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关键词： 脱硫石膏-粉煤灰   复合水泥土   渗透性   力学性能   三轴试验   物理特性  

摘要： 本文以广州珠江新城基坑工程为依托，研究了一种掺加脱硫石膏及粉煤灰的新型复合水泥土。本文主要研究内容有:\n 1.对试验材料:粉质粘土、水泥、脱硫石膏及粉煤灰的物理特性和化学成分进行分析，并确定试验方案。\n 2.按照试验方案，利用CBR-1承载比试验仪对单掺水泥土和脱硫石膏-粉煤灰复合水泥土进行无侧限抗压强度试验。分析无侧限抗压强度随水灰比、龄期、水泥掺量、脱硫石膏及粉煤灰掺量变化的关系。并对两种水泥土进行对比分析，得出力学性能最优的一组配比。\n 3.按照试验方案，利用TSS-2型柔性壁三轴渗透仪对单掺水泥土和脱硫石膏-粉煤灰复合水泥土进行渗透性试验。分析渗透系数随水灰比、龄期、水泥掺量、脱硫石膏及粉煤灰掺量变化的关系。并对两种水泥土进行对比分析，得出抗渗性能最优的一组配比。\n 4.按照试验方案，利用STSZ-2中压台式三轴仪对脱硫石膏-粉煤灰复合水泥土进行三轴剪切试验。分析剪切强度随水灰比、龄期、水泥掺量、脱硫石膏及粉煤灰掺量变化的关系。并根据剪切强度包线图来分析脱硫石膏-粉煤灰复合水泥土的内摩擦角及粘聚力的变化规律。

关键词： 室内模型   工程问题   实验方案   教学模式  

摘要： 本文针对目前土力学实验教学中实验目的不明确、创新实验少、学生创新能力难以发挥的现实,提出将实际工程用室内模型再现,通过将室内模型提炼出工程问题,编写出解决问题所需的实验方案,再按实验方案完成土力学实验教学任务。该实验教学模式可以培养学生的思维和创新能力,也能调动学生对实验过程的参与性和主动性。

关键词： 土力学   HDPE双壁波纹管道   现场试验   土拱效应   数值模拟   Marston理论  

摘要： 国内外研究表明,土拱效应对于埋地柔性管道的受力变形有着显著的影响,然而关于管道回填土体中土拱效应随管底填土高度以及管道直径等因素变化规律的研究鲜有报道。通过现场试验研究施工填土过程中HDPE双壁波纹管道在回填土体中引发的土拱效应,以此明确埋地HDPE管道在回填土时,管顶上覆土压力的变化规律。结果表明,对于管顶和管侧的回填土,其土拱效应随着管底填土高度增加均增强;在给定填土高度时,土体距离管顶位置越近,其土拱效应越显著。基于Marston土压力理论计算所得的HDPE管道顶部上覆土压力较现场土压力实测值大3%31%,通过有限元数值模拟分析,提出施工填土时HDPE管道顶部上覆土压力的简易计算公式。通过已有研究报道的2个现场试验的实测数据对所得公式进行验证,得出管顶土压力计算值的误差范围为2%6%,表明该公式可以准确地计算施工填土时HDPE管道顶部所受的上覆土压力。

关键词： 土力学   黄土   结构性   构度指标   物理指标   定量关系  

摘要： 黄土是一种具有特殊结构性的土,其结构性可用构度指标定量描述。目前,学术界对构度与物理指标之间的定性关系研究较多,而对定量关系研究较少。为研究黄土构度与物理指标之间的定量关系,对取自7个不同场地的黄土试样分别进行不同含水量下的原状、重塑及饱和黄土的单轴抗压强度试验,计算不同含水量下各黄土的构度。通过拟合对比及验证的方法,分析各黄土构度与含水量的定量关系,结果表明:(1)与指数函数和幂函数拟合相比较,将幂函数变换后得到的线性拟合曲线与试验结果最为接近,得到黄土构度与含水量定量关系的经验公式;(2)工程范围内黄土构度的变化范围在干构度与饱和构度之间;(3)建立一个综合物理指标Z,得到黄土干构度与物理指标定量关系的经验公式。这些定量关系将有利于构度指标在黄土工程中的实际应用。

