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《岩土工程学报》2022年第1期中文摘要
日期:2022年01月10日 18:51:54点击数:次字号:【 】

软土地区基坑工程变形控制方法及工程应用

郑  刚

(1. 天津大学建筑工程学院,天津 300072;2. 滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室(天津大学),天津 300072;3. 天津大学水利工程仿真与安全国家重点试验室,天津 300072)

摘  要:基坑变形控制是软土地区基坑工程的核心内容,不仅与自身工程安全密切相关,更涉及到对周边环境的影响。随着城市地上、地下各类建(构)筑物越来越密集,基坑工程施工产生的变形对环境影响的控制愈加成为基坑工程的焦点问题。首先,从基坑施工全过程控制的视角,分析了基坑施工全过程各阶段的变形特征、机理以及对环境的影响。进而,将基坑变形及其对环境影响的控制划分为“基于基坑支护体系的变形控制”和“基于邻近基坑保护对象的变形控制”两类方法。针对基于邻近基坑保护对象的变形控制,提出了不是基于对基坑支护体系,而是直接着眼于保护对象的变形主动控制理论,通过对关键区域土体的应力和变形的控制,实现对保护对象的测控一体化靶向控制。此外,提出了基坑无支撑支护理论并发展了一系列软弱土地区基坑绿色无支撑支护技术,实现了在较大的深度条件下也可进行坑无支撑支护设计。通过“基坑施工全过程控制”“基坑变形主动控制理论”“基坑无支撑支护控制体系”的变形控制理论及工程应用,努力推动基坑工程变形控制向“高效、智能、绿色、低碳”方向发展。

关键词:基坑工程;变形控制;全过程;无支撑支护;主动控制

地基承载力机理及新计算方法

宋二祥,付  浩,李贤杰

(清华大学土木工程系,北京 100084)

摘  要:地基承载力计算是土力学中的基本课题,但地基土自重对承载力的贡献一直未能较准确地予以计算,究其原因在于此部分的计算不是孤立的。为深入探讨地基承载力的机理及计算理论,首先,证明基础埋深相应超载及地基土重度对承载力的作用可分别转换为等效黏聚力及黏聚力随深度的增长率。随后,针对承受非偏心竖向荷载的条形基础下地基的整体剪切破坏,提出一种全新的地基极限承载力计算方法,特别是构造了一个可以综合考虑地基土强度、基础埋深超载及地基土重度影响的无量纲参数,进而给出统一考虑各有关因素的地基承载力计算公式,并对地基局部剪切破坏、非条形基础、倾斜荷载等复杂情况下利用本文公式进行地基承载力的计算给出建议。通过与精细数值方法计算比较,对所提出的计算方法进行了严格的检验,表明其正确性和高精度,同时也表明本文思路及所构造无量纲参数的合理性和正确性。此外,还与目前常用的太沙基解、hansen解进行了比较讨论,表明所提出计算公式较现用公式有显著改进。

红黏土覆盖层水力参数演变规律与防渗设计讨论

焦卫国1,3,刘振男1,3,季永新2,张  玥1,3,贺明卫1,3,廖化荣1,3

(1. 贵州理工学院土木工程学院,贵州 贵阳 550003;2.中国建筑第四工程局有限公司工程技术研究院(技术中心),

广东 广州 510665;3.贵州理工学院乡村建设工程技术研究中心,贵州 贵阳 550003)

摘  要:以红黏土为对象,通过室内单元体并结合填埋场现场原位试验,从建设施工和建成后长期服役两个不同时间尺度对土质覆盖层水力参数开展了5 a的跟踪监测;分析对比了从实验室到现场、从建设施工到建成长期服役水力参数的劣化衰减规律。结果表明:①5 a长期服役中,无植被红黏土覆盖层入渗系数从10-7 cm/s增大到10-3 cm/s,增大4个数量级;有植被条件入渗系数从10-7 cm/s增大到10-6 cm/s,增大1个数量级。②自然气候长期服役覆盖层中大孔隙逐渐增多,降雨雨强过大(如暴雨)导致土质覆盖层防渗能力和储水能力下降。工程设计中应根据当地降雨参数进行适当放大调整。③自然气候下经历反复吸、脱湿滞回循环,土质覆盖层的储水能力与降雨前土层吸湿起点(或初始吸力)和吸湿路径有关。采用室内吸湿起点初始吸力-1500 kpa的主吸湿曲线设计偏于保守,结果相对安全。

