害的防控和评价具有参考价值。
2021 Vol. 43 (4): 661-669 [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [PDF 1168KB] ( 105 )
670 纤维加筋土坯的蒸发过程及抗拉强度特性
荣德政, 唐朝生, 曾浩, 程青, 李昊达, 施斌
土坯作为一种生态、低碳和环保的建筑材料,其力学性能是学界和工程技术人员关注的重点。为了提高土坯的综合抗拉特性,提出采用纤维加筋技术对土坯进行改性处理。通过模拟土坯的形成过程,制备了一系列不同纤维掺量(0~0.2%)、初始含水率(16.5%~20.5%)和干密度(1.50~1.70 g/cm3)的压实土坯试样,进行自然干燥处理,并对干燥后的土坯试样开展了一系列劈裂试验,重点分析了纤维掺量和初始压实状态对土坯干燥失水过程及抗拉强度的影响。结果表明:①纤维加筋对土坯的干燥失水过程没有明显影响,但加筋土坯的残余含水率随纤维掺量呈“先降后升”趋势;②纤维加筋能显著提高土坯的抗拉强度,但其对抗拉强度的贡献随掺量的参加呈“先升后缓”趋势,对南京地区的下蜀土而言,其最优纤维掺量为0.1%,且纤维加筋能有效抑制土坯的脆性破坏模式,改善土坯的残余抗拉强度和韧性;③提高土坯制作时的初始含水率和初始干密度对改善土坯的抗拉强度和纤维加筋效果有较好的正面作用;④纤-土界面的微观力学作用及纤维的“桥梁”作用是控制纤维加筋土坯综合抗拉特性的关键因素。
2021 Vol. 43 (4): 670-678 [摘要] ( 60 ) [HTML 1KB] [PDF 1618KB] ( 100 )
679 基于钻进过程指数定量评价岩体完整性原位试验研究
曹瑞琅, 王玉杰, 赵宇飞, 汪小刚, 和孙文, 彭林军
钻孔过程中钻具实时响应特征蕴藏着大量工程地质信息,通过解译钻进数据定量评价岩体完整性,可为快速获取工程岩体的地质特征提供新途径。采用高精度数字液压、扭矩、转速和激光位移传感器监测地质钻机传动部位,搭建了新型地质钻机数字钻进监测系统。开展了均质材料和裂隙岩体原位钻进试验,根据实时、连续及同步获取的钻具响应特征参数,建立了钻进压力、钻进扭矩、钻头转速和钻进速度的函数关系。在此基础上,滤除钻机机械参数对钻进速度的影响,提出了用于表达岩体完整性的新指标——钻进过程指数。研究发现,钻进过程指数的数字变化趋势能综合反映岩体的破碎程度,能通过信息化方法和数据运算获取岩体完整性,削减了人工统计RQD和编纂岩芯柱状素描图等繁杂的工序,还降低了人为主观因素的不利影响。
2021 Vol. 43 (4): 679-687 [摘要] ( 67 ) [HTML 1KB] [PDF 3084KB] ( 323 )
688 金沙江结合带高位远程滑坡失稳机理及减灾对策研究——以金沙江色拉滑坡为例
朱赛楠, 殷跃平, 王猛, 朱茂, 王晨辉, 王文沛, 李俊峰, 赵慧
金沙江结合带是一条以强烈挤压为主的活动性断裂带,带内经强烈侵蚀切割形成褶皱高山与深切河谷地貌,岩体结构复杂破碎,软弱岩层发育,流域性特大高位地质灾害频繁发生。以金沙江色拉滑坡为例,采用现场调查测绘、多期遥感数据分析、InSAR动态观测、物探、地表位移监测等手段,详细分析了色拉滑坡的基本特征、变形过程、形成机理及发展趋势,并结合金沙江水电开发及特殊地质条件探讨了高位堵江滑坡早期识别与灾害风险管理问题。形成认识如下:色拉滑坡前后缘高差693 m,体积约6520×104 m3,属于典型特大高位滑坡。可分为后部下错变形区(Ⅰ)、中部拉裂变形区(Ⅱ)和前部应力集中区(Ⅲ)3个变形区。受地质构造、地层岩性、降雨与河流冲刷侵蚀等作用影响,失稳模式为多级渐进式破坏,未来滑坡前部发生破坏失稳的可能性较大。采用空天地一体化等先进技术手段,可及时识别高位滑坡变形区域与变形量等信息,为此类流域性灾害链防灾减灾提供科学依据。
