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混凝土面板堆石坝面板太阳热辐射温度应力计算分析

张宗亮1,张丙印2,周墨臻3,尹文杰2,冯业林1

(1. 中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司,云南 昆明 650051;2. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京 100084;3. 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044)

摘  要:采用基于对偶mortar元的计算接触力学方法,推导了可用于非协调网格的非稳定温度场求解格式,发展了考虑温度应力及非线性接触的热-力耦合计算方法,自主开发了相应的有限元数值模拟程序。对一理想高面板堆石坝进行了考虑夏季太阳辐射作用的热力耦合精细化计算分析。计算结果表明,在夏季太阳热辐射作用下,水上面板的上表面可发生较大的温度升高,最大温度可达51.6℃,并造成面板坝轴向挤压应力显著增大,最大可达22.3 MPa。此时,面板最大挤压应力发生在河谷中部面板的顶部,且挤压应力的高值主要分布在面板上表面的薄层中。这些特点与实际工程发生面板挤压破损的现象相似,表明夏季太阳热辐射所致的面板温度应力,是使面板发生挤压破损的重要原因之一。

关键词:堆石坝;面板挤压破损;太阳热辐射;对偶mortar有限元;温度应力

金塘海峡海床地震反应特征的二维非线性分析

陈国兴1,2,岳文泽1,2,阮  滨3,王彦臻1,2

(1. 南京工业大学岩土工程研究所,江苏 南京 210009;2. 江苏省土木工程防震技术研究中心,江苏 南京 210009;3. 华中科技大学,湖北 武汉 430074)

摘  要:确保强地震作用时海岸及近海工程的安全是一项重大的工程挑战。利用金塘海峡海底隧道地质勘探数据,建立海床剖面二维精细化有限元模型,依据场址区域地震动活动构造背景和历史地震记录,选取两次强地震的井下基岩记录作为基岩输入地震动,考虑海床土空间分布不均性和非线性特性,采用并行算法模拟不同地震动水平下的深厚海床场地地震反应。该海床场地对地震动低于1 Hz的低频分量和10 Hz以上的高频分量分别有显著的放大和滤波作用;随着基岩地震动水平增大,海床地表加速度传递函数值逐渐减小,其卓越频带向低频方向移动;海床地表峰值加速度放大系数较之一般陆域场地的明显要小;海床地表谱加速度β谱特性和累积绝对速度CAV主要受基岩地震动特性和海床局部场地条件的影响。相比于仅有水平向地震作用,水平向和竖向基岩地震动的耦合作用对该海床场地的设计地震动参数有显著的不利影响。依据现行的抗震规范确定该海床场地的设计地震动参数可能偏于不安全。

关键词:场地效应;深厚海床;场地反应特性;二维非线性分析;竖向地震动

填埋场好氧修复三维沉降变形特性及加速稳定化分析

冯世进1,2,白真白2,郑奇腾2

(1. 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;2. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092)

摘  要:沉降变形是重要的填埋场稳定化指标,对于稳定化进程的评估具有重要意义,然而,由于氧浓度分布的不均匀,曝气作用下填埋场内生化降解和沉降变形高度耦合且极为复杂,已有厌氧填埋场沉降模型难以适用。建立了考虑厌氧-好氧生化降解、液气运移、多组分扩散和弹塑性-降解骨架变形的填埋场多场耦合三维模型,采用有限体积法和开源计算平台OpenFoam进行编程求解,揭示了垃圾填埋场好氧修复的沉降变形特性。结果表明,曝气易导致填埋场产生显著的不均匀沉降和垃圾体-曝气井相对位移,可高达约0.7 m(模型为10 m×10 m×高15 m),最大不均匀沉降出现在曝气中间阶段;依据填埋场土地高度利用的国家标准,好氧修复可降低88%的后期维护运营时间,建议采用填埋场90%降解度作为好氧修复的终止标准,以保证修复工后沉降速率满足标准。

