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关键词： 土力学   盾构施工   Mindlin解   地表位移   水平位移  

摘要： 基于弹性力学Mindlin解,考虑刀盘挤土效应产生的切口正面附加压力、软土地层中具有软化特性且不均匀分布的盾壳侧摩阻力、及同步注浆压力引起的地层位移,结合土体损失引起的地层位移,得到盾构施工期间地表竖向位移及深层土体水平位移解答。经与3个工程实测结果进行对比,该方法计算结果与实测数据较为吻合,基本可以反映盾构施工引起的地层位移变化规律。分析结果表明:盾构前方土体在盾构施工作用下产生隆起,其形态基本接近正态分布曲线;较大的注浆压力亦引致地表土体隆起;深层土体在盾构施工期间受到挤压,向远离隧道轴线运动,其最大水平位移量在盾构轴线附近。

关键词： 土力学   高速铁路   轨道不平顺   列车荷载   2.5维有限元   地面振动  

摘要： 对秦沈客运专线列车引起地基振动进行现场测试,通过对实测数据的时频分析,得到一个由轨道不平顺引起的基频。推导考虑轨道不平顺条件下列车动荷载的简化解析解,基于波数有限元理论推导动荷载作用下地基动力响应的柔度矩阵。以现场实测数据为依据,建立列车–轨道–地基振动模型,以推导的列车荷载为输入,计算轨道不平顺条件下列车运行引起的地基振动。分析不平顺幅值、波长以及车速对动态轮轨力的影响;研究层状地基上多轮荷载作用产生的动力响应,讨论车速变化对地基振动的影响。研究结果表明:所提出计算模型可以高效地预测轨道不平顺引起的地基振动;不平顺波长与列车运行速度一定时,轨道不平顺幅值越大,地基振动响应和轮轨作用力越大;不平顺幅值与列车运行速度一定时,不平顺波长越长,地基振动加速度和动态轮轨作用力越小;轨道不平顺波长与不平顺幅值一定时,车速越大振动加速度越大。

关键词： 土力学   膨润土–砂   混合型缓冲/回填材料   渗气系数   掺砂率   干密度   含水率  

摘要： 为研究高庙子膨润土–砂混合型缓冲/回填材料的渗气规律,利用改进的三轴渗气试验装置,对不同掺砂率、干密度和含水率的混合物试样进行一系列试验研究。结果表明:在试验研究的条件范围内,膨润土–砂混合物（含纯膨润土）的渗气系数为3.9×10-4;.1×10-2 cm/s;膨润土–砂混合物的渗气规律遵循Darcy定律,但较高的气压力梯度对渗气系数值存在一定的影响;掺砂率、干密度和含水率均对混合物的渗气性质有影响,混合物的渗气系数随掺砂率增加呈指数形式增加,随干密度和含水率增加呈指数形式降低;在试验研究范围内建立了考虑不同条件下的混合物渗气系数的公式,与试验结果吻合较好。得到的一系列试验数据能为我国高放废物地质处置库的建设提供科学依据。

关键词： 土力学   粗粒料   大型直剪仪   颗粒破碎   裂离参量  

摘要： 采用大型直剪仪对钦寸水库洞渣料与盂溪水库卵砾石料这两种粗粒料进行颗粒破碎试验,将裂离参量引入直剪试验结果的处理分析中,从粒组与粗粒料整体2个层面对比研究了2种土料的颗粒破碎发展规律。结果表明:对于2种粗粒料,在所研究的法向应力变化范围内,不同粒组颗粒的裂离比随法向应力的变化均呈现出线性化的递变规律,且2种粗粒料颗粒破碎水平的差异主要体现于较大粒径的粒组颗粒中。随着粒组粒径的减小,2种粗粒料的颗粒破碎水平趋于接近。对于粗粒料整体,当法向应力为0300 k Pa时,2种粗粒料的颗粒破碎水平较接近,当法向应力为3001200 k Pa时,钦寸水库洞渣料的颗粒破碎水平比盂溪水库卵砾石料显著,且2种粗粒料的颗粒破碎水平均有随法向应力增大而继续提高的明显趋势。