2021 Vol. 43 (4): 688-697 [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [PDF 6149KB] ( 144 )
698 浅埋地下结构耐震时程分析法最优持时研究
钟紫蓝, 甄立斌, 陈群, 赵密, 杜修力
为研究持时对地下结构耐震时程分析结果的影响,选取II类和III类工程场地中典型的两层三跨地铁车站为原型,以基岩场地地震动均值反应谱为目标谱,构造了6种典型持时的耐震加速度时程曲线作为输入。通过将耐震分析结果与增量动力分析基准结果对比表明,耐震加速度时程曲线的持时对分析结果影响显著。根据目标时间点与地震动能量指标阿里亚斯强度值的变化规律,给出了最优目标时间点的确定公式并进行验证。由研究结果可知,对于II和III类工程场地,耐震时程曲线较优持时分别为30 s和45 s;给出的目标时间点的确定公式对上述两类场地中的地下结构抗震性能评价具有一定适用性,当构造的耐震时程曲线在目标时间区段内的能量值与实际地震动的能量值较为接近时,耐震时程分析结果最为精确。
2021 Vol. 43 (4): 698-705 [摘要] ( 45 ) [HTML 1KB] [PDF 1990KB] ( 74 )
706 赤泥渗滤液对改性GCL防渗性能的影响
傅贤雷, 杜延军, 尤星源, 杨玉玲, 姜哲元
旨在评价商用土工合成材料黏土衬垫(GCL)用于阻隔赤泥渗滤液的有效性。赤泥渗滤液作用下GCL的防渗特性是评价其防污性能的关键因素。以商用改性GCL中膨润土为研究对象,通过自由膨胀试验,研究了4种赤泥渗滤液中膨润土的自由膨胀指数。以商用改性GCL为研究对象,通过改进滤失试验,研究了4种赤泥渗滤液作为渗透液作用下GCL渗透系数的变化规律,评价了预水化作用对渗透系数的影响。研究还采用清洁自来水作为GCL的渗透液作为对照。结果表明,随着离子强度的增加,改性GCL中的膨润土自由膨胀指数随之减小。预水化处理改性GCL的渗透系数相较于未预水化处理试样降低了5倍左右。在实际工程应用中,建议采用自来水预水化处理GCL,以此充分发挥其防渗性能。随着改进滤失试验中施加气压的增大,不同赤泥渗滤液作用下的改性GCL渗透系数均下降。随着离子强度和一价二价离子摩尔数比的增加,改性GCL的渗透系数随之增大。随着膨润土自由膨胀指数的增加,改性GCL的渗透系数随之减小。与自来水渗透情况相比,赤泥渗滤液渗透作用下,改性GCL渗透系数增大4.35~12.0倍。
2021 Vol. 43 (4): 706-714 [摘要] ( 56 ) [HTML 1KB] [PDF 971KB] ( 66 )
715 排水管堵塞引起的高铁隧道结构变形与渗流场特征模拟试验研究
李林毅, 阳军生, 高超, 王树英, 王子建, 相懋龙
基于3D打印技术构建了高铁隧道结构及排水系统设施精细模型,提出了切实可行的隧道堵管模拟方法及模拟装置,依托典型病害案例开展了堵管病害相似模型模拟试验,探讨了在不同堵管条件、不同地层水头下隧道渗流场(隧道排水量、结构外水压力)及结构位移量的变化规律特征。研究结果表明:随堵塞程度加深,隧道排水量呈现先慢后快型下降趋势,具体为排水管堵塞率为50%前隧道排水量下降幅度较小,而堵塞率达50%后隧道排水量骤减直至不排水;底部结构隆起位移存在“隧底>内轨>外轨”的量值关系,且随堵塞程度加深隆起位移呈现先慢后快型增长趋势;受排水减少影响,堵管后结构外水压力逐步由“隧底最大,拱顶、拱腰次之,墙脚最小”的扇贝型分布转为“静水压”型分布;至全堵条件下地层水头40 m时试验位移结果与现场病害特征吻合良好,验证了上述模拟方法的可行性与有效性。研究成果以期为富水隧道堵管防治及类似病害评价提供借鉴与指导作用。