关键词:填埋场;好氧修复;多场耦合;沉降变形;加速稳定化

截排减压抗浮多井系统简化计算及设计方法

朱东风1,2,曹  洪1,骆冠勇*1,潘  泓1,罗赤宇2

(1. 华南理工大学土木与交通学院,广东 广州 510640;2. 广东省建筑设计研究院有限公司,广东 广州 510010)

摘  要:对于截排减压抗浮系统中的减压井群(多井系统),目前除采用数值法进行渗流分析外,尚无实用的简化计算方法,不利于推广使用。鉴于此,提出了简化计算方法:对于圆形止水帷幕内侧均匀分布的多井系统,假定止水帷幕内侧边界水头为常数,通过共形映射推导得到多井系统的水头分布;对于非圆形止水帷幕,可将其等效为圆形近似求解;采用阻力系数法,在考虑止水帷幕透水和绕渗的基础上,将止水帷幕内外侧渗流场串联起来,求解得到总流量。经算例验证,简化算法与有限元法相比结果差距较小,且仅需提供不多的几何参数,即可求得较精确的结果。在排水减压抗浮设计时,控制板底水头和井周水力坡降是关键,为兼顾安全性和经济性,需对参数n,r,hw及rw反复调整以达到最佳效果。

关键词:抗浮;渗流;多井系统;止水帷幕;共形映射

相变材料改良膨胀土冻融性能试验研究及微观机理分析

黄英豪,陈  永,朱  洵,吴志强,朱  锐,王  硕,吴  敏

(南京水利科学研究院岩土工程研究所,江苏 南京 210024)

摘  要:季冻区膨胀土经历的复杂冻融过程会造成土体冻融性能的劣化。相变材料在相变过程中能够以潜热的形式储存和释放大量能量,可用于改良土体的冻融性能。以北疆高寒地区渠基膨胀土为研究对象,室内模拟渠道沿线实际气候条件的冻融循环试验,选用石蜡基液体相变材料(pPCM)和石蜡基微胶囊相变材料(mPCM),对经历冻融循环后不同相变材料掺入量的改良膨胀土进行体积变形试验、无侧限抗压强度试验、DSC热循环试验和SEM电镜扫描试验,结果表明:pPCM在一定程度提高了土体破坏时的韧性;在改善渠基土内部温度场,提升土体的热稳定性方面性能要略优于mPCM。mPCM可以降低土体的胀缩变形;有效抑制了土体强度的衰减,以8%的掺量最为显著;mPCM减小了冻融对土体微观孔隙损伤的影响,宏观上减弱了冻融循环对土体强度的衰减作用。试验研究表明,mPCM改良膨胀土在抵抗反复冻融循环问题上具有明显的优势,可为实际工程设计提供参考。

关键词:冻融循环;膨胀土;相变材料;体积变形;无侧限抗压强度;差示扫描量热法;电镜扫描

冻土–结构相互作用体系振动台试验及数值分析

邢  爽,吴  桐,李曰兵,潘鑫洲

(东北电力大学建筑工程学院,吉林 吉林 132000)

摘  要:基于冻土–结构动力相互作用体系的振动台试验,利用自行研制的室内冻土冻结系统,再现了地震激励下,冻土场地中上部结构和地基的震害现象以及砂质粉土的液化现象。研究地震作用下,不同冻结深度的冻土场地的地震响应及其对上部结构的地震响应的影响规律。另外,利用非线性有限元软件建立了考虑冻土对温度的依存性及地基液化引起的等效剪切刚度变化的非线性计算模型,为后续的计算分析奠定了基础。分析表明,地表的地震响应由于土体非线化进展,随着输入地震波倍率的增大而变小,峰值频率变小。上部结构和地基的相互作用明显,地表面的增幅随着冻结深度的增加而降低,上部结构的地震响应和峰值频率变大。此可为季冻区冻土–结构动力相互作用研究提供参考。

关键词:振动台试验;桩基础;冻土;液化;地震响应

可溶性有机质对土壤胶体可移动性影响试验研究

张文杰,蒋峰永

(上海大学力学与工程科学学院,上海 200444)

