柔性桩桩承式加筋路堤的差异沉降分析

针对柔性桩桩承式加筋路堤,建立路堤-网-桩-土相互协调共同工作的荷载传递模型,通过改进的路堤荷载传递模型和假定的柔性桩桩侧摩阻力分布模式,获得土拱效应、拉膜效应和桩土相互作用耦合下的桩土差异沉降、路堤等沉面高度等计算公式.通过工程实例的分析计算,验证计算模型的合理性.结果表明:路堤等沉面高度和桩土差异沉降均随路堤填土内摩擦角的增大先减小而后增加,随桩体压缩模量、桩土压缩模量比、桩间距增加而增大,随桩间土压缩模量、土工格栅抗拉强度、置换率的增加而减小;路堤等沉面高度随路堤填土压缩模量增加而增加,随路堤填土容重和填土高度增加而减小;桩土差异沉降随路堤填土压缩模量增加而减小,随路堤填土容重和填土高度增加而增大.     

桩承式路堤土拱效应透明土模型试验研究

目前通过试验研究桩承式路堤时,多是探讨路堤中的应力分布和荷载传递,而路堤内部变形一般在试验中难以准确测量。基于此,利用透明土模型对桩承式路堤中土拱效应进行试验研究,实现了路堤内部变形的可视化。模型试验通过桩间水袋上表面的下移来模拟路堤中土拱的形成过程;并将该过程中获得的照片,经过粒子图像测速(PIV)技术处理,得出路堤填土的位移分布。试验分析表明:路堤在变形过程中没有明显的滑移面,宏观土拱形态为多个形状相似的拱,每个单拱可近似看作半椭圆;随着桩间土上表面下沉量加大,土拱形态几乎不变。接近桩间土表面中心处土体变形最大,从下往上路堤填土变形逐渐减小,到达一定高度表现出等沉面。桩间土沉降过程中,等沉面以下各水平面逐渐变为下凹形,各水平面沉降对称于桩间土中心线分布。当沉降较大时,随着到路堤顶面的竖向距离加大,填土变形范围越大。路堤上部变形较小的区域,水平向位移近似于对称分布,土体有从两边向中间聚集的趋势。桩间土沉降越小,水平向位移曲线变化越均匀。     

基于土拱效应的桩承式路堤承载变形计算研究

从桩土差异沉降、土拱效应、荷载分配三者的关系出发,提出桩体向上刺入路堤的体积等于土拱区体积的压缩量的假设,通过对桩承式路堤进行力学分析,并结合其变形协调特性,推导出用差异沉降表示的桩土应力比以及拱高的计算公式.采用模型试验和数值模拟结果对该方法进行了验证,并分析了桩土面积置换率、填土高度、填土内摩擦角对桩土应力比以及拱高的影响.结果表明了该方法所求得结果与实测值较为接近,验证了其合理性.     

桩承式加筋路堤荷载传递效率计算方法研究

鉴于土拱效应和张拉膜效应对路堤荷载传递及路堤沉降变形性状有重要影响,进行了室内模型试验,基于PIV技术分析路堤填料沉降分布规律从而研究土拱形态特征,试验结果表明路堤中的土拱可用高度为0.8倍桩净间距的抛物线描述.之后,基于新的土拱模型,提出了相应的路堤荷载传递效率计算方法.新方法在计算路堤荷载传递效率时同时考虑了土拱效应、张拉膜效应及地基土反力作用.最后,通过现有文献中模型试验结果及数值模拟结果对所提计算方法的正确性进行了验证.     

考虑土拱效应的高路堤桩土复合地基受力分析

根据路堤荷载下复合地基的荷载传递机理及变形特征,综合考虑路堤填土的土拱效应和桩、土的荷载传递性状,采用假定的桩间土位移模式同时考虑桩土界面的相对滑移和同一深度处桩间土沉降的非同步性,基于典型单元体建立考虑路堤一桩土加固区一下卧层三者变形与应力协调的平衡方程,并求解获得表征桩土复合地基工作性状的桩土应力比及沉降变形解析公式.研究结果表明:由本文方法所得结果与工程实测结果较吻合,验证了本文方法的可行性.     

滩涂极软地基托板桩法处理技术研究

为研究滩涂极软地基上托板桩的工作特性,开展了现场试验和有限元分析.现场实测了地表沉降及土压力,并据此建立了二维平面应变模型,进而对不同时期的地基土超孔隙水压力、土压力、沉降、水平位移等问题进行了研究.研究结果表明:随着填土高度增加,桩顶与桩间土差异沉降增大,产生土拱效应和拉膜效应,桩身轴力、桩体荷载分担比和桩端附近土体超孔压增大;填筑完成后超孔压消散,地基土逐渐固结,桩间土与桩顶差异沉降增大后趋于稳定,桩体荷载分担比逐渐稳定在80％左右;土工格栅拉力较小,传递荷载的能力有限;浅层地基土对桩体有负摩阻力,桩身轴力沿深度先增大后减小;托板桩法可有效控制地基土水平位移.     

