地震作用下黏性土坡失稳破坏的颗粒流模拟

利用颗粒流程序建立了黏性土边坡模型,模拟在地震作用下黏性土坡变形破坏全过程,并对其破坏形式和机理进行了研究.结果表明,黏性土坡的变形破坏形式是渐进性破坏,由下至上、由浅入深形成一条贯通的"滑移带",破坏过程表现为:坡脚周围土体先受拉破坏和剪切破坏,逐渐引起坡顶土体受拉产生拉裂缝、土坡深层土体受剪切破坏和挤压破坏.边坡破坏主要发生在地震作用的前段时间,剪切破坏多于拉裂破坏;地震作用的后段时间主要发生土体滑移,拉裂破坏多于剪切破坏.随着坡高、坡度、地震峰值加速度的增加,黏性土边坡破坏程度更加明显,破坏范围增大.     

微潮状态下细砂土坡体的破坏试验

土体的结构是指土颗粒或集合体的大小和形状、表面特征、排列形式及它们之间的连接特征，也是影响土体破坏的多种因素之一。本文通过模型试验发现的细砂的破坏是多种形式的综合体，其中土体的密实度、颗粒大小、级配等均是影响土体破坏形式的重要因素。     

黄土填方边坡物理模拟过程中微结构变形破坏特征研究

在黑方台地区,常年发生大量的黄土滑坡,对黄土滑坡破坏特征的研究有利于黄土滑坡的预测预报。通过物理模拟实验再现了这类滑坡的破坏过程,利用电镜扫描并借助图像处理软件分析了坡体破坏过程中的土体微结构变化特征,并结合直剪试验研究了土体强度变化特征。得到了以下结论,破坏前黄土颗粒的孔隙率在20%-22%之间,破坏后的黄土颗粒孔隙率13%左右。破坏后的黄土强度低于破坏前,内聚力C、内摩擦角Φ均降低。黄土破坏时,颗粒结构重新排列,颗粒间胶结物肢解分散,是孔隙率降低的主要原因。黄土破坏时颗粒结构的改变导致孔隙水压力突增,与宏观变形破坏特征具有一致性,这说明微结构变形破坏特征具有突发性。     

FRP加固钢筋混凝土梁破坏机理的数值试验研究

运用三维真实破裂过程分析RFPA（Realistic Failure Process Analysis）方法，对FRP加固钢筋混凝土梁的破裂过程进行了数值分析。对比分析了钢筋混凝土受弯构件和FRP加固钢筋混凝土受弯构件的裂缝形成过程和破坏模式，从裂缝间距的变化及梁的承载力方面入手探讨FRP对钢筋混凝土梁的加固机理。研究结果表明RFPA数值试验方法为混凝土构件力学性能和破坏机理的研究提供了一种新的分析手段。     

劈裂注浆加固土体的数值模拟和试验研究

针对目前有关土体劈裂注浆加固机理方面的研究,并未区分注浆挤密作用、浆脉骨架作用对于土体强度影响的问题,通过三轴压缩数值分析与室内试验研究注浆挤密作用和浆脉骨架作用对被注土体黏聚力、内摩擦角及在不同围压条件下的压缩强度及变形的影响规律,获得土体劈裂注浆加固效果的主控因素。研究结果表明:浆脉嵌入土体内部,破坏了土体的完整性及非均质性,且土体与浆脉的力学性质差异性较大,当两者发生较大相对位移时,将导致显著的非协调变形;浆脉边缘存在应力集中,首先出现破坏并逐渐向土周边发展,最终相互搭接形成宏观破坏面;注浆挤密作用是提高土体强度的主控因素,限制液扩散范围,提高注浆压力,强化注浆挤密作用是保证注浆加固效果的关键。     

孔隙水压力作用下抗滑桩加固边坡的极限分析上限解

用对数螺旋线形的破坏机制和极限分析上限法,对抗滑桩加固边坡的稳定性进行了研究。基于构建的抗滑桩加固边坡的破坏机制,推导了抗滑桩加固边坡的内、外功率表达式。通过切线法将土体的非线性破坏准则引入到极限分析方法中,并结合强度折减法建立了抗滑桩加固边坡的安全系数隐式表达式。用最优化方法,计算得到了孔隙水压力作用下的边坡安全系数。在此基础上,分析了抗滑桩加固位置、孔隙水压力以及非线性抗剪强度等参数对抗滑桩加固边坡安全系数的影响。结果表明:土体抗剪强度对抗滑桩最佳布设位置的影响较小;非线性条件下,边坡安全系数随着初始黏聚力的增大而增大,随着抗拉强度和非线性系数的增大而减小。     