关键词:尾矿堆场;填埋场;封场覆盖;植被土;长期服役;水力参数;植被根系;防渗设计

黏土热–力学特性对能量桩力学特性的影响

陆浩杰1,孔纲强*2,刘汉龙1,吴  迪3,陈永辉2

(1. 重庆大学土木工程学院,重庆 400045;2. 河海大学土木与交通学院,江苏 南京 210024;3. 青岛理工大学理学院,山东 青岛 266033)

摘  要:能量桩运行会导致土体温度场的改变,从而影响桩周土的热–力学特性,进而影响能量桩的变形、桩–土界面应力及承载性能。将acmeg-t土体热本构模型在abaqus软件中进行二次开发,通过编写umat子程序对能够反映黏土热–力耦合特性的三轴试验结果进行模拟与分析,验证了模型的可靠性。建立数值模型,研究了土体热–力学特性对能量桩位移、桩–土界面应力及桩身轴力的影响规律。研究结果表明,温度变化会导致土体产生累计沉降,并进一步导致桩侧产生负摩阻力;在负摩阻力的影响下,能量桩会产生额外的沉降以及不可恢复的轴力;土体热–力学特性对能量桩力学特性的影响效应随着土体超固结比的增加逐渐减弱。

关键词:能量桩;黏土;本构模型;超固结比;数值模拟

盾构隧道内竖向顶管施工室内模型试验研究

魏  纲1,郝  威2,魏新江1,王  霄1

(1. 浙大城市学院土木工程系,浙江 杭州 310015;2. 浙江大学建筑工程学院,浙江 杭州 310058)

摘  要:传统的竖井施工方法对居民生活、环境及周边交通的影响大,在此背景下,竖向顶管技术得以快速发展。基于现有相关研究,设计并发明了一种竖向顶管室内模型试验装置,考虑了不同覆土高度、不同千斤顶顶升速度以及土层含水与否3种影响因素对竖向顶管施工的影响,研究盾构隧道内竖向顶管施工引起的盾构隧道内侧变形及地表竖向位移变化规律。研究结果表明:顶管顶升过程中,隧道内侧弯矩整体呈“w”型分布;在远离顶管开挖中心位置,地表竖向位移以沉降为主,而在靠近顶管开挖中心位置,地表沉降减小并随着顶管的不断顶升出现隆起现象。顶升速度较慢时,隧道及周边土体受到顶升的影响较大。当覆土高度在450 mm以内时,随着覆土高度的增加,地表沉降区测点沉降增大,此时隆起区位移测点受到的影响较小,但当覆土高度增高到500 mm时,地表隆起现象消失。土层加水后,隧道受到的影响较为剧烈,且会引起地表隆起值增大。

关键词:隧道工程;竖向顶管;模型试验;竖向位移;弯矩

筋箍碎石桩桩–土界面摩擦特性试验研究及离散元模拟

张  玲1,2,3,徐泽宇1,2,3,姚  攀1,2,3,赵明华1,2,3,陈  龙1,2,3

(1. 湖南大学土木工程学院,湖南 长沙 410082;2. 湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室,湖南 长沙 410082;3. 湖南大学建筑安全与环境国际联合研究中心,湖南 长沙 410082)

摘  要:筋箍碎石桩复合地基桩–土界面摩擦特性对其荷载传递机理极为重要。首先通过室内大型直剪试验,研究了法向应力、软土含水率、碎石料相对密实度、筋材设置等因素对筋箍碎石桩桩–土界面摩擦特性的影响。在此基础上,采用离散元方法分析了筋材设置、筋材开孔率、筋材抗拉刚度等因素对界面摩擦特性的影响。室内试验及数值分析结果表明:桩土界面抗剪强度随法向应力、碎石料相对密实度、筋材开孔率、筋材抗拉刚度的增大而增大,随软土含水率的增加而降低;界面摩擦系数则随法向应力、软土含水率的增大而减小,随碎石料相对密实度、筋材开孔率的增大而提高,筋材抗拉刚度对其影响较小。

