急速增湿条件下湿陷性黄土中桩基的承载性状

入渗增湿条件下,湿陷性黄土地区中桩基的承载性状会因桩周土基质吸力减小和湿陷变形而显著劣化,进而诱发一系列的工程问题。为了研究浸水前后湿陷性黄土中桩基承载性状的变化规律,进行模型桩的入渗试验,同时对桩周土体的变化（包括沉降、体积含水率、基质吸力）以及桩基承载性状的变化（包括桩顶沉降、桩侧摩阻力和桩端承载力）进行监测。将入渗过程中桩周黄土基质吸力变化与桩基承载性状的变化相关联,从非饱和土力学的角度阐明入渗前后桩基承载性状的变化规律和变化机理。研究结果表明,入渗过程中的桩顶沉降和桩端承载力不断增加,桩身轴力大致呈“ D ”型分布,最大轴力出现在入渗过程中。入渗过程中桩周黄土的基质吸力减小,产生湿陷变形,使桩侧摩阻力大小和方向发生改变,进而导致桩基承载性状的变化。基于非饱和土力学原理对传统的剪切位移法进行简化和修正,提出考虑桩周黄土湿陷变形影响的单桩沉降预测模型,并结合试验结果对理论模型进行验证。本文的研究成果有助于进一步完善复杂环境荷载作用下湿陷性黄土地区的桩基设计理论和工程性状评估。     

湿陷性黄土地基不均匀沉降: 砌体结构基础变形规律

由于湿陷性黄土地基抗剪抗弯能力弱、浸水易发生湿陷变形。地基不均匀湿陷沉降变形极易引发地基、基础局部产生脱空现象,本文针对湿陷性黄土地区砌体结构建筑物地基基础局部产生脱空变形进行了研究,假定湿陷性黄土地基表面及地层表面不均匀沉降曲线符合Peck公式,利用静力平衡、Fourier级数对弹性地基梁挠度进行了数学表达式推导,通过自编程序计算,结果发现变量k取10和100时的值基本相同,湿陷性黄土地基表面及地层表面不均匀沉降曲线基本符合Peck公式,计算结果与实际情况基本相符,为湿陷性黄土地区砌体结构建筑检测、加固、维修提供理论依据。     

羊毛湾水库土坝裂缝产生与成因分析

分析了羊毛湾水库土坝裂缝的产生和发展过程，认为主要是由于大坝右坝段下伏黄土层在正常高水位浸水湿陷所致。黄土结构性在排列和联结两方面具有涵盖其粒度，密度和湿度等对土性影响敏感的功能，所以浸水湿化后结构强度不断丧失产生湿陷变形，而且湿陷变形具有突变性，不连续性及不可逆性等失稳破坏特征，使湿陷性黄土的体弯与剪切变形同时发生，且随着一次又一次正常高水位蓄水使其浸水而变形发展，累积在坝体至坝面出现隐裂缝和显裂缝，针对以上分析和勘察试验研究探讨了对坝体的除险加固措施。     

晋南地区大厚度湿陷性黄土场地现场浸水试验研究

结合大同—西安客运专线,对晋南地区大厚度湿陷性黄土进行了现场浸水试验研究;并在典型地区(山西省运城市闻喜县)采集大量原状土样,进行室内试验,获得了一系列黄土力学参数。试验结果表明:该地区黄土属Ⅱ级自重湿陷性黄土;不同深度土层均会出现多次湿陷,湿陷次数随土层深度的增加而减少;在距离试坑边缘不同位置处含水量不同,同时,在深度方向上,10 m以内水分入渗较为容易,10 m以下入渗较为困难;现场实测场地黄土的自重湿陷下限为10 m,和计算得到的场地黄土自重湿陷下限基本吻合;水分扩展形态呈喇叭形,扩散角大致在41°~45°变化;裂缝呈连续环形分布,宽度深度都较小;埋设的张力计和压力计验证了场地黄土湿陷性等级的正确性。该研究对大西客运专线建设具有现实指导意义和应用价值。     

浸水条件对浅埋湿陷黄土隧道受力性状影响的大型模型试验研究

黄土隧道基底岩含水率发生变化会导致拱脚和墙脚失稳甚至坍塌,因此,黄土隧道尤其是整体处于湿陷性黄土地层中的隧道受力性状特性研究已经引起工程技术人员高度重视。为了研究湿陷性黄土地层隧