土体颗粒破裂过程离散元模拟的新方法

土体颗粒的破碎对土体的宏观变形和强度性质有重要影响。数值模拟方法是研究土体颗粒破碎机理的重要手段。采用离散元数值软件PFC模拟土体颗粒的破碎。首先利用PFC内置Fish语言编写颗粒破坏准则,使得单个颗粒在满足破坏函数时破裂成为多个粒径更小的颗粒,从而实现PFC中颗粒的可破碎性,降低了传统方法"团聚颗粒"模拟颗粒破碎时建模和参数选取的复杂性。随后运用Fish编写的程序模拟土体在单轴压缩条件下颗粒破碎的过程;并对土体颗粒破碎特征进行分析。分析可知:颗粒破碎随着加载进行逐步从土体上部向下发展;土体中颗粒的破碎现象在空间上并不均匀发生,主要集中在试样的上部;加载过程中试样孔隙率的变化可以分为两个阶段,第一个阶段与颗粒的位置调整相关;而第二个阶段则与颗粒破碎相关,且第二阶段变化更为明显。颗粒破碎最终导致土体颗粒的粒径分布更为不均匀,最终形成级配较好的土体;但试样初始阶段的颗粒仍然为土体的主要成分。模拟结果与室内试验的部分成果比较,模拟结果与试验观察到的破裂现象基本一致,表明运用新方法模拟颗粒破碎过程合理、可行。     

桥台锥坡土体病害及防护措施分析

工程建设部门在桥台锥坡土体的设计及施工方面,往往只追求简单经济,而很少考虑锥坡的实际工程质量,这增加了锥坡土体病害发生的概率,如锥体塌陷、溜坡裂缝、局部脱落等。由于这些病害的发生,当锥坡不能平衡车辆对桥台处路基的冲击力时,台身和耳背墙就会发生裂缝或断裂,影响桥台处路基的稳定性,进而威胁桥头行车的安全。本文将对锥坡土体的病害形式、土体病害的影响因素及土体的防护方法进行介绍分析。锥坡土体病害形式根据破坏规模锥坡土体失稳破坏形式大小,可分为土体整体失稳破坏和坡面破坏两类。其中,土体整体失稳破坏可细分为:崩塌、滑坡、坍塌;坡面破坏可细,分为:坡面侵蚀、坡面剥落。锥坡土体整体往往失稳破坏是坡面破坏     

碳纤维板与钢筋混凝土界面破坏的应力分析

采用三点弯曲试验方法研究碳纤维薄板加固钢筋混凝土梁的界面破坏形式，建立加固梁的界面力学分析模型，计算加固梁的界面剪应力以及相邻裂缝间距与碳纤维板拉力的关系，实验值与有限元值基本一致，为实际工程应用提供重要参考。     

降雨条件下不良填筑路基破坏过程物理模拟

为研究不良填筑路基在降雨条件下变形破坏机制,采用相似材料和物理模拟实验方法再现填方路基变形破坏全过程,揭示降雨和软弱夹层与不良填筑路基变形破坏的内在联系。研究表明,雨水和坡后汇聚水流大量下渗,路基自重增加,下滑推力增大,坡体应力条件发生显著改变。软弱夹层相对隔水,下渗雨水在软弱夹层上运移受阻,夹层浸水软化,于坡体稳定性产生不利影响。路基内部碎屑颗粒含量大,进而堵塞地下水消散通道,孔隙水压力持续增加,加剧坡体变形,最终导致路基失稳。该路基破坏过程可分为：水流下渗、坡体应力调整、后缘拉裂缝形成、裂缝贯通-整体破坏四个阶段。     

差异沉降下多层砖砌体建筑结构抗震加固技术优化

为了研究差异沉降下多层砖砌体建筑结构抗震加固技术优化情况,选用四层砖砌体结构作为研究对象,通过ANSYS工程应用软件完成对研究工程的建模。利用SOLID45对地基土进行模拟;利用Drucker-Prager模式对土体进行模拟,给出约束条件并施加荷载。输入地震波选择汶川地震中卧龙岗地震采集部门采集的地震波,将Drucker-Prager屈服准则作为砌体建筑结构破坏准则。通过法向与切向弹簧把介质体连接在一起,将介质体间的节理面当成块体的边界,依据牛顿第二定律,研究介质体能量聚集及分散过程中的力学问题,实现能量分析。设计差异沉降下多层砖砌体建筑结构抗震加固技术,提出四种布桩方式。分析加固后对结构纵墙的影响和加固后对基础的影响,发现第一种布桩方式最佳。在地震作用下,比较不同技术下结构从基础开始变形至完全破坏的过程,完成能量分析和逆动力分析,发现所提技术对多层专题建筑结构的抗震加固性能好。     