关键词:筋箍碎石桩;桩–土界面;直剪试验;室内试验;离散元模型 

气压和温度变化共同作用下垃圾填埋场边坡稳定性研究

舒  实1,2,施建勇*1,2

(1. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京 210024;2. 河海大学岩土工程科学研究所,江苏 南京 210024)

摘  要:城市生活垃圾填埋场在高渗沥液水位情况下发生边坡失稳滑坡的工程事故已多次发生,初步分析认为滑坡由渗沥液水位、垃圾降解产气和温度升高等因素共同引起。目前尚未见考虑渗沥液水位、气压和温度共同影响填埋场边坡稳定性研究的报道。通过简化垃圾填埋场气压和温度分布的计算,利用瑞典条分法进行考虑渗沥液水位、气压和温度共同影响的填埋场边坡稳定性分析。计算结果表明:考虑气压和温度的影响使得填埋场边坡稳定安全系数降低24.7%~43.0%;建议在同时考虑渗沥液水位、气压和温度的影响进行填埋场边坡稳定分析时,控制最小安全系数大于1.0可保证填埋场安全运行。本研究可为垃圾填埋场的设计、施工和运行管理提供理论支撑。

关键词:垃圾填埋场;气压;温度;边坡稳定;安全系数

冻融及不同温度下石灰改良盐渍土动力参数研究

徐永丽1,董子建1,周吉森2,谭洪亮2,周舰航2

(1. 东北林业大学土木工程学院,黑龙江 哈尔滨 150000;2. 龙建路桥第六工程有限公司,黑龙江 哈尔滨 150000)

摘  要:为研究季冻区石灰改良盐渍土路基稳定性,室内试验分析了冻融及低温环境下的动力参数变化规律。以哈肇公路沿线盐渍土为研究对象,采用英国gds动三轴试验系统(gdstas),对不同动荷载频率、围压、温度及冻融循环次数下的石灰改良盐渍土动剪切模量和阻尼比进行试验测定,结果表明:转折点动剪切模量可以反映动剪切模量的变化趋势;温度降低、围压增加及频率增加条件下,动剪切模量增加且阻尼比减小,其中温度对动力参数影响更加显著;随着冻融循环次数增加,动剪切模量减小且阻尼比增加;提出温度修正系数和冻融修正系数,对动剪切模量和阻尼比进行修正并曲线拟合,拟合曲线显示修正系数转折点分别为-6℃处和3次冻融循环处。在此基础上提出动力参数预测模型,可为石灰改良盐渍土路基稳定性分析提供参考。

关键词:盐渍土;石灰改良;动剪切模量;阻尼比;低温;冻融循环

基于顺序组件法的系统可靠度敏感性分析方法

林  鑫,谭晓慧*,董小乐,杜林枫,查甫生,许  龙

(合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽 合肥 230009)

摘  要:岩土工程一般是由多个失效模式组成的复杂系统,且参数的不确定性对岩土工程的失效模式及可靠指标具有重要影响。为了分析参数不确定性对系统可靠度的影响,提出基于顺序组件法的系统可靠度敏感性分析方法(scmsa)。scmsa利用scm组合元件的原理,在计算两元件并联和串联的简单系统可靠度及敏感性的基础上,进一步计算两元件组成的组合元件与系统内其他剩余元件间的等效相关系数,从而达到将两个元件进行组合,简化复杂系统的目的。scmsa的优点是在系统可靠度分析的同时,融入相对敏感性指标的计算,使得敏感性分析作为可靠度分析的副产品一起算出,且该方法可适用于非正态相关变量的系统可靠度敏感性分析。最后通过简单的数值算例说明scmsa的计算过程、计算精度及计算优势,并将其应用于半重力式挡土墙的系统可靠度敏感性分析,说明scmsa可为岩土工程的风险分析与防治提供理论基础。

