土的剪切试验方法及其强度指标的分析与选用

1 引言 土的抗剪强度指标是掐土的内摩擦角Φ和粘聚力C。Φ、C值是挡土墙设计土压力计算、地基承载力确定、土坡稳定性分析、地基稳定性计算。地基基础设计的重要参数。准确测定Φ、C值,最直接和有效的方法是做原状土的剪切试验来获得。由于取土技术条件等因素,对于无法取得原状上样的土类,应采用现场大型剪切试验;对于软塑状态的粘性土,可采用现场十字板剪切试验;对于取土质量较高的土样,可以选用原状上室内剪切试验确定[1]。室内剪切试验常用的仪器主要有直接剪切仪和三轴剪切仪两种。根据太沙基有效应力原理,土的抗剪强度是由…     

场地土动剪模量的试验对比研究

由于土动力参数的不同,土动力计算分析的结果将有一定差异,为更合理的取得地基一基础一上部结构相互作用体系动力特性研究的野外大比例模型试验的场地土的动力特性,在100kPa,200kPa,300kPa3种固结压力下,分别进行了原状土样的循环单剪试验、扰动土样的动三轴试验,得到了2种试验在3种固结压力下的最大动剪模量Gdmax和G／Gdmax-γ,曲线,并进行了对比分析．结果表明,循环单剪试验得到的原状土的Gd一比相同固结压力下的扰动土的动三轴试验值稍低;100kPa和200kPa固结压力下原状土的循环单剪试验得到的动剪模量比G／Gdmax大于相应的扰动土的动三轴试验值,而300kPa固结压力下原状土的循环单剪试验得到的G／Gdmax却小于相应的扰动土的动三轴试验值。     

剪胀角对静压桩挤土效应的影响分析

采用数值方法模拟和计算了不同剪胀角情况下的静压桩挤土效应,分析了土的剪胀性对沉桩挤土位移场和应力场的影响,讨论了相关联流动法则(φ=Ψ)和非相关联流动法则(Ψ=0)在运用于沉桩挤土效应上的差异。通过算例分析表明,沉桩挤土的位移场和应力场的影响范围随剪胀角的增大而增大。     

基于三剪强度准则的非饱和土库仑主动土压力

基于三剪强度准则,结合非饱和土抗剪强度理论,推导得到考虑多种因素影响的挡土墙库仑主动土压力表达式。该式考虑土体非饱和因素,更合理地反映中间主应力在土体强度中的作用,可用于复杂情况下的土压力计算,经算例验证了其推导合理性。相关影响因素分析表明,土压力计算值随三剪强度参数b的增大而减小;随基质吸力的增大非线性减小,而随基质吸力角的增大呈线性减小趋势,其中基质吸力变化对土压力影响较为显著。应用该式,合理确定相关土体参数,可优化设计,提高经济效益,为非饱和土地区工程实践提供了参考。     

考虑剪胀效应的土钉抗拔承载力计算

土钉抗拔承载力是土钉设计中的关键指标之一,但根据相关规范推荐的经验公式得出的计算值范围较大。假定土钉和周围土体的界面强度服从摩尔-库仑准则,并考虑其剪胀性,推导出了土钉侧摩阻力及轴力的解析表达式,从而得到了土钉抗拔承载力的计算公式。通过与试验值的对比,证明了本文公式的有效性。     

考虑参数简化的修正邓肯-张模型

邓肯-张非线性弹性模型被广泛应用于计算围堰修筑、土石坝等水利工程中粗粒土的应力-应变关系。然而,邓肯-张模型参数相对较多、计算结果往往不能充分体现土的剪胀特性。为解决上述缺陷,以邓肯-张模型为基础,提出了参数形式更为简化的应力-应变表达式,并基于沈珠江模型采用二次抛物线形式对应变进行描述,同时对该模型参数形式进行了改进,建立了反映土体体应变-轴向应变关系的体积比表达式。最后通过采用粗粒土和黏性土的试验结果对改进模型进行验证。结果表明：理论计算结果与试验结果吻合较好,改进的模型能够更好地反映土的体应变特征和应力-应变关系,为实际工程中土体的应力-应变关系计算提供了参考。     

桂林压实红粘土抗剪强度与含水率关系

红粘土是一种典型的特殊土, 其强度特性较普通粘土复杂. 为了探讨影响红粘土强度的因素, 对干密度相同而含水率不同的压实桂林红粘土试样进行了一系列固结快剪试验, 得到了粘聚力和内摩擦角与初始含水率的关系. 试验结果表明, 峰值凝聚力和残余粘聚力都随试样初始含水率的增大而减小, 峰值内摩擦角和残余内摩擦角均随试样初始含水率增大先增大后减小. 另外, 探讨了剪切过程中桂林红粘土的剪胀性. 最后, 将试验结果与Bishop和Fredlund非饱和土强度公式的计算值进行比较, 指出目前非饱和土强度公式无法预测非饱和桂林红粘土的强度.     

稳定计算抗剪强度指标的选取

土的抗剪强度是边坡稳定计算的重要指标,广州番禺地区地基以淤泥质土为主,含水率高,抗剪强度低,用原位十字板剪切试验指标进行稳定计算的安全系数大于用快剪指标计算的安全系数,本文对此结果进行分析讨论,提出指标选取的原则及注意事项,以期稳定计算更贴合工程的实际情况。     

土钉抗弯剪能力分析

通过应力分析,将土钉的抗弯剪能力对被加固基坑边坡稳定安全系数的影响视为加固区土体有效容重的减小,采用数值模拟FLAC程序对不同坡高的基坑土钉墙在考虑和不考虑土钉的抗弯剪作用下的稳定安全系数进行数值计算与对比.结果表明,在常规土钉墙支护深度范围内,土钉抗弯剪作用能较明显地提高基坑边坡稳定安全系数.     