全强风化砂页岩地层压密加固效果试验

全强风化砂页岩地层注浆加固工程中常常伴随着地层压密现象，压密加固后地层的物理力学性能得到显著提升。为了研究全强风化砂页岩地层的注浆压密效果，以压缩模量、粘聚力、内摩擦角、渗透系数作为表征地层物理力学性能的主要指标，通过开展室内试验，获得了不同注浆压力与含水率条件下地层力学性能的提升规律，建立了可定量化描述不同含水率条件下注浆压力与地层物理力学参数的关系模型。研究结果表明：通过提高注浆压力可显著提高全强风化砂页岩地层压缩模量，高注浆压力作用下，地层压缩模量最大增长近10倍。当注浆压力处于较低水平时，加固后地层粘聚力的提升受含水率和注浆压力影响明显。当注浆压力处于较高水平时，加固后不同含水率情况下地层土体粘聚力基本趋于一致，地层粘聚力的提升不再受含水率的影响。地层内摩擦角在注浆压密后的提升程度始终受自身含水率的影响。注浆压力的提升可进一步提高地层的抗渗能力。采用建立的注浆压力-地层物理力学参数关系模型对某工程实例进行计算分析，给出了满足地层加固要求的注浆压力设计值，注浆治理后开挖揭露浆脉清晰、地层稳定，所提出的模型可为全强风化砂页岩地层注浆治理参数设计提供参考。     

渭南地区软弱土质道路边坡抗滑桩加固的稳定性分析

针对陕西渭南某地区高速公路修建过程中遇到的边坡软弱地质问题,利用ABAQUS软件模拟了多层土质情况下三维抗滑桩加固土坡的有限元模型,用强度折减法分析得出以下结论:在距离桩顶以下4倍桩径的范围内桩前土体和桩体产生了脱开变形,桩前土压力在距离桩顶4.5 m范围内接触压力几乎为0;在较深土层(约桩身4/5处),桩前土压力要大于桩后土压力;土体采用抗滑桩加固前的安全稳定系数为1.21,加固后的安全稳定系数提高到1.43,加固后由于抗滑桩的作用使坡体的稳定性增加约18%,加固效果比较明显。     

砖混结构房屋带悬挑阳台墙体加固改造

针对某砖混结构墙体加固实例,阐述了砖混房屋墙体裂缝产生的种类和原因,特别对于承载力不足引起的裂缝进行了详细分析.通过对带裂缝墙体进行承载力评定分析了裂缝产生的直接原因,并通过数值仿真予以验证.另外,对于墙体加固方案进行较为详细的介绍,指出在实际加固处理中应该注意的问题,对其他类似工程具有一定的借鉴意义.     

抗滑桩对边坡桥梁桩基受力变形影响分析

当桥梁桩基设置在滑坡上时,常采用抗滑桩作为支挡结构,抗滑桩和桥梁桩基之间存在着相互作用。本文以子-姚高速崖坬沟3号大桥为研究背景,对桥梁桩基及抗滑桩的桩顶位移及桩侧土压力进行监测,分析抗滑桩与桥梁桩基相对位置改变对桥梁桩基受力变形的影响。同时,基于ABAQUS软件分析前后排抗滑桩不同埋置位置下抗滑桩对坡脚桥梁桩基及坡中桥梁桩基的影响。现场监测数据表明抗滑桩与桥梁桩基相对位置对桥梁桩基水平位移及桩侧土压力均有影响,在抗滑桩距离桥基8m和4m时,间距8m加固效果更佳。通过数值模拟,发现后排抗滑桩距离桥梁桩基过远或过近均对桥梁桩基加固效果有限,抗滑桩加固桥梁桩基存在一个最佳距离,对于坡脚桥梁桩基抗滑桩加固最佳距离为3h-5h（h是抗滑桩沿滑坡走向的截面长度）,对于坡中桩抗滑桩加固最佳距离为2h-4h,而前排抗滑桩离桥基越近其加固效果越好。如果桥梁桩基在坡体中上部时,桥梁桩基前部土体较多可能会形成牵引式滑坡,需设置前排抗滑桩进行支护,综合考虑确定合理的加固位置。     