关键词:顺序组件法;系统可靠度;敏感性;半重力式挡土墙

一种模拟节点达西流速的多尺度有限元-有限元模型

谢一凡1,2,吴吉春3,王  益1,2,叶  逾1,2,谢春红4,鲁春辉*1,2,5

(1. 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏 南京 210024;2. 河海大学水利水电学院,江苏 南京 210024;3. 南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210023;4. 南京大学数学系,江苏 南京 210093;5. 河海大学长江保护与绿色发展研究院,江苏 南京 210024)

摘  要:提出了一种能高效模拟节点达西流速并保证其连续性的多尺度有限元-有限元模型(msfem-fem)。该方法先应用多尺度有限元法(msfem)框架改进了yeh的有限元模型的水头模拟部分以提升效率与精度,再将多尺度网格转化为有限元网格,应用yeh的有限元框架保证流速的连续性。基于多尺度基函数,msfem-fem能够汲取研究区的全局信息并在粗尺度上高效获得精确的水头解。通过将粗尺度网格转换为有限元网格,msfem-fem能够应用yeh的有限元框架将水头解中的全局信息导入达西流速,提高达西流速的精度并保证其连续性。在获得粗尺度解后,msfem-fem还能应用多尺度基函数对解进行细尺度重构,从而获得研究区内的细尺度水头与流速。数值模拟结果显示msfem-fem能够高效、精确的求解水头,并能够获得连续、精确的达西流速和流量。

关键词:地下水数值模拟;多尺度有限元法;yeh的有限元模型;连续节点达西流速;高计算效率

基于加速度阵列反演循环剪应力–剪应变的积分位移方法影响

王体强1,王永志*1,陈  苏2,段雪锋1,袁晓铭1

(1. 中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150080;2.中国地震局地球物理研究所,北京 100081)

摘  要:基于加速度阵列的循环剪应力–剪应变反演分析方法被广泛用于原位场地观测和物理模型试验,但积分位移方法、分布函数等关键因素的影响尚缺少认识。选取4种代表性一维剪切梁分布函数,利用一组动力离心模型试验,探讨了积分位移方法对反演剪应力、剪应变的影响特征与规律,并分析了滞回圈和模量阻尼比的变化趋势。结果表明:①积分位移方法对反演剪应力和剪应变影响显著,采用积分位移方法处理后的加速度时程求取剪应力是有效保障滞回圈光滑性和闭合性的重要条件;ari与usgs方法相比,后者对原加速度时程相位和幅值的影响不可忽略。②线性、三次样条、加权残差等3种剪切梁分布函数取得剪应力、剪应变结果十分吻合,可忽略分布函数的影响,而余弦法分布函数获得结果离散性较大,不宜选取。③积分位移方法对剪切模量具有略微影响,但对阻尼比影响较为显著,ari法获得阻尼比发展趋势符合一般规律认识,而usgs法与之相悖。研究方法和结论,为有效可靠获取原位场地、土工物理试验等循环剪应力–剪应变响应和验证本构关系模型,提供了重要指导依据和方法支撑。

关键词:加速度阵列;循环剪应力–剪应变;反演方法;积分位移;影响因素

模拟脆性材料动态裂纹扩展的非连续变形分析方法

张开雨1,2,刘  丰*1,2,夏开文1,2

(1.天津大学水利仿真与安全国家重点实验室及建筑工程学院,天津 300350;2.天津大学建筑工程学院,天津 300350)

摘  要:非连续变形分析方法(dda)属于隐式离散元法,通过引入虚拟节理可以模拟材料从连续到破坏全过程。尝试将dda方法应用于脆性材料动态裂纹扩展问题。采用基于voronoi多边形离散的dda方法进行模拟。由于voronoi多边形会存在较多短边,采用原始dda程序计算时短边会优先发生破坏。针对该问题通过引入均布弹簧算法,在一定程度上减轻了过多短边发生破坏的问题。其次,为了能够定量分析动态裂纹扩展,提出了一套参数标定方案。该方案通过单轴压缩试验进行弹性参数标定,通过带切槽半圆盘试验进行强度参数标定。利用标定后的参数模拟的带切槽半圆盘,裂纹扩展路径与试验结果高度一致。最后,基于标定的参数,模拟了几类典型脆性材料的动态裂纹扩展问题,包括自相似裂纹扩展、裂纹分叉和紧凑拉伸试验。模拟结果表明,dda方法能够较好地再现自相似裂纹扩展时裂纹扩展速度保持不变的规律,可以真实地模拟出脆性材料的裂纹分叉现象,并成功模拟了不同加载速度下紧凑拉伸试验中不同的破坏模式。这些算例验证了dda方法在模拟脆性材料动态裂纹扩展问题的可行性,为后续相关应用打下了基础。