土的抗剪强度指标对边坡稳定分析的影响

探讨土在不同排水条件时抗剪强度指标对边标稳定安全系数计算的影响,推导出按Janbu法分析边坡稳定性时,采用不同抗剪强度试验指标的计算公式,通过计算实例说明,选取适当的抗剪强度指标来分析计算边坡稳定性十分必要。     

人工冻土单轴抗压强度GA-SVM预测模型

为了预计冻结法凿井中井壁结构设计中的人工冻土单轴抗压强度,利用支持向量机在处理小样本分类学习的独到优越性及遗传算法全局并行搜索优化的特点,结合影响人工冻土单轴抗压强度因素,提出了人工冻土单轴抗压强度不同核函数的遗传支持向量机计算模型,并运用该模型预计了两淮地区第四系人工冻土单轴抗压强度。结果表明,多项式核函数的遗传支持向量机模型较高斯径向基核函数及Sigmoid核函数的遗传支持向量机模型较准确地预计人工冻土单轴抗压强度。该模型为人工冻土单轴抗压强度的预计提供了一条新途径。     

变电站站址土壤结构分析

土壤分层结构模型是进行接地系统分析设计的基础。采用电磁场理论推导出点电流源在多层土壤条件下的地表电位分布公式 ,并以此为基础推导出用 Wenner法测量得到的视在电阻率与极间距的关系。通过引入非线性目标函数 ,将求土壤参数问题转化为求目标函数的极值问题 ,选用适当的优化计算方法得到与理论值吻合较好的土壤结构参数。所研制的土壤分层软件在实际变电站站址土壤结构分析中得到了应用 ,分析结构与实际结构基本吻合     

正常工作条件下土钉与土层间的摩擦力研究

土钉支护中，抗拔试验与土钉正常工作情况是不一样的，本文通过分析，找出了计算土钉在正常工作情况下摩擦力的计算方法，并结合工程实例加以说明。     

关于冻土蠕变试验中的数据处理问题

根据冻土蠕变试验数据的持点，指出采用幂函数关系回归冻土蠕变方程存在一些缺点，提出对试验后期数据的拟合应采用加权最小二乘法，这对确定冻土稳定蠕变的起始点和计算冻土结构变形量有一定的意义。     

土层地震反应显式计算中阻尼矩阵系数的选取

针对LS-DYNA程序关于土层地震反应显式计算中形成阻尼矩阵的方法开展讨论.首先,讨论了采用质量比例阻尼矩阵假定对各阶振型阻尼比带来的影响;然后分别应用时域和频域分析方法对三种不同类型土层的地震反应进行计算,通过比较时域和频域的计算结果,探讨了采用质量比例阻尼矩阵假定对计算结果的影响;最后,对质量比例阻尼系数的确定提出了建议:当仅计算土层地震位移反应或当土层基频高于下卧基岩输入地震波的主要激励频率条件下计算土层地震加速度反应时,以目前由土层基频计算质量比例阻尼系数的方法是可行的;但当土层基频接近于,特别是远低于输入地震波的主要激励频率时,应用土层基频和输入地震波反应谱峰值频率的算术平均值替代土层基频计算质量比例阻尼系数,可有效提高土层地震加速度计算精度.     

渐近均匀化方法在土钉支护变形中的应用

利用FLAC-3D建立模型,结合渐近均匀化方法求得了土钉和土组合成的复合体的等效模量,并对土钉支护的变形性能进行了分析.通过与实测结果的对比,验证了采用渐近均匀化方法对土钉支护变形进行分析是可行的.     

饱和软地层中土锚的时间效应

通过室内土工试验及原位土锚测试,提出了剪力模型,确定了土锚承载能力及位移量对时间的依赖关系。并推荐了确定土锚蠕变量和松弛量的方法。对于指导工程应用和设计有重要作用。     

高速铁路桩承式结构路基地基沉降计算方法

采用Mindlin-Boussinesq联合求解桩间土的附加应力,再根据e-lgp曲线法(e为孔隙比,p为土体压力)计算地基沉降的方法对高速铁路两种刚性桩桩承式结构地基进行了沉降计算,并与现行计算方法及现场实测数据进行对比分析.分析表明:现有规范计算方法对高速铁路路基荷载作用下刚性桩桩承式结构,及超固结或结构性较强的地基土体沉降计算有局限性;Mindlin-Boussinesq联合求解刚性桩桩承式结构地基中桩间土的附加应力沿深度的分布规律符合实际工程分布情况;Mindlin-Boussinesq联合求解附加应力并根据e-lgp曲线法计算地基沉降的方法的计算沉降值与实测值较为接近,并能考虑刚性桩复合结构地基设置参数情况及地基土应力历史等影响因素.     

分层土中单桩的水平动刚度计算

根据能量守恒原则,利用桩的水平静载变形曲线求取分层土等效为均匀土层的参数;采用Winkler地基梁模型计算了分层土中桩的水平动刚度,并针对Winkler地基梁模型计算动力问题的缺陷提出修正建议。本文中提出的方法也可用于分层土中单桩弯曲、垂直动刚度的计算。     

应力迁移对软土固结计算的影响

应用Biot软土固结理论,在有限元中考虑土体的拉裂和屈服破坏对计算结果的影响,采用迭代算法,使计算结果更接近实际.以某软基路堤处理为实例,计算了迭代前后的数据,以说明迭代算法的合理性.