摘  要:土壤胶体广泛存在于地下环境中,胶体可能加快也可能阻滞土中污染物迁移,关键在于胶体的可移动性。以腐殖酸和牛血清白蛋白为典型可溶性有机质,以膨润土胶体作为典型无机土壤胶体,进行一系列胶体迁移试验,研究了不同离子强度条件下不同可溶性有机质对土壤胶体可移动性的影响,根据DLVO理论探讨土壤胶体迁移机理。试验结果表明,膨润土胶体的可移动性随着离子强度的增大而减弱;腐殖酸和牛血清白蛋白均有利于膨润土胶体的移动,其中腐殖酸比牛血清白蛋白更能加快胶体移动;离子强度相同时,大孔隙度介质中膨润土胶体的可移动性高于小孔隙度介质。

关键词:可溶性有机质;土壤胶体;可移动性;离子强度

横向非一致激励下非均匀场地中埋地管道的振动台试验研究

韩俊艳,郭之科,李立云*,侯本伟,高云昊,杜修力

(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室,北京 100124)

摘  要:为研究非均匀场地中大直径埋地管道在横向非一致激励下的地震反应,开展了埋地管道的多台阵振动台模型试验,分析了在不同地震动强度作用下埋地管道的加速度、应变响应规律。研究结果表明:均匀场地和非均匀场地中管道在横向一致、非一致激励下的加速度反应基本上服从于周围土体的加速度反应,管道主要产生了纵向弯曲变形;在横向一致激励较高加载等级下,场地变化过渡区的管道峰值应变相对较大,相比于均匀场地,非均匀场地中最大峰值弯曲拉应变高30%左右,在非一致激励作用下,非均匀场地中管道最大峰值弯曲拉应变反而低30%左右;在横向非一致激励较高加载等级下,均匀土中管道的应变响应比一致激励作用下增大两倍左右,非均匀土中管道的应变响应变化不明显。试验结果可为穿越非均匀场地大直径埋地管道的抗震设计提供参考。

关键词:非一致地震激励;非均匀场地;埋地管道;多台阵振动台试验;地震响应

基于虚拟加载上限法和黏土小应变特性的桩基p–y曲线

俞  剑1,2,朱俊霖1,2,黄茂松*1,2,沈侃敏3

(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;3. 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,浙江 杭州 310058)

摘  要:国际主流规范API推荐p–y曲线分析海上风电钢管桩基础的水平非线性响应。该p–y曲线通过单参数刻画了土体应力应变的发展规律从而间接控制桩土非线性响应。但因过度简化,在长期使用中已暴露出低估桩侧承载力,且无法准确预测桩土初始刚度等问题。为此,首先定义了含土体小应变特性的应力应变曲线,再基于虚拟加载上限法获得考虑该土体应力应变关系的数值p–y骨干曲线。结合参数分析,拟合得到二维p–y骨干曲线表达式。进一步结合三维极限承载力系数、桩土初始刚度和剪应变系数,将p–y骨干曲线拟三维化,并分别与三维有限元和工程实例对比验证其合理性。与API规范相比,该p–y骨干曲线不但准确预测桩侧承载力,对变形控制极严的海上风电钢管桩基础而言,其更显著优点在于通过考虑土体小应变特性实现准确预测桩土初始刚度。

关键词:水平受荷桩;软黏土;p–y曲线;虚拟加载上限法;小应变 

裂隙-孔隙双重介质Darcy-Forchheimer耦合流动模拟方法及工程应用

熊  峰1,姜清辉2,陈胜云*3,胡小川4

(1. 中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉 430074;2. 武汉大学土木建筑工程学院,湖北 武汉 430072;3. 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院,北京 100850;4. 中建二局土木工程集团有限公司,北京 101100)