关键词:脆性材料;非连续变形分析;voronoi多边形;动态裂纹扩展;裂纹扩展速度

考虑参数空间变异性的隧道结构变形分析简化方法

张晋彰1,2,黄宏伟*1,张东明1,方国光2,唐  冲2

(1. 同济大学土木工程学院,上海 200092;2. 新加坡国立大学土木及环境工程系,新加坡 117576)

摘  要:土体参数具有空间变异性是被广泛接受的,而这种变异性对岩土中结构性能有着重要的影响。随机场理论是一种常用的用来模拟土体参数空间变异性的方法。基于随机场理论,以土体弹性模量的空间变异性为切入点,采用蒙特卡罗方法和有限差分模拟计算相结合的方法,开展隧道水平收敛的随机分析。在大量蒙特卡罗计算基础上,提出了3种简单易用的简化考虑空间变异性的方法,分别为参数折减法、放大系数法和可靠度分项系数标定法。经过对计算结果的统计分析,给出了在土体弹性模量的水平、竖向相关距离及其变异系数的不同组合下3种简化考虑方法的建议值。提出的简化方法可以为空间变异性研究应用到实际工程提供一定的参考。

关键词:隧道;空间变异性;随机场;相关距离;简化方法

拱坝坝肩多块体滑动的三维极限平衡分析方法

孙  平,张  强*,陈祖煜,王玉杰

(中国水利水电科学研究院岩土工程研究所,北京 100044)

摘  要:多块体滑动是拱坝坝肩一种常见且重要的失稳模式,目前已建立的各种稳定分析方法,普遍存在一定的缺陷或局限性,如必须引入大量假定才能使问题变为静定可解,或仅讨论了各块体的滑动模式为沿底滑面与侧滑面交线的双面滑动的情况等,不适合拱坝坝肩多块体滑动问题的求解。提出了一种理论基础严格、计算步骤相对简单的三维稳定分析方法,即针对滑体中各块体的滑动模式分别为双面滑动与单面滑动两种情况,通过建立各块体在3个方向的静力平衡方程与相邻块体之间的位移协调方程,使安全系数的求解归结于一个含若干个自由度的极小值问题,结合全局最优化方法可获得较好的收敛性。将该方法应用于典型三维楔体与小湾拱坝坝肩的稳定分析,验证了其合理性与实用性。该方法是二维sarma法在三维多块体领域的扩展,在理论上获得塑性力学上限定理的支持。同时,该方法还给出了三维多块体串联滑动问题的闭合解求解方法,可为各种三维边坡稳定分析程序的合理性验证提供考核算例。

关键词:拱坝;坝肩稳定;多块体滑动;三维极限平衡法;位移协调

考虑塌孔的随钻跟管桩承载性能物理模拟试验研究

侯振坤1,2,3,唐孟雄*1,3,胡贺松1,刘春林1,苏定立1

(1. 广州市建筑科学研究院集团有限公司,广东 广州 510440;2. 广东工业大学土木与交通工程学院,广东 广州 510006;3. 广州市建筑集团有限公司,广东 广州 510030)

