模袋砂围堰横向力学特性试验与各向异性数值模拟

探讨模袋砂围堰横向变形机理;针对模袋砂围堰,通过自制试验装置,开展水平荷载试验,研究围堰横向力学特性及其主要影响因素;结合竖向抗压试验结果,分析模袋砂围堰各向异性特征;以典型工程为依托,借助有限元软件,建立考虑模袋砂围堰界面特性和各向异性特征的精细数值模型并作计算。研究结果表明:模袋砂围堰在侧向水压作用下模袋砂间不会发生相对位移,水平变形主要由模袋砂自身变形引起。当侧向荷载较小时,模袋砂围堰横向挤密;随着压力的增大,变形由加载一侧向另一侧传递,之后应力-应变关系近似线性分布。模袋砂围堰横向力学特性受充填度和围堰堆高影响显著,表现为堆高越大、充填度越小围堰横向抵抗变形的能力愈强,同时受模袋砂尺寸影响很小。实际模袋砂围堰横向变形模量远小于其竖向变形模量,且竖向模量随模袋砂围堰堆度的增大而减小。模袋砂围堰各向异性特征对其受力变形特性影响明显,设计施工应给予充分考虑。     

洲头咀沉管隧道干坞抽水扰动下模袋砂围堰力学响应研究

为深入研究模袋砂围堰对沉管隧道干坞抽水力学响应规律,以广州洲头咀沉管隧道模袋砂围堰工程为背景,建立干坞抽水全过程精细数值模型。计算验证了钢板桩+袋装黏土组合芯墙止水性能。分析了干坞抽水引起的模袋砂围堰变形规律。并揭示了围堰土工模袋张力分布规律,此外提出模袋张力简化计算方法。研究表明:模袋砂围堰钢板桩+袋装黏土组合防渗芯墙止水效果良好,能有效控制临江侧水流渗入干坞侧;干坞侧抽水对模袋砂围堰变形产生了显著的影响,变形与坞内下降水位近似呈同向线性关系;坞内水位降低使围堰重度由浮重度变为干重度,引起模袋砂压实而出现较大竖向位移;围堰竖向压缩和水头差引起的渗流作用又促使围堰的水平位移;模袋砂围堰中土工模袋受到的张力随着坞内抽水水位的降低近似线性增大。模袋张力简化法计算值与数值计算结果对比表明,模袋张力采用的简化计算方法具备合理性。     

某围堤及陆域形成工程施工难点与对策分析

本文以某工序多,综合性强的围堤及陆域形成工程为例,介绍了施工过程中遇到的难点,并给出相应的对策。     

风化砂改良膨胀土机理及边坡稳定性分析

研究了风化砂改良膨胀土的作用机理,揭示了风化砂与膨胀土发生的物理化学反应,得到了风化砂掺量与膨胀土的胀缩特性及强度特性之间存在的关系.结合宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路施工项目,采用条分法对填土高度为10 m路堤的整体稳定性进行了分析.结果表明:现采用原状膨胀土填筑路堤安全系数较小,不能满足规范要求;而采用风化砂改良之后的膨胀土填筑的路堤边坡稳定系数比原状膨胀土均有显著提高,能够满足规范要求;路基的安全系数随着掺砂比例的增加先增大后减小,当掺砂比例达到20%,改良膨胀土填筑的路基安全系数达到最大值.     

模袋性能的试验研究与模袋法尾矿坝稳定性分析

采用与施工现场一样的土工布和尾砂,对固结不同天数的模袋体进行了摩擦性能和受压性能的试验研究。在摩擦性能试验中,先是通过一种简单的室内斜坡滑移试验研究了不同固结天数的模袋体之间的摩擦性能。之后,为研究模袋体在受载作用下的摩擦性能,又对模袋体进行了直剪试验。摩擦性能试验结果表明:固结天数越长,含水率越少,模袋体之间的摩擦系数越大;对于相同固结天数的模袋体,两种试验方法测得的摩擦系数相差不大。在模袋的受压性能试验中,对单个模袋体进行单轴压缩试验,主要研究了不同含水率的单个模袋体的极限承载力。试验结果表明:在缓慢加载的条件下,虽然模袋固结度不同,但最后其极限承载力相差不大。最后,依据极限平衡理论讨论,提出了一种适合分析模袋法尾矿坝整体稳定性的计算方法;并对模袋法尾矿坝整体稳定性的相关问题进行了讨论。分析结果表明,对于容易发生浅层滑动的坝体而言,模袋法尾矿坝较常规尾矿坝有更好的稳定性。     

崇明北沿圈围工程夹泓围堤龙口涮深原因分析

长江滩涂圈围造地是缓解上海用地矛盾的有效途径。本文介绍了崇明北沿滩涂圈围工程,该工程位于崇明岛北部。工程包括高滩圈围大堤4126m,夹泓围堤1468.08m,夹泓围堤上设置一个龙口。龙口设置的合理性及龙口顺利合龙是保证圈围工程实施的关键。本文分析了崇明北沿圈围工程施工中龙口严重涮深的原因及其应该吸取的经验与教训。     

深厚淤泥条件下爆炸挤淤围堤质量检验方法探讨

该文依托福州可门港区4#、5#泊位围堤爆炸挤淤软基处理工程,对工程的质量检验指标及方法展开研究,除采取挤淤体积平衡法、钻孔检测法和物探检测法外,利用现场围堤沉降变形监测手段,增加自沉降量监测法来检验深厚淤泥爆炸挤淤围堤的施工质量.     