摘  要:针对裂隙-孔隙双重介质非线性渗流问题,采用压力交换函数描述孔隙Darcy渗流和裂隙Forchheimer渗流耦合特性,推导了渗流方程有限体积的数值格式,并编制了相应的计算程序。通过与单裂隙和相交裂隙渗流的Frih和Arraras解对比,验证了新方法的合理性。对富水深埋裂隙型围岩隧道非线性渗流问题的计算表明,所提算法对复杂裂隙系统问题具有很强的适用性。进一步分析隧道围岩渗流特征:越接近隧道位置,水压梯度越大,流量也越大;隧道周围水压梯度呈现“底部大,顶部小”的特点,最大相差2.5倍,因此隧道底部的流量大于顶部流量;裂隙方向均匀性和密度是影响隧道围岩水力特性的重要因素。在一定水力梯度下,裂隙方向越集中于水力梯度方向且密度越大时,围岩导水性越大,隧道流量越大,越容易发生涌水事故。研究成果为裂隙型围岩隧道防水设计及工程实践提供参考。

关键词:裂隙-孔隙双重介质;Darcy-Forchheimer耦合流动;有限体积法;隧道非线性渗流

基于巴西劈裂试验的冻结膨胀土拉伸特性研究

张勇敢1,鲁  洋*1,2,3,刘斯宏1,3,李  卓4,张呈斌1,周雨奇1

(1.河海大学水利水电学院,江苏 南京 210098;2.岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏 南京 210098;3. 大坝长效特性及环保修复技术中西联合实验室,江苏 南京 210098;4. 南京水利科学研究院大坝安全与管理研究所,江苏 南京 210029)

摘  要:冻土的抗拉强度参数在涉及拉伸破坏的岩土工程问题中起着重要作用。为研究冻结膨胀土的拉伸特性,采用巴西劈裂试验研究了加载方式、试样高径比、加载速率、温度、干密度和含水率对冻结膨胀土力–位移曲线、抗拉强度的影响。试验结果表明:各试验温度、干密度和含水率工况下,冻结膨胀土试样均呈现为典型的脆性破坏破特征。冻结膨胀土试样的抗拉强度随温度的降低而增大。当试样干密度为最大干密度时,其抗拉强度与温度之间可以采用线性关系来描述。然而,对于干密度小于最大干密度的试样,在试验温度范围内抗拉强度与温度之间的关系更适合用指数函数关系来表达。各含水率工况下,抗拉强度与温度之间均可采用线性关系来表征,且含水率越低,单位温度降低所引起的抗拉强度增量越大。冻结膨胀土试样的抗拉强度随干密度和含水率的增加均增大,并且各温度条件下抗拉强度与干密度和含水率之间均存在良好的线性关系。

关键词:冻结膨胀土;巴西劈裂试验;抗拉强度;温度;干密度;含水率

地下水渗流条件下土工膜复合隔离墙中有机污染物迁移研究

彭春辉1,3,冯世进1,2,陈宏信1,2,罗春泳3,梁爱民3,丁祥鸿1

(1. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;3. 井冈山大学建筑工程学院,江西 吉安 343100)

摘  要:土工膜复合隔离墙是当前最有效的污染场地管控技术之一。针对复合隔离墙外侧含水层中存在地下水渗流的情况,建立了有机污染物在复合隔离墙-含水层中迁移的数值模型,并利用有限元软件COMSOL 5.3进行计算。基于该模型,对含水层及复合隔离墙参数影响进行了系统分析。结果表明:地下水渗流速度增大将加速污染物迁移出复合隔离墙,并导致墙体中污染物浓度下降;当渗流速度高于1×10-5 m/s或低于1×10-9 m/s时,基于零浓度边界条件和无对流含水层边界条件的解析模型方可用于复合隔离墙初步设计;土工膜的最佳位置与污染物类别及地下水流速密切相关,不同土工膜位置情况下的复合隔离墙外侧界面累积总通量差距可达10%~20%;采用EVOH共聚土工膜时的复合隔离墙防污性能显著优于采用HDPE土工膜。

关键词:隔离墙;土工膜;含水层;污染场地;有机污染物

考虑基础提离的摇摆框架结构地震响应振动台试验研究

王国波1,王  垚1,禹海涛2,郑年文3,孙富学*1

(1. 温州大学建筑工程学院,浙江 温州 325035;2. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;3. 武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,湖北 武汉430070)