摘  要:随钻跟管桩(dpc桩)是一种新型的非挤土管桩基础,在钻进—成孔—沉桩的过程中桩侧塌孔会影响桩侧注浆液的流动路径和注浆效果,最终影响桩侧摩阻力的发挥。开展了dpc桩桩侧塌孔条件下的注浆及静载物理模型试验,分析了塌孔对dpc桩承载性能、荷载传递特性、桩侧摩阻力分布规律的影响,定量表征了注浆体的三维几何尺寸和空间点位信息,揭示了塌孔影响桩侧摩阻力发挥的原因。得到如下结论:①桩端未嵌岩的条件下dpc桩的荷载–位移曲线均为陡降型,dpc桩的承载本质属性为端承摩擦桩。②注浆后塌孔所形成的孔洞被浆液充填从而引起桩侧摩阻力增大,坍塌渣土填充桩土–间隙引起注浆液的绕流易造成桩侧摩阻力下降。③塌孔影响了桩–土间隙中浆液的流动规律,改变了桩侧注浆体覆盖桩身的面积和厚度,这是其影响桩侧摩阻力发挥的重要原因;桩侧注浆体的面积与厚度是影响桩侧摩阻力发挥的重要因素;桩侧摩阻力与注浆体体积具有较好的三次函数关系。

关键词:随钻跟管桩;物理模型试验;塌孔;桩侧摩阻力;注浆;荷载传递

土–桩基–核岛体系动力相互作用振动台试验及数值模拟

景立平1,2,汪  刚2,李嘉瑞2,孙运轮3,周中一2,齐文浩2

(1. 防灾科技学院,河北 三河 065201;2. 中国地震局工程力学研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;3. 中核能源科技有限公司,北京 100094)

摘  要:利用振动台试验研究了土–桩基–核岛体系动力反应规律,分析了桩身内力分布特征、变形规律和桩身破坏模式。试验结果表明:输入不同幅值的地震动时土层与桩基础结构均出现加速度放大情况,其中远离结构自由场放大系数峰值出现土层表面,桩间土层放大系数峰值出现在土层中部,表明桩基础对土层加速度放大情况有一定影响;桩身在中部出现加速度放大峰值后在靠近承台位置出现减小,表明上部结构对桩身加速度放大分布有显著影响。桩身剪力在桩-承台连接处最大并随深度增加而减小,弯矩在桩顶部及中上部位置较大。桩-承台连接处、桩中部(约6倍桩径)为桩身薄弱环节,破坏形式为拉伸剪切破坏及弯曲破坏。群桩各桩的破坏顺序为沿振动方向一侧边桩先出现破坏并引起中部角桩破坏,后中桩破坏,另一侧边桩最后破坏。水平地震荷载作用下群桩的可能破坏机制是沿振动方向的边桩由于受桩周土的约束较弱、最先受到地震的作用,更容易先发生破坏,并引起其它位置的桩发生破坏。

关键词:核岛;桩基础结构;振动台试验;动力响应;数值模拟

深海沉积物–结构界面仪试验装置研发及其验证试验

郑  铮1,杨  钢1,张世兴1,孙安元1,孔纲强2,王  胤1,杨  庆1*

(1 大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室,辽宁 大连 116024; 2. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点试验室,江苏 南京 210024)

摘  要:深海沉积物–结构界面特性是海洋平台结构设计与计算的关键之一;然而,目前针对深海沉积物–结构界面特性的试验装置与测试方法尚比较缺乏。基于大连理工大学“土工静-动力液压三轴剪切仪”,改造三轴压力室,研制一套深海沉积物–结构界面仪;首先系统介绍了试验装置的研发思路、技术优势以及使用方法,通过开展静/动载作用下不排水深海沉积物–结构界面特性试验,验证所研制界面仪的可靠性和准确性;续而初步探讨粗糙度、动载icsr等因素对界面的力学性能和孔压发展的影响规律。研究结果表明:静载作用下界面应力曲线随着粗糙度的增加由折线型转变为双曲线型,剪切过程中近界面土体经历了先剪缩后剪胀的发展趋势,界面破坏形式随粗糙度增大呈现由深海沉积物–结构表面向土体内的迁移现象;动力循环荷载作用下粗糙度ⅱ结构物随循环周次增加呈上拔滑移状,伴随着动孔压的累积界面呈现刚度弱化现象,界面累积塑性应变在循环周次为300时趋于稳定,最终归一化界面动孔压u/为0.22;该界面仪为深海沉积物–结构界面特性和机理研究、以及界面本构模型的建立提供有利支撑。