ISBN: (纸本)9787307148673

关键词： 土力学   开挖问题   应力释放   内摩阻力   虚功原理   弹塑性矩阵  

摘要： 采用有限单元法计算砂性土中的开挖卸载,根据既有的散粒体材料开挖应力释放和弹塑性卸载理论研究成果,将卸载过程中材料荷载–位移曲线的非线性等效成为开挖荷载的逐步释放,该过程中卸荷模量与加载模量一致。在此基础上,推导用卸荷刚度表示的计算域内开挖荷载计算式;同时,根据现有试验结果,将八面体剪应力引入以表征单次加卸载情况下颗粒间的摩擦作用力,并利用虚功原理建立颗粒间摩擦作用与卸载应力释放特性的关系,将应力释放效应对开挖荷载的影响等效成为修正开挖卸载阶段材料的弹塑性本构关系矩阵,从而实现考虑卸载摩擦效应的开挖问题计算方法。从节点平衡方程的推导来看,开挖荷载对整个计算区域均有影响,和应力释放效应存在对应关系。设计砂的室内单向加卸载模型试验,并采用该有限元方法对室内模型试验进行模拟,结果表明,单次加卸载过程中,计算曲线可以较好地反映对应试验条件下土体的应力释放特性,计算结果与现有的理论研究成果相符,该方法对开挖问题的描述具有一定的可行性。

关键词： 土力学   无黏性土   流土   优势流   水力筛分   临界水力梯度  

摘要： 通过室内砂槽模型试验模拟均质无黏性土垂向流土的发生发展过程,研究无黏性土发生渗透变形和渗透破坏过程中,土体渗透系数、水力梯度、渗透流量等参数的变化规律,分析土体渗透变形过程中优势流的产生、发展的循环过程,并通过对比试验研究了发生流土破坏后的土体经过一段时间自重固结后的抗渗强度。试验结果表明:均质无黏性土在渗流作用下发生渗透变形的过程中,有一个渗透系数不变的阶段。这一阶段土体中还没有形成优势流,土体处于稳定的安全渗流阶段。土体中优势流的空间可变性造就了一个优势流"形成→发展→消失→再形成"的循环过程,这种循环过程伴随着土体中不断的微小渗透变形。土体发生流土破坏后,破坏区域的土体出现了水力筛分现象,水力筛分过程改变了土体结构,降低了土体的抗渗强度。

关键词： 土力学   软土地基   离心模型试验   FLAC2D   包裹式加筋土挡墙   变形特性   筋材  

摘要： 通过离心模型试验和FLAC2D数值模拟,研究软土地基包裹式加筋土挡墙的变形特性及其影响因素。离心模型试验表明,包裹式加筋土挡墙工后的侧向变形较小,包裹式的加筋墙面起到了传统面板的作用。采用基于离心模型试验的FLAC2D数值模拟,通过改变筋材的长度、布置间距(竖向)和刚度,探讨三者对挡墙变形特性的影响,结果表明,筋材的布置间距对挡墙变形的影响最显著,在实际工程中3个参数都应该控制在一定范围内。研究结果可为相关工程提供一定的参考及建议。

ISBN: (纸本)9787302320562

关键词： 土力学   饱和黏土   下加载面   热屈服面   超固结土   热力学  

摘要： 温度对黏土力学特性具有重要影响,温度变化将引起黏土的体积变形发生变化,并对其前期固结应力、剪切强度、弹性模量等具有重要影响。基于黏土"热陷"特性,引入热屈服面以描述不同超固结比的黏土在温度升高时所产生的塑性变形,并进一步开展以下工作:(1)建立考虑温度影响的下加载面模型,由于保留了下加载面模型对超固结黏土应力–应变特性优异的描述能力,并考虑了温度对黏土的2种作用(即温度使超固结黏土的超固结比降低和温度塑性应变对屈服面的硬化效应),该模型可以描述温度变化对不同黏土力学特性的复杂影响;(2)证明了所提出的模型严格满足热力学第一、第二定律;(3)采用该模型模拟Pontida clay和MC clay在不同压力下的排水加热试验和在不同温度下的三轴排水/不排水试验,模拟结果与试验结果对比分析表明,模型能合理地描述不同超固结比的黏土在温度变化时产生的体积变形以及温度对黏土强度的影响等。