摘  要:结构基础与地基土发生分离即基础提离的现象在强震时是不可避免的,为此摇摆隔震(Rocking Isolation)的理念逐渐提出。基于此设计了常规基础框架结构模型和摇摆框架结构模型,基于振动台试验数据对比分析了两类结构对场地土以及自身地震响应的影响。结果表明:①由于结构基础发生的提离量及提离范围有限,提离效应对结构频谱特性影响不显著,主要影响结构竖向加速度响应幅值;②地震波类型对结构提离效应影响显著,脉冲型地震波引起的提离量最大,但提离次数最少;③相比较于常规框架结构,摇摆框架结构对场地土地震响应的影响更显著,且其自身响应的高频成分较为丰富。研究成果对探讨摇摆结构地震响应规律有一定的参考意义。

关键词:摇摆;基础提离;振动台试验;地震响应;框架结构

岩体粗糙裂隙几何特征对其Forchheimer型渗流特性的影响

周  新1,2,盛建龙1,2,叶祖洋*1,2,罗  旺1,2,黄诗冰1,2,程爱平1,2

(1. 武汉科技大学资源与环境工程学院,湖北 武汉 430081;2. 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北 武汉430081)

摘  要:为了研究岩体粗糙裂隙几何特征与其非线性渗流特性的相互关系,基于裂隙面分形特性提出了三维粗糙裂隙的几何结构表征模型,通过直接求解N-S(Navier-Stokes)方程,研究了不同开度均值、标准差和分形维数对岩体裂隙Forchheimer型渗流特性的影响规律,验证了Forchheimer方程描述流量与压力梯度非线性关系的有效性。研究结果表明:当流量较小时,随着裂隙开度均值减小、标准差增大,线性系数逐渐增大即水力开度逐渐减小,渗透能力下降,分形维数对其渗透能力的影响较小,并提出了水力开度与开度均值、标准差的经验关系式;当流量较大时,水流流态从线性流向非线性流转变,随着开度均值减小、标准差和分形维数的增大,非线性系数增大,临界雷诺数减小,测得Rec范围为11.16~39.3。

关键词:岩体裂隙;几何特征;渗流特性;分形理论

 任意解流流固耦合数值方法及在砂土渗流分析中应用

王  胤,陶奕辰,程  旷,杨  庆

(大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室,辽宁 大连 116024)

摘  要:基于欧拉-拉格朗日连续体与非连续体耦合理论进行岩土工程流固耦合问题分析是一种较新颖和盛行的方法。针对该理论下的全解流(Fully-resolved)耦合与非解流(Un-resolved)耦合方法各自的缺陷,在已有的半解流(Semi-resolved)流固耦合数值方法(将全解流与非解流联合)基础上,通过引入修正的高斯权函数,建立了新的任意解流流固耦合方法(Arbitrary Resolved-Unresolved CFD-DEM coupling method)。该任意解流流固耦合方法能够较好地解决全解流方法中由于对粗颗粒周围流场精细化所带来的计算量过大问题;同时,成功地解决了流体网格内细颗粒较大时无法获得局部平均化变量问题;因此,该方法能够对具有一定粒径级配砂土土体的流固耦合问题开展模拟分析。通过室内砂土向上渗流试验,对所建立的任意解流流固耦合方法的准确性和有效性进行了验证;进一步地,采用该任意解流流固耦合模型,从细观层面上分析和研究了砂土渗流过程中水力梯度、土体变形随渗流速度变化规律。建立的任意解流流固耦合方法能够为岩土工程土体渗流问题的研究提供新的方法和手段。

关键词:流固耦合;砂土渗流;土颗粒;拖曳力;孔隙率

高湿环境平行双裂隙砂岩单轴压缩破坏及裂纹扩展特性

陈  伟1,万  文*1,赵延林1,王卫军1,吴秋红1,吴小凡2,谢森林3

(1. 湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南 湘潭 411201;2. 湖南科技大学数学与计算科学学院,湖南 湘潭 411201;3. 中国矿业大学能源与矿业学院,北京 100083)

