多层次多形式因需施教的土力学实验教学体系

土力学实验是土木工程学科内一门非常重要的专业基础课程。目前这门课程的教学存在很多问题,分析了土力学实验的特点:实验历时长、使用工具多、操作繁杂和结果离散性大。分析了这些特点给实验教学带来的困难。然后针对性地提出了多层次、多形式因需施教的土力学实验教学体系,包括常规课堂教学、强化教学、创新性实验教学和开放性实验教学,以实现科学而有效的教学。     

真空预压加固效果的室内试验研究

根据室内模型试验,通过固结度系数、有效应力增长系数、超孔隙压力系数比定量分析了真空预压加固效果.结果表明,上层土体的加固效果明显好于下卧层土体,表层土体的固结度系数为下卧层的两倍,表层的A0/A值最小,其变化量也随着深度的增加而减小;在120 h内土体的有效应力增长系数变化迅速,150 h之后基本保持不变,试验结果与工程实际基本吻合.     

不同应变率下流纹岩动态轴拉试验研究

岩石的破坏很大程度上取决于其抗拉强度.单轴直接拉伸试验是研究岩石动态力学性能的有效手段.流纹岩作为一种广泛存在的具有天然节理的岩石,研究其动态力学特性具有重要的工程意义.为研究流纹岩在地震荷载应变率范围内的力学性质,利用MTS322试验机对流纹岩在不同应变率(10~(-6)s~(-1)~10~(-3)s~(-1))范围内进行了动态轴向拉伸试验.试验结果表明在10-6s~(-1)~10~(-3)s~(-1)应变率范围内,流纹岩的抗拉强度随应变率提高有增大趋势,经过拟合可认为其抗拉强度提高系数与应变率提高系数的对数呈线性关系;岩石的弹性模量也随着应变速率的增加而增加,但增加幅度略小于峰值抗拉强度的增加幅度;峰值拉伸应变随应变率增大有增长的趋势,分布在110~130με;不同应变率下流纹岩轴拉应力-应变全曲线的形状有很好的相似性.     

含软土夹层地基高压旋喷桩加固方法研究

含软土夹层地基,用高压旋喷桩仅加固中间软土夹层,不仅可以提高软土地基承载力,相对于传统的桩基加固方法也降低了造价。结合芜湖高压旋喷桩加固软土夹层工程项目,提出了含软土夹层地基高压旋喷桩加固方法,进行了不同位置、不同掺入比、不同龄期下的水泥土的无侧限抗压强度试验和压缩试验,通过对比分析得到合理的掺入比,并得到试件90 d后的无侧限抗压强度和压缩模量。通过理论计算分析了各层土的应力,计算了各层土的沉降,结果表明含软土夹层地基采用高压旋喷桩加固后地基的强度和沉降量均满足设计要求。     

孔隙比变量一维固结方程解析理论

经典Terzaghi固结理论假定固结沉降与超孔压消散间满足线性耦合关系,通过计算土体应力固结度与土体最终沉降量预测沉降发展过程。由于土体固结沉降与超孔压消散间存在不同步耦合效应,沉降发展快于超孔压消散,应用应力固结度预测土体沉降发展误差较大。以孔隙比变量作为固结方程控制变量,根据孔隙比边界条件求解土体固结沉降过程可以有效避开超孔压消散与土体沉降间的滞后耦合效应。以土体连续方程、达西定律、有效应力原理为基础推导孔隙比变量固结方程及边界条件,研究边界条件、土体自重、初始孔隙比分布、非瞬时加载等对土体固结过程与最终效果的影响,比较应力与应变固结度间差异。研究表明初始条件、土体自重等对孔隙比变量解答有较大影响,引起5%左右误差。     

孔隙分布对垫层料冻融强度影响的试验研究

为了研究寒冷环境下垫层料冻融强度机制与规律,利用直接剪切仪对不同孔隙尺寸和不同孔隙数量垫层料冻胀融沉后的试样进行了直接剪切试验,试验结果表明:垫层料强度指标随孔隙尺寸和孔隙数量变化而变化。冻融循环后的摩擦角与等效孔隙数量成线性关系,且线性回归斜率随等效孔隙尺寸的增大而增大;冻融循环后的粘聚力与等效孔隙数量也成线性关系,且线性回归斜率随等效孔隙尺寸的增大而减小。发现存在一个级配范围,可在该范围内调整不同粒径含量,使垫层料冻融后强度基本不变同时渗透性可控。     

颗粒成分对黏性土收缩性能的影响

将黏土失水引起土体体积变形转换为面积变形,提出利用计算机图像处理与像数计算技术,对不同初始含水率的黏土收缩后的面积进行精确计算。利用激光颗粒分析仪对不同膨胀性的黏性土进行颗粒分析;并将颗粒组成与收缩后面缩率进行对比。试验结果表明:自由膨胀率和面缩率的大小与土体的颗粒组成密切相关。随着土体自由膨胀率增加,土体细颗粒含量增加,面缩率增大,土体的收缩性能增强。     

堆场疏浚泥颗粒分选规律及机理

为了确定大面积高含水率疏浚泥堆场的处理面积和选择经济、合理的处理技术,对吹填时堆场内疏浚泥颗粒的分选规律及机理进行了研究.系统调查了南水北调东线江苏段金宝航道N1疏浚泥堆场,并对距离吹填口不同位置、不同深度的疏浚泥进行取样.土样的颗粒分析试验结果表明:堆场内疏浚泥颗粒粒径随着距吹填口距离的增大而减小,黏粒(d<5μm)含量沿程逐渐增大,粒径大于10μm的颗粒含量沿程逐渐减小,粒径介于5～10μm之间的颗粒含量沿程基本保持不变,在水平方向表现出明显的分选性;疏浚泥颗粒在垂直方向上分选性较弱,且分选规律较差.以泥沙运动力学和高含沙水流运动学为理论基础,通过分析吹填过程中不同粒径的颗粒在堆场内的运移规律,对堆场疏浚泥颗粒的分选机理进行了探讨,明确了疏浚泥浆的含水率、颗粒级配、尺寸以及水动力条件等是影响疏浚泥颗粒分选的主要因素.     

泥水盾构泥膜破坏实验及颗粒流数值模拟研究

以南京纬三路过江通道N线盾构带压开舱为工程背景,针对泥水盾构泥膜在气压荷载作用下破坏过程,结合现场施工工艺,进行了室内试验的分析研究。在此基础上利用颗粒流方法,考虑了地层颗粒形状、级配等细观参数,对泥膜破坏过程进行了模拟分析。结果表明:泥膜破坏是因为在气压作用下产生拉应力导致泥膜开裂透气。以0.45 MPa为节点,气压小于0.45 MPa时,随着气压的增加泥膜破坏稳定时间急剧减小;气压值大于0.45 MPa时,随着气压的增加泥膜破坏时间趋于稳定。相应研究结果可为工程实践提供参考。     

基于光纤Bragg光栅的油气工业实时监测技术研究进展

 光纤Bragg 光栅(FBG)是近年发展起来的一种实时高精度监测技术,具有耐高温高压、抗电磁干扰、易于复用与可组网等独特优点,成为油气领域最具前景的监测手段.介绍了FBG 传感技术的发展历程、工作原理,重点分析了全球油气工程中管道完整性监测、油气测井、地震勘探方面的最新应用现状;探讨了目前FBG 传感器在油气田复杂环境条件下实时监测存在的问题,并就未来发展趋势进行展望.