2021 Vol. 43 (4): 715-724 [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [PDF 2999KB] ( 57 )
725 基于平行黏结水弱化模型的页岩吸水软化离散元模拟
胡训健, 卞康, 刘建, 谢正勇, 陈明, 李冰洋, 岑越, 刘振平
基于颗粒离散元方法,通过构建损伤因子,提出了平行黏结水弱化模型,建立了考虑胶结物力学参数的非均质性的颗粒流模型。通过室内试验和数值模拟计算结果的对比分析,验证了所提模型的正确性和适用性。主要结论如下:①岩石胶结物的非均质性对岩石宏观力学性质存在一定影响。随着均质性因子m的增加,岩石均质性增加,单轴抗压强度和弹性模量也随之增加,符合指数函数关系;②随着黏结面积系数的增加,岩石所储存的总应变能的总量和增速逐渐降低;③岩石在干燥状态下,微裂纹倾角集中于80°~100°,随着黏结面积系数的增加,微裂纹倾角的分布范围逐渐增加;④随着黏结面积系数的增加,岩石破裂面更为密集,且贯通性增强。研究结果可为深埋隧道遇水产生围岩大变形、库岸涉水边坡变形等问题的细观机制研究提供了一定的依据和理论指导。
2021 Vol. 43 (4): 725-733 [摘要] ( 68 ) [HTML 1KB] [PDF 2910KB] ( 97 )
734 非饱和土中圆柱孔扩张问题不排水解答及吸力影响效应分析
张亚国, 翟张辉, 梁发云, 李同录
圆柱孔扩张理论为沉桩挤土及旁压试验分析等提供了理论基础,然而已有研究多是针对饱和土展开,在非饱和土相关工程中并不适用。基于修正剑桥临界状态模型,对非饱和土中不排水条件下的圆柱孔扩张问题进行求解。在考虑非饱和土吸力效应的情况下推导土体应力-应变关系式,并引入反映吸力与比体积之间关系的液相本构方程。在此基础上联立圆柱孔周围土单元平衡微分方程,最终将非饱和土中的圆柱孔扩张问题归结为求解一阶偏微方程组的问题。通过引入辅助变量将所有方程转至拉格朗日系下,以弹塑性边界上的应力及比体积作为初值条件对其进行求解。结果表明:当非饱和吸力增大时,圆柱孔周围土体应力和扩孔压力均随之增大,说明土体出现了吸力硬化效应;对于初始比体积较小的土体,随着塑性区内的径向位置增加,比体积和吸力会出现先增大后减小的变化特征,说明圆柱孔在不排水扩张过程中局部土体发生了剪胀。所采用的本构关系较为简洁,参数易于确定,便于在非饱和土相关的工程问题得到实际应用。
2021 Vol. 43 (4): 734-742 [摘要] ( 69 ) [HTML 1KB] [PDF 715KB] ( 93 )
743 基于红外热成像技术的土体水分蒸发过程研究
林宗泽, 唐朝生, 曾浩, 程青, 田本刚, 施斌