土工格栅与土动力相互作用的有限元分析

采用非线性弹簧－阻尼延迟器－质量块系统模拟土工格栅与土动力相互作用,薄单元模拟土工格栅与土接触面的动力变形特性,根据振动台试验结果推导出土工格栅纵肋与土的刚度和接触面的阻尼比,利用助 锚定板试验结果确定土工格栅横肋与土的刚度,并且采用集中刚度法形成接触面总刚,最后,基于该模型编制了模拟加筋材料与土动力相互作用的有限元分析程序G－D,并与加州大学UCLA加筋挡土墙实测值进行了比较,验证了分析模型的合理性,为研究动载作用下土工格栅与土动力相互作用机理提供了理论分析工具。     

微生物灌浆加固砂土堤岸研究进展

随着海岸侵蚀和海岸线后退,人类的生存和生活环境遭到威胁。目前常用的海岸防护措施极易遭到自然灾害破坏,不经济、不环保且耗费大量维修费用,而微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术可以显著改善土体强度、刚度、渗透性及抗液化性能,并且相比于传统土体改良工艺,其绿色环保、环境友好型特点更加符合可持续发展理念,在砂土体加固领域有着非常广阔的工程应用前景。系统地总结了国内外关于微生物法加固砂土堤岸的室内及现场试验研究的最新成果,并对微生物固化土体的力学特性进行了研究论述。     

土工织物联合真空预压对加固疏浚淤泥地基固结性能的影响

传统真空预压法采用预制竖向排水板（PVDs）处理疏浚淤泥已经广泛应用于工程实践中,但是在真空预压过程中PVDs周围严重的淤堵效应会引起加固土体不均匀沉降和土体侧向位移较大等现象,这严重阻碍了PVDs在吹填淤泥地基处理中的应用。本文通过室内模型试验,研究了土工织物与PVDs联合处理疏浚淤泥对减缓PVDs淤堵效应和土体侧向位移较大的影响。通过对比分析不同土工织物间距和直径大小对加固土体的表面沉降、超孔隙水压力和土体侧向位移等方面的影响,试验结果表明该方法对缓解以上问题具有明显效果。进一步地利用Plaxis数值模拟软件,假设将室内模型试验中圆形土工织物的直径等效为等长度的PHDs进行模拟,模拟结果与实测结果吻合良好,验证了本文提出的假设方法是可行的。在数值模拟中,通过不断改变PHDs长度和间距以及PVDs的直径大小并对模拟结果进行分析,间接地建立排水板等效直径(dw)与以上变量之间的关系,从而对土工织物联合真空预压在工程实践中的应用提供参考。     

抗耐土壤稳定剂加固细粒土的微观结构分析

为了更好地评价AC101抗耐土壤稳定剂的加固作用,首先对其产品性能和作用机理进行了分析,然后选取山东省济宁地区的细粒土应用AC101进行加固,同时用水泥、石灰两种常规的稳定材料也对其进行加固,再利用TS5136XM型钨灯丝扫描电子显微镜,采集三种固化剂及加固前后土体试样的微观结构照片。通过观测比较,探讨了抗耐土壤稳定剂加固细粒土的作用机理。结果表明,AC101抗耐稳定剂对于快速加固细粒土具有一定的作用。     

软土地区某高层建筑地基加固现场实测及有限元分析

地基处理不当、基础设计不合理等原因都会造成建筑物不均匀沉降,给建筑的正常使用造成影响.以某不均匀高层建筑为例,详细介绍了该建筑所经历的两次基础加固过程,结合现场监测和数值模拟方法分析了两次加固的效果,并预测了未来两年的沉降发展趋势.结果表明:地层不均匀、地基土固结沉降增大桩基负摩阻力是造成本建筑不均匀沉降的原因,本项目上部结构施工完成三年后超孔隙水压力才基本消散;基础加固中基桩应选择合理的持力层,如桩长较短,即使桩数多,也无法很好地发挥作用;基础加固有一定的滞后效应,由于加固桩体施工对土体有一定扰动,故沉降不会立刻停止,而是在扰动停止后趋于稳定;沉降缝对于控制大规模不均匀沉降意义重大,设计时应特别注意.