摘  要:深部裂隙矿柱长期受高湿环境中水分子所侵蚀,其化学动力过程与矿房稳定性及控制地表沉降密切相关。对预制平行双裂隙标准砂岩试样进行了单轴压缩试验,研究高湿对裂隙砂岩强度变形特性、裂纹演化以及破坏模式的影响,结合电镜扫描和XRD衍射,分析了试件在高湿环境水化作用前后的微细观结构变化和质量损失特征。结果表明:①试样结构疏松程度与湿度成正相关,湿度升高,试样表观致密结构变得松散并伴有次生孔隙发育,形成模糊的层间界面,且微裂隙数目增加,质量损失率加剧。②裂隙砂岩在单轴压缩下主要有拉伸破坏,剪切破坏和二者混合型破坏。裂纹萌生的类型主要有翼形裂纹、反抗拉裂纹以及共面/非共面次级裂纹。其裂纹扩展及破坏模式受控于湿度,随着湿度升高,裂纹起裂应力和贯通应力降低,宏观裂纹发育的整体数量呈下降趋势,且其破坏模式由剪切破坏过渡到拉伸破坏。③高湿环境对裂隙砂岩产生水岩化学作用,减弱了裂隙结构面以及矿物颗粒间的摩擦作用,降低了其峰值强度,峰值应变和弹性模量,提高了泊松比,加速了裂隙砂岩的破坏。

关键词:高湿环境;平行双裂隙;水化侵蚀;力学损伤;裂纹扩展

倾斜荷载下能量桩受力变形特性三维有限元分析

龚建清,彭文哲*

(湖南大学土木工程学院,湖南 长沙 410082)

摘  要:基于已有试验和数值分析,针对倾斜荷载下能量桩的受力变形特性,通过优选桩-土材料参数、边界条件、分析步及网格类型等,实现了考虑热-力耦合作用的能量桩三维有限元模拟。进而通过与模型试验及二维数值所得桩顶沉降的对比分析,验证了三维有限元建模方法的合理性。最终通过改变竖向荷载、水平荷载及温差3个主要影响因素,探讨了桩顶沉降、桩侧摩阻力、水平位移及桩身弯矩变化规律,并提出相应的能量桩工程设计建议。研究表明,当温差ΔT>0℃时,桩体将产生热膨胀,甚至出现向上的位移,但其沉降–荷载曲线将随着竖向荷载的增大而逐渐趋近ΔT=0℃工况,桩侧摩阻力在桩身上、中部为负,在桩身下部为正,水平位移及桩身弯矩均大于ΔT=0℃工况;当ΔT<0℃时,桩身上、中部桩侧摩阻力为正,下部桩侧摩阻力为负,桩顶水平位移有所增大,但其原因不同于ΔT>0℃工况,桩身弯矩小于ΔT=0℃工况。

关键词:能量桩;有限元分析;倾斜荷载;受力变形特性;约束条件

一种基于持水曲线的市政污泥水分分布测试方法研究

占鑫杰1,2,詹良通*3,4,林伟岸3,4,陈云敏3,4

(1. 南京水利科学研究院岩土工程研究所,江苏 南京 210024;2. 水文水资源与水利工程国家重点试验室,江苏 南京 210029;3. 浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江 杭州 310058;4. 浙江大学岩土工程研究所,浙江 杭州 310058)

摘  要:市政污泥的脱水特性与其水分分布特性密切相关,对市政污泥的水分分布特性开展研究具有重要的理论意义。目前测试污泥水分分布曲线采用热重-差热分析方法,该方法中试样量仅有50 mg,测试结果复现性较差。拟提出一种基于持水曲线的市政污泥水分分布测试方法,并构建了新测试方法的理论框架。随后采用渗析法联合相对湿度法测试了市政污泥的水分分布曲线,并与传统的热重差热试验结果进行对比分析。研究结果表明,基于持水曲线的污泥水分分布测试方法具有如下特点:试验量多;测试过程中试样结构状态变化小;测试的结合能范围更广泛。

关键词:市政污泥;水分分布特性;水分结合能;土水势;持水曲线;热重差热分析

基于侧阻概化的桩基沉降计算方法研究

王  涛1,2,3,刘金砺1,2,3,褚  卓1,2,3,王  旭1,2,3

 (1. 建筑安全与环境国家重点实验室,北京 100013;2.中国建筑科学研究院有限公司地基基础研究所,北京 100013;3. 北京市地基基础与地下空间开发利用工程技术研究中心,北京 100013)