护坡工程袋柔性挡墙的力学分析

基于库伦土压力理论、水平微分法理论和边坡稳定理论,建立了柔性挡墙力学分析模型,并分析了护坡工程袋柔性挡墙的设计参数对柔性挡墙稳定性与边坡稳定性的影响。分析结果表明：护坡工程袋柔性挡墙的应力分布介于主动土压力与静止土压力之间;以鼓胀分界点的位置为拐点,分界点以上的土压力随深度加深呈现线性变化,分界点以下的土压力随深度的加深急剧增大;护坡工程袋柔性挡墙的最大水平位移随着其宽度的增加而逐渐降低,随着其高度与边坡坡比的增加而增加;边坡稳定安全系数随着柔性挡墙宽度的增加而增加,随着柔性挡墙高度与边坡坡比的增加而降低。     

基于水平微分法的护坡工程袋柔性挡墙的力学分析

基于库伦土压力理论、水平微分法理论和边坡稳定理论,建立了柔性挡墙力学分析模型,并分析了护坡工程袋柔性挡墙的设计参数对柔性挡墙稳定性与边坡稳定性的影响。分析结果表明:护坡工程袋柔性挡墙的应力分布介于主动土压力与静止土压力之间;以鼓胀分界点的位置为拐点,分界点以上的土压力随深度加深呈现线性变化,分界点以下的土压力随深度的加深急剧增大;护坡工程袋柔性挡墙的最大水平位移随着其宽度的增加而逐渐降低,随着其高度与边坡坡比的增加而增加;边坡稳定安全系数随着柔性挡墙宽度的增加而增加,随着柔性挡墙高度与边坡坡比的增加而降低。     

土工织物施工工艺在码头护岸中的应用

本文结合北海某工程施工实例,简要介绍软体排、模袋砂和模袋混凝土的施工工艺及其在码头护岸工程中的应用.     

充填土袋受力和变形特性离心模型试验研究

利用疏浚土及吹填泥作为充填料的土工织物充填袋筑堤技术得到极大关注.针对连云港疏浚土,采用土工离心模型试验技术,研究黏粒含量对充填土袋受力和变形的影响以及充填袋水平排水效果.试验结果表明,充填土袋沉降主要发生在施工期,竣工后沉降变化很小,施工期充填土的孔隙水压力和充填袋的应变明显增大,竣工期达到最大,随后缓慢减小,不排水强度随深度增大.沉降和孔隙水压力随粘粒含量的增加而增大,不排水强度随粘粒含量的增加而减小.充填袋水平排水效果达10%~15%,充填土袋筑堤,充填土的黏粒含量应小于20%.     

摩擦填料作用下土工充砂袋充填特性

为更准确计算土工充砂袋在充填完成时袋体形状及受力特性,针对袋体与充填料之间的摩擦对袋体的影响,通过在计算中引入填料与袋体间的摩擦,建立袋体的平衡方程,运用数值方法对方程进行求解.将袋体形状及张力与不考虑袋体与充填料之间的摩擦时的计算结果进行比较,发现袋体的形状及受力特性有显著的不同,同样条件下摩擦系数越大,充填完成时袋体的高度越大,最大宽度及触地宽度越小;袋体张力也不再是常数,而是随土工袋切角的增加而增大,最大张力远大于不考虑摩擦时的张力.     

土工袋防渠道冻胀水-热-力耦合数值模拟

根据水-热-力耦合计算模型,编制相应的有限元计算程序,并结合寒冷地区渠道工程进行数值计算,分析渠道建成后2 a内渠坡的温度场、水分场及位移的分布规律。计算结果表明:渠坡在冻融过程中表现出显著的冻胀、融沉变形特性,且冻胀和融沉变形不可逆;土工袋处理渠道对冻土渠坡具有较好的防冻胀效果,土工袋具有较小的导热性,可以有效减小渠坡内部土体温度受大气温度的影响,从而减小渠坡发生冻胀融沉变化的可能性;土工袋可以抑制毛细水和薄膜水的上升,可减小土工袋层及下部土体中的水分迁移,从而保持渠道内较为稳定的含水量,减小渠坡表层的冻胀量;土工袋具有一定的强度且在自身袋子张力作用下能够抑制部分冻胀变形,从而减小渠道衬砌体由冻胀引起的破坏。同时,渠道表层用土工袋处理后,渠坡内部温度可以较快达到稳定状态,运行2 a后可在地基2 m以下位置形成较为稳定的常年冻结层。     