循环荷载下桩承式路堤中土拱效应动力折减系数离散元研究

土拱效应是桩承式路堤中荷载传递的关键因素，其在循环荷载下的发挥程度与稳定性直接影响路堤的承载能力. 基于室内土拱效应模型试验，采用PFC2D软件建立桩承式路堤颗粒流数值分析模型，并通过土拱效应室内模型试验结果验证了该离散元模型的正确性 .基于该离散元数值分析模型，在路堤表面施加正弦波荷载模拟交通循环荷载，分析了循环动载作用下桩承式路堤中土拱效应的发展演变过程与衰减规律 . 数值模拟结果表明：路堤的高度与桩净间距的比值、动载振幅以及加载频率的改变均能影响土拱效应的发挥，但路堤的高度与桩净间距比值的变化对土拱效应动力折减系数的影响最大. 路堤的高度与桩净间距的比值是影响动载作用下土拱效应稳定发挥的重要因素，将此因素考虑在内并对离散元数值模拟结果进行分析与曲线拟合，推求了土拱效应动力折减系数的表达式.     

带锥形桩帽复合地基桩土应力比计算及其数值模拟

针对锥形桩帽桩的几何特点、桩-土差异变形以及路堤填土内的土拱效应,考虑桩顶刺入路堤、桩端刺入下卧层,推导了路堤荷载下带锥形桩帽复合地基的桩土应力比计算公式.同时运用有限差分软件(FLAC3D)建立了数值模型试验,试验结果表明:随着锥形桩帽的锥角从5.7°增大到14°,桩土应力比的数值模拟值从3.06减小到2.08,公式计算值从3.13减小到2.19,桩土应力比的理论值与数值计算结果吻合良好,相对误差在2.01%～6.44%范围内,从而验证了文中方法的合理性.同时对比了等截面桩、常规带帽桩和锥形桩帽桩对路堤沉降的影响,桩顶截面尺寸相同时,带锥形桩帽复合地基的沉降值较小.     

高填方路堤段桩网复合地基承载机理及桩土应力比计算方法

针对高填方段软土路基在路堤荷载下桩网复合地基的受力特点,分析了其自上而下的荷载传递机理.首先,将路堤简化为内外土柱,通过内外土柱的整体微分平衡关系,得到了等沉面高度的理论计算式,由此较为合理地模拟了高填方段的土拱效应.而后,针对荷载传递至土工垫层阶段,采用薄膜模拟了桩土之间的荷载分配关系.在此基础上,将桩网复合地基划分为众多土工格栅、桩及桩间土单元体,桩体及桩间土简化为弹性支撑,进一步得到了高填方段桩网复合地基桩土应力比计算式.最后,对影响高填方段桩网复合地基桩土应力比的各主要影响参数进行了初步研究.结果表明,桩土应力比随路堤高度增大逐渐减小,即填土高度增加后桩土荷载分配趋于均匀,而桩间距、填土的压缩模量的增大将导致桩土应力比增加.此外,土工格栅抗拉强度的增大将加大桩土应力比值,但影响幅度较小.     

落水洞上覆路堤土工加筋设计新方法

为了改变由于土工织物的存在抑制了落水洞上覆路堤土不均匀变形,使得路堤中的土拱效应和剪应力不能完全发展的问题,提出了基于不完全发展的土拱效应的设计方法.首先根据Handy的土拱为最小主应力拱的假设,利用摩尔圆推导出了在土工织物不同挠曲变形时土中剪应力的计算方法.然后将其与土拱效应的计算理论相结合提出了不完全发展的土拱效应计算公式.最后考虑不同的填土高度,以不完全发展的土拱效应计算理论为基础得到土拱高度确定方法.利用数值分析和本文方法以及现有的设计方法分别计算同一算例,结果表明,所提出的方法与数值分析计算结果更为接近.这证明在用土工织物加固落水洞上覆路堤时考虑土中剪应力的不完全发展更符合工程的实际情况.     

土壤侵蚀退化对我国黄土高原土地资源的严重威胁

介绍了土壤退化的概念,总结了土壤退化的种类、原因和土壤(地)退化的后果;分析了我国土壤（地)资源的现状与存在问题以及土壤退化的状况,指出了黄土高原土壤侵蚀中山西高原被侵蚀的严重性。     

紫色土丘陵区典型林地土壤温室气体释放研究

采用动态-密闭气室法(LI-6400-09)对紫色土丘陵区三种典型林地土壤温室气体释放进行连续测定.结果表明,温度是影响土壤呼吸的关键因子,各林地土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,都随温度呈指数增长.在温度较低的冬春季,土壤湿度对土壤呼吸的影响不明显,温度较高的夏季土壤湿度与林地(桤树,柏树)土壤呼吸速率呈显著性抛物线相关(p＜0.05);三种林地中,针叶林柏树林地土壤呼吸与土壤湿度相关性最好,当土壤含水量＜25%时,随着湿度的增加,土壤呼吸速率逐渐增大,之后随着湿度的增大,土壤呼吸速率逐渐减小.各季节的日变化规律表现不一致,冬春两季各林地土壤呼吸都和土壤温度的日变化趋势保持一致,表现为先升后减的趋势;夏秋两季,因为较高的土壤温度和表层土壤相对湿度的剧烈波动,各林地土壤呼吸日变化呈现不规则波动.     