摘  要:基于侧阻概化模式的Mindlin解整体均化应力分层总和法计算群桩基础沉降的具体方法和细则。针对压缩层计算厚度、上部结构刚度贡献、变刚度调平设计中桩型多样性、复合桩基沉降计算等,结合特定侧阻分布概化模式、不同长径比、不同桩距条件给出了基桩均化附加应力计算简易方法,提出基桩均化附加应力叠加分层总和方法计算群桩基础沉降的具体步骤、细则。应用均化附加应力计算方法计算群桩沉降,通过工程实例验证,与Boussinesq实体深基础计算法和等效作用计算法比较,其沉降计算值与实测竣工沉降值较为接近。

关键词:附加应力系数;基桩均化附加应力;概化;桩基础;沉降计算

非饱和Q3黄土微细观结构特征及对强度特性影响机制

韦雅之1,姚志华*1,种小雷1,张建华2

(1. 空军工程大学机场建筑工程教研室,陕西 西安 710038;2. 中国建筑西南勘察设计研究院有限公司,四川 成都 610052)

摘  要:结构性是影响非饱和原状黄土力学变形特征的重要因素,但鲜有从微细观与宏观相结合的角度分析原状与重塑黄土结构性差异的相关报道。以同一物理力学条件下的非饱和原状Q3黄土及其重塑土为研究对象,进行控制吸力和净围压为常数的非饱和三轴剪切试验,并通过微细观扫描以揭示两者结构差异对强度特性的影响机制。试验表明原状和重塑Q3黄土黏聚力c均随吸力增加呈线性增加趋势,且原状土黏聚力大于重塑土;内摩擦角受吸力影响较小,两者差异不大。原状黄土颗粒棱角明显,颗粒间为架空排列且具有良好胶结作用,结构性强并稳定;重塑黄土颗粒棱角浑圆,颗粒间为镶嵌接触且胶结作用破坏,土骨架作用不明显,结构性弱,形成的团粒结构易于压缩,团粒和颗粒联结不稳固,进而原状土具备更好的抵御外部剪切破坏的能力。同一物理条件下的原状和重塑黄土中孔径小于50 μm分别占试样总体积的22.7%和16.3%,50~200 μm孔径分别为71%和83.7%,大于200 μm分别为6.3%和0%。这表明支架大孔隙结构没有为原状土提供更大的变形空间,而良好的胶结作用和结构性保证了原状黄土具备较高的强度特征。

关键词:非饱和黄土;微细观;结构性;抗剪强度 

尾矿管涌溃坝模式及下泄冲击特性试验研究

吴帅峰1,严  俊1,蔡  红1,肖建章1,杜继芳2,刘传鹏3

(1. 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室,北京 100048;2. 山东工商学院管理科学与工程学院,山东 烟台 264005;3.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院,北京 100083)

摘  要:为分析尾矿管涌溃坝的演化规律,理清溃坝机理,揭示尾砂流下泄冲击特性,采用现场大型物理模型试验方法对尾矿库管涌溃坝全过程进行试验研究。结果表明:管涌形成冲刷通道,进而出现上部塌落、侧向冲刷的溃坝模式,溃口的发展经历了通道扩大、纵向下切和横向扩展3个过程,并基于此提出了7阶段的溃坝过程;尾砂流下泄速度随距离呈对数型衰减,并基于幂函数形式提出了涵盖冲击速度、密度、埋深的3参数的冲击力模型;尾砂流在坝体近端呈现下切冲刷,远端呈现沉积的特征,在弯道处由于流向转变的过程呈现外侧冲刷掏蚀,内侧沉积淤积的特性,并基于此提出了尾矿坝防护的建议。以上研究成果为尾矿库的防灾减灾提供理论基础。

关键词:尾矿库;管涌;溃口发展;下泄冲击;沉积特性

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日期:2021年11月02日 09:48:29点击数:字号:【

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