关键词:界面仪;深海沉积物;动荷载;界面孔压;三轴试验

传递最大推力的不平衡推力法

陈文胜,戴嘉宁,蒋茂林,李颖豪,梁  瑶

(长沙理工大学土木工程学院,湖南 长沙 410114)

摘  要:不平衡推力法因其计算模型简便,计算过程可以显式完成,并且可以计算边坡整体的滑坡推力,在边坡分析与设计领域应用较广。条分法力学模型是一静不定模型,经各种简化而产生现有的各种条分方法,其中包括不平衡推力法。而作为静不定模型,条分法理论上有无数个满足平衡条件的解。而从这无数解中,应有更加合理和更有代表性的解存在,如具有较小安全系数的解。根据不平衡推力法的思路,遵循极限状态法设计计算的原则,拟通过找到条间传递最大条间力也即最大推力作为解答。本文的解答在边坡取整体安全系数的前提下,确保条间剪力不超出其条间的抗剪强度,让条块之间以最大条间力进行传递。通过理论分析和算例计算表明:相较于传统不平衡推力法,本文方法在满足极限平衡条件的前提下,可求得边坡对应滑动面的更大的滑坡推力,并获得较传统方法更小的安全系数。本文工作是对传统不平衡推力法的一个重要和有益的改进。

关键词:边坡;不平衡推力法;条间力;改进方法

卵石层钢板桩插打的引孔回填料设计与成桩试验研究

蔺鹏臻,马俊军

(兰州交通大学土木工程学院,甘肃 兰州 730070)

摘  要:为解决河道卵石层地质钢板桩插打施工的难题,结合工程现场实际开发了一种以粉质黏土、膨润土、锯末、水泥等材料组成的新型引孔回填料。通过多因素正交试验研究了新型回填料的材料组分对凝固体抗压、抗剪和抗渗性能的影响规律,给出了满足设计要求的施工配合比。通过现场钢板桩的对比试验,分析了新型引孔回填料的嵌固效果。研究结果表明:粉质黏土掺量对回填料凝结体黏聚力和抗压强度的影响最为显著,锯末掺量对回填料凝结体内摩擦角和抗渗性能的影响最为显著;在最大水平荷载作用下,采用新型引孔回填料后钢板桩的桩顶平均水平加、卸位移、压应力和地基水平反力系数的比例系数分别是采用现场渣土回填后钢板桩的46%,28%,1.39%,2.8%,证明采用新型回填料后的土体刚度更大,抵抗变形的能力更强,对钢板桩的嵌固效果更好。该新型引孔回填料具有取材方便、施工便捷和材料性能好的综合优点,可在同类型工程施工中推广应用。

关键词:钢板桩;卵石层;引孔回填料;正交试验;桩基试验

水库区大型堆积体灾变分析及对策研究

湛正刚1,程瑞林1,孙  卫*1,2,张合作1

(1. 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司,贵州 贵阳 550081;2.河海大学水利水电工程学院,江苏 南京 210024)

摘  要:rm水电站rs堆积体方量高达4700万m3,其规模巨大,距坝址较近,在水库蓄水过程中,受水动力作用影响,边坡的物理力学参数指标降低,有可能发生失稳破坏进而危害工程安全。分别采用刚体极限平衡法、虚功率法、有限差分法、有限元强度折减法以及三维数值模拟针对rs堆积体稳定性及灾变过程进行分析,结果表明,在天然状态下,边坡基本处于稳定状态,随着蓄水过程水位抬高,边稳失稳的可能性很大。边坡稳定状态由稳定—变形—局部失稳—较大规模失稳—大规模失稳,逐渐演变为灾变过程。模拟揭示堆积体在失稳条件下的涌浪产生过程及传播规律,对其进行风险分析。研究堆积体的治理原则和治理措施,提出预防为主的治理措施,研究成果可为类似工程问题提供有意义的参考。

关键词:堆积体稳定分析;安全系数;灾变分析;涌浪滑坡;风险评价;防治对策

    
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