关键词： 土力学   非饱和土   双剪单元体模型   统一强度理论   中间主应力   基质吸力  

摘要： 非饱和土的真三轴强度准则及三向应力状态预测是实现非饱和土理论工程应用的重要问题,依据非饱和土的双应力状态变量及吸附强度特性,构建适用于非饱和土的双剪单元体模型,继而建立分段线性的非饱和土统一强度理论,分析其特例、平面极限线和空间极限面的特性,并用已有的非饱和粉砂的刚性与柔性真三轴试验结果进行验证。研究结果表明:本文非饱和土统一强度理论的极限线覆盖了所有外凸区域,饱和土的统一强度理论以及非饱和土的Mohr-Coulomb强度准则均为其特例,而且还包括很多新的强度准则;非饱和粉砂的所有真三轴试验数据均落在非饱和土统一强度理论的极限线范围内,并与统一强度理论参数b=1/2时的预测值吻合较好;外接圆Drucker-Prager准则不能反映非饱和土的真实强度特性,b=1/2时非饱和土统一强度理论可线性逼近拓展的非线性SMP准则。

关键词： 土力学   碎石土   级配   渗透系数   神经网络   平均影响值法  

摘要： 采用神经网络研究碎石土级配对渗透系数的影响。收集92组碎石土渗透试验数据,训练并测试神经网络。采用该神经网络,分别利用全级配(d10~dmax,全部粒径)和若干级配特征预测碎石土渗透系数进行对比分析;然后,采用平均影响值法分析并给出各粒径对渗透系数的影响程度;最后,通过室内试验验证以上分析的可靠性。样本分析结果表明:由全级配可以较好地预测碎石土渗透系数,由某一或某几个级配特征预测碎石土渗透系数具有一定的不确定性,现有经验公式存在适用局限性;d10为关键粒径,不同于粗粒土中一般认为d20是关键粒径;渗透系数随dmax增大而减小,粗颗粒的骨架作用对控制渗透系数起重要作用;d50是分界粒径,增大d50及以下粒径时,渗透系数将增大,增大d50以上粒径时,渗透系数将减小。

关键词： 土力学   微观结构   SEM图像   阈值   三维孔隙率  

摘要： 为获取丰富的SEM图像信息用于土体微观结构研究,对杭州紫金港软土进行大量的SEM图像扫描。通过分析软土SEM图像的特点,建立三维空间计算模型,首次提出利用Image-Pro Plus(IPP)软件计算软土三维孔隙率的方法,并分析计算步距、放大倍数、阈值大小、分析区域大小等对软土三维孔隙率计算结果的影响。研究结果表明:计算精度跟步距大小有关,步距越小精度越高,采用步距2有利于兼顾计算容量和精度要求;对软土三维孔隙率放大倍数宜采用1 200±300倍;阈值取值跟放大倍数有关,放大倍数越大阈值也应相应增加;分析区域面积不宜太小,能有效反映整张图像信息的区域面积应占图像总面积的70%以上。

关键词： 土力学   超声波波速   临界含水率   动弹性力学参数   冻土强度  

摘要： 为分析冻结粉质黏土的声波参数与其物理力学性质之间的关系,进行冻结粉质黏土的超声波测试,同时测定了其在不同温度下的抗拉、抗压强度。基于试验分析温度、含水率和干密度等对冻土波速的影响以及波速与强度的关系。结果表明:土样在-1℃~-7℃范围内,波速变化尤为剧烈;存在一个临界含水率16.03%,使波速随含水率的增加呈先增加后减少的趋势;在含水率相同的情况下,波速随干密度的增加呈线性增加;通过波速计算得到冻结粉质黏土的3个动弹性力学参数,并分析这些参数随温度的变化趋势;冻土声波波速与强度呈现出良好的相关性,冻土的强度越大,声波波速越高。因此,可利用声波测试技术对冻土进行无损检测,为冻土强度的预测奠定基础。

关键词： 土力学   永久剪切变形   割线模量   模量软化   流变  

摘要： 基于传统的模量软化法和双曲线弹性本构模型建立永久变形随时间变化的表达式。通过与动三轴试验结果对比发现,此类方法在应用于循环荷载下易液化的粉砂的永久变形计算时,具有明显的局限性。因此,结合粉砂容易液化而产生流变的特性,在力的平衡方程中引入流变项。通过分析力的平衡方程,发现引入流变项后能够更好地描述土体破坏前后的永久变形发展规律。同时,得出了方程中相关参数的计算方法,并将数值计算结果与试验结果进行比较,发现两者吻合度较高。研究为循环荷载作用下粉砂的永久剪切变形计算提供了一种新思路。