蒸发是大气-土体相互作用的主要方式之一,也是改变土体水分场及影响土体工程性质的重要因素。提出采用红外热成像技术对土体水分的蒸发过程进行试验研究,共配置了3组不同厚度和初始含水率的土样,将其置于恒定温湿度条件下干燥,定时称取试样质量变化获得土样的水分蒸发过程,并利用红外热成像仪实时记录土样表面的温度场变化。结果表明:土样的蒸发速率随干燥时间可分为3个典型阶段,即常速率阶段、减速率阶段和残余阶段。作为响应,土表温度变化也呈现3个典型阶段,即恒定低温阶段、升温阶段和稳定阶段,且与蒸发阶段一一对应。基于蒸发过程中大气-土体之间的物质能量交换特征,通过理论推导,建立了土体蒸发速率与大气-土表温度差之间的线性理论关系,并进行了试验验证,发现该理论关系不受土样初始厚度和含水率的影响。研究成果表明,利用红外热成像技术开展土体蒸发特性研究是可行的,为快速掌握气候作用下土体水分蒸发过程及表面水分场的时空演化特征提供了新的技术思路。
2021 Vol. 43 (4): 743-750 [摘要] ( 75 ) [HTML 1KB] [PDF 2513KB] ( 136 )
短文
751 分舱板对海上风电复合筒型基础承载特性的影响研究
蔡正银, 王清山, 关云飞, 韩迅, 李文轩
为了增强结构强度、浮运稳定性以及实现下沉过程的精细化调平,复合筒型基础钢筒内须设置分舱板,但目前有关分舱板对基础承载特性影响的研究尚不深入。以6.45 MW海上风机复合筒型基础为例,基于有限元数值模拟,研究了不同转动状态和不同结构尺寸下蜂窝状分舱板对复合筒型基础承载特性的影响,并评价了分舱板形式、高度和厚度对基础承载力的影响效果。研究表明,分舱板的存在可明显提高基础的承载力,其作用随筒体转角的增大而增大;筒体高径比为0.33时,分舱板对基础承载力的提高效果最佳,当筒体转角达到风机正常使用最大转角0.5°时,基础承载力可提高9.23%;分舱板的存在不影响转动中心的运动规律,但分舱板对转动中心竖向位置的影响明显大于水平位置。设计时应考虑分舱板对复合筒型基础承载力的提高作用,并可以适当优化分舱板形式、高度以及厚度。
2021 Vol. 43 (4): 751-759 [摘要] ( 66 ) [HTML 1KB] [PDF 1372KB] ( 77 )
760 土工格室条带拉伸力学特性试验研究
杨广庆, 左政, 刘英, 王志杰, 王贺, 于凡
土工格室作为一种新型三维立体加筋加固岩土材料,通过约束土体侧向变形继而提升结构承载力,减小变形。目前国内外对土工格室的研究主要集中在工程应用和加筋机理上,对土工格室材料特别是条带本身的拉伸力学特性研究相对较少。通过对高密度聚乙烯HDPE,聚丙烯PP和聚酯PET 3种原料制成的土工格室条带进行单轴拉伸试验,研究了试样形状(Ⅰ型-哑铃形、Ⅱ型-矩形)及试样尺寸(Ⅱ型-矩形、Ⅲ型-矩形)对土工格室条带强度和变形特性的影响,并对土工格室条带的断裂处进行了微观分析。结果表明,HDPE、PP、PET 3种土工格室条带的伸长率均对试样形状敏感,Ⅰ型-哑铃形试样伸长率小于Ⅱ型-矩形试样。HDPE土工格室条带的抗拉强度受试样形状、尺寸影响均较小。PP、PET土工格室条带的抗拉强度受试样形状影响较大,Ⅰ型-哑铃形抗拉强度小于Ⅱ型-矩形试样。HDPE土工格室条带断裂面较粗糙,有明显的塑性屈服变形。PP土工格室条带断裂面微纤束排列整齐,小微纤杂乱分布。PET土工格室条带断裂面较平滑。试验结果可为土工格室加筋加固机理研究提供参考。
2021 Vol. 43 (4): 760-767 [摘要] ( 67 ) [HTML 1KB] [PDF 3779KB] ( 89 )
768 上覆海水层对自由场基本周期影响的离心模型试验研究
兰景岩, 宋锡俊, 王婷