基于尖角突变模型的防洪大堤土体稳定性分析

分析和判断防洪大堤施工阶段的土体稳定性,对调节施工进度和保证施工安全具有重要意义．根据变形观测数据,获得变形随时间变化的方程．从突变理论出发,利用尖角突变模型进行在建大堤的土体稳定性分析和判断,并采用Excel数据处理和绘图功能、Matlab语言编写程序,实现了土体稳定性的快速评判．实践证明该方法简单有效．     

袋装淤泥土土工袋的强度变形研究

土工袋可将高含水量的淤泥土装入编织袋封口而重新用于工程实践中,解决淤泥土难处理的问题.通过室内试验研究,验证土工袋可显著提高淤泥土的强度,其极限抗压强度达到普通混凝土的1/10左右.在压缩过程中,袋内土体的凝聚力有所降低,摩擦角有所增大,同时由于编织袋的滤水作用,淤泥土的含水率有所降低.通过沉降固结试验,得到了淤泥土土工袋的沉降过程曲线,并推得了淤泥土土工袋的累计沉降预测公式.     

土工织物充填管状袋固结过程的有限元分析

用土工织物充灌袋堆积成围埝已经在围海造田中得到了广泛应用。土工编织袋用砂、粉土或者其他渗透性较大的土搅拌成泥浆来充填。在高含水的土工材料的使用问题中,脱水是非常重要的一步。由于这些土工材料具有较低的剪切强度,因此对它们的使用需要等到脱水程序完成。对于袋体在固结过程发生的变形研究,国外已有的计算方法认为:袋体高度的下降仅仅是由于袋体体积减小引起的,没有考虑孔隙水的排出。因此,这些解答只能用于对简单问题的研究。利用ABAQUS有限元软件,考虑孔隙水的排出,使用流固耦合分析步进行土工织物充灌袋的固结计算,求得固结完成后高度的下降值和充填物孔隙水压力的分布。这些结论可以用于后续土工织物充灌袋的堆积问题的研究。     

Packaging Bags with the Function of Micro-environment Modification

Three kinds of packaging bags composited with barrier film and moisture absorbents were designed in order to find out how to create an internal micro-environment with low 02 content and relative humidity （RH）. Peanuts with different moisture contents were filled into packaging bags and stored in an environmental chamber for a certain period of time. An RH recorder was sealed in each bag and the RH inside the bag was recorded. The moisture contents of peanuts before and after storage were measured as well. It is found that peanuts with moisture content of 13 % can reduce 02 content inside the bag by the aerobic respiration, achieving the self modified atmosphere packaging （ MAP ） effect. A micro- environment with lower RH can be created by using super-absorbent fiber （SAF） or mineral bag as the moisture absorbent. The moisture contents of peanuts stored in the bags with SAF and mineral bag as moisture absorbent decreased from 13% to 10.5% and 11.3%, respectively. SAF is a promising material of packaging bags composited with barrier film, in which a low RH and high CO2 content can be created.     

基于铁路环境振动的隔振堤数值分析

为减小铁路运营引起的环境振动,提出了一种新的隔振方法——隔振堤.建立了隔振堤-土体-路基的二维有限元计算模型,研究了隔振堤材料、坡角、地基土性质、隔振堤的中空大小、转角数量对铁路环境振动隔振效果的影响.结果表明:隔振堤的材料弹性模量越大,场地土体的弹性模量越小,其隔振效果越好;陡坡角隔振堤在近隔振堤区域的隔振效果更明显,但中坡脚和缓坡脚隔振堤在远侧的隔振效果更好;中空对隔振堤的隔振效果几乎没有影响;随着隔振堤转角数量的增加,非振动放大区内隔振堤的减振效果更好.     

土工布对砂质土渗透特性影响规律的试验研究

设计了由马氏瓶和渗透仪组成的常水头渗透试验系统,展开了不设置土工布与设置土工布的对照试验,分别研究了土工布放置位置和层数对土体渗透性能的影响规律;土工布上部荷载对土工布自身渗透系数的影响．试验结果表明:土工布可以有效减小土体的渗透系数,增大其临界渗透破坏水头高度,从而提升土体的渗透稳定性．但土工布上部荷载的增加,会导致土工布自身渗透系数的变大．通过对试验数据的处理,发现渗透系数随着土工布位置的增高与土工布层数的增多而减小,临界渗透破坏水头高度随着土工布层数的增多而增大;在设置单层土工布的情况下,土工布放置于土体中间位置处时,临界渗透破坏水头高度达到最大,土体的渗流稳定性最好．使用本文所推导的公式,可以较好地计算土体内土工布设置的埋深与土体渗透系数的对应关系．