福建旱地土壤水肥状况及其影响因素分析

分析了福建省旱地土壤的水肥状况,认为土壤存在着退化现象,其主要表现是土壤水分性质不良和土壤养分亏缺,分析数据表明,这区旱地土壤潜在肥力较低,有机质含量差异较大,大部分土壤氮,磷,钾养分供供应不足,土壤贮水库容小,尤其是土壤有效水库容有限,供水能力差,这容易导致和进一步加剧该区干湿分明的亚热带季风气候造成的夏秋季节干旱,在此基础上,进一步探讨了影响土壤水肥状况的原因和因素。     

中国表层土壤汞和硒分布空间异质性的因素分析

在大尺度(中国)范围内,季风和降水等因素可能对土壤中挥发性元素汞和硒的含量具有显著影响,但影响表层土壤中汞和硒差异的关键因子及其贡献率仍未知.分析了干、湿沉降,微生物挥发作用对土壤中汞和硒积累的贡献,结果显示表层土壤汞和硒的积累是一个动态的过程.在全国尺度上,湿沉降对表层土壤中硒的贡献率达到91.5％,对汞的贡献率为4...     

盐碱土改良对土壤生态环境的影响

盐碱土在经过客土法与新土源法改良后，土壤生态环境会显著得到改善．能显著提高土壤微生物数量、增强土壤生物活性，能降低土壤盐分、增加土壤有机质含量、改善土壤肥力．通过客土法改良，土壤生物化学作用强度较高。新土法改良后土壤微生物数量较多，新土源更有利于微生物生长繁殖．     

天童常绿阔叶林主要演替阶段的土壤剖面及碳密度特征

选择浙江天童常绿阔叶林次生演替的四个主要阶段：灌草丛、马尾松林、木荷林与栲树林,研究其土壤剖面特征和碳密度的变化规律.结果显示：(1) 随演替进行,演替后期土壤机械组成的细颗粒比例增加,土壤容重显著降低,pH值略有降低（但不显著）,有机质含量显著增加,10~20 cm层含水率显著增加;(2) 碳密度在演替前期和后期高于演替中期,而在剖面中间层（10~20 cm）最低;(3) 土壤细颗粒比例与含水率显著正相关,与土壤容重显著负相关,土壤有机质与碳密度显著正相关（0.01）.可以认为,随着常绿阔叶林次生演替进行,土壤剖面理化性质明显改善.     

青藏高原高寒草甸土壤物理性质及碳组分 对增温和降水改变的响应

自2011年起,在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验,2013年7月采集实验区土壤样品,监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化,得到如下结果。1)增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量,增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量,但不影响土壤温度。2)在0~10 cm土层深度,增温显著降低土壤微生物生物量碳;增水降低土壤可提取有机碳含量,增加土壤微生物生物量碳;减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量,降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度,增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3)增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4)主成分分析结果表明,土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变,而不是增温。结果表明,在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下,土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。     

内乡宝天曼自然保护区土壤理化性质和酶活性的海拔特征研究

以内乡宝天曼自然保护区为研究区域,选择不同海拔下的土壤为研究对象,通过野外采样和室内测试分析,研究土壤理化性质和酶活性的海拔异质性.结果表明:各海拔梯度土壤均为偏酸性土壤,按照全国第二次土壤普查养分分级标准,有机质含量较丰且在较高海拔位置处含量较高,各海拔高度全氮和碱解氮含量均较低,全磷含量处于中等以上的水平,有效磷含量处于缺或极缺水平,土壤全钾和速效钾含量属于中等以上水平.各土层的土壤脲酶、磷酸化酶与土壤各养分指标之间均无显著的相关关系,单一的土壤酶活性指标不能很好地代表土壤肥力状况.     

用粉煤灰对煤矿排土场土壤改良可行性研究

针对煤矿排土场上植物稀少、植被的自然定居和生态系统的原生演替过程极其缓慢的现状,采用实验分析的方法,初步探索了排土场土壤和粉煤灰的理化性质。分析结果表明,排土场土壤质地差、无任何结构、渗透性差、土壤坚实、有效水分及营养元素含量低。而粉煤灰中含有丰富的硅、磷、钾、氮等营养元素及矿物质,它不仅能改良土壤结构,而且能补充排土场土壤中缺乏的营养元素和矿物质,提高土壤肥力。该分析结果对矿业废弃地的土壤改良具有一定的参考价值。