基于动态离心技术设计和构建了两组模型试验,还原并再现了上覆无水和有水的软土自由场仿真岩土台阵,利用白噪声扫频和强度不同的El Centro波作为振动台基底输入,采用考虑相消干涉的传统谱比法,获取了不同工况条件下的两组自由场模型的场地反应结果,通过对比分析有水和无水场地的振型反应特征以及基本周期差异,评价和总结上覆水在估算场地基本周期的作用及影响。研究结果表明:由于上覆水自重以及土水相互作用的影响,无水模型的地表峰值放大倍数要高于有水模型,同时无水模型的地表时程波形稀疏,表明地表地震波具有较为丰富的高频成分;无论是白噪声扫频还是El Centro波的基底加载方式,上覆无水和有水两组自由场模型的基本周期和振型放大系数均存在显著差异,表明上覆水对海底复杂介质体系的基本周期估算具有一定的影响,陆地模型和海域模型的基本周期最大偏差达35.5%。
2021 Vol. 43 (4): 768-775 [摘要] ( 56 ) [HTML 1KB] [PDF 1000KB] ( 55 )
776 黏土片与球状颗粒间范德华作用的简便计算方法
申志福, 高峰, 蒋明镜, 王志华, 刘璐, 高洪梅
黏粒(黏土片)与非塑性粉粒间相互作用是控制粉质黏土/黏质粉土这一大类土体力学特性的关键因素之一,范德华力是两种颗粒间最主要的相互作用形式,也是饱和土真黏聚力的来源。然而,在土体宏微观关联理论分析、离散元模拟等研究中尚难以得到该力的解析解。为此,提出一种简便计算方法,其基本思想是将粉粒视为球体,将黏土片视为由规则排列的基本立方体构成,将问题转变为可实现的基本立方体与球状颗粒间的范德华作用求解。首先采用蒙特卡罗模拟,计算得到不同空间排列方式下基本立方体与球状颗粒间范德华作用力;随后,训练一个三层人工神经网络模型用于高精度拟合范德华力与两种颗粒空间关系参数的函数关系;最后采用叠加法即可简便求得黏土片与球状颗粒间范德华作用的合力与合力矩。结果表明,提出的简便计算方法准确性高、计算速度快,且拟合的模型参数适用于黏土片与土体中大于1 μm的球状颗粒间范德华作用计算。
2021 Vol. 43 (4): 776-782 [摘要] ( 91 ) [HTML 1KB] [PDF 678KB] ( 102 )
783 盐溶液饱和高庙子膨润土的强度特性
郑新江, 徐永福
膨润土因具有高膨胀性、低渗透性、优良的核素吸附性等性质,被选作深层地质处置库的缓冲和回填材料。为研究围岩孔隙溶液对膨润土强度的影响,将GMZ07膨润土试样在不同浓度的Na2SO4溶液中饱和、固结后进行直剪试验,分析溶液浓度对GMZ07膨润土抗剪强度的影响。试验结果表明,随着盐溶液浓度的增加,膨润土试样的黏聚力及内摩擦角均增大,强度显著提高。在膨润土表面分形模型的基础上,引入考虑渗透吸力的修正有效应力对试验结果进行了解释。将通过修正有效应力计算得到的GMZ07膨润土在Na2SO4溶液中的抗剪强度与实测抗剪强度进行比较,二者基本吻合,验证了考虑渗透吸力的修正有效应力的正确性。
2021 Vol. 43 (4): 783-788 [摘要] ( 91 ) [HTML 1KB] [PDF 554KB] ( 94 )
岩土工程学报
 
 
  会员登录
  编辑部公告
《岩土工程学报》开通新微信公众号:岩土学术CJGE
《岩土工程学报》微刊上线
更多>>   
  相关链接
中国科学院
国家自然科学基金委员会
中国科学技术协会
中国水利学会
中国土木工程学会
中国力学学会
南京水利科学研究院
中国知网
岩土BBS
岩土人才网
岩土英才网
更多>>
版权所有 © 2010 水利部交通部国家能源局南京水利科学研究院
 编辑部地址:南京市虎踞关34号《岩土工程学报》编辑部
邮编:210024 电话:025-85829534,85829556 E-mail: ge@nhri.cn
苏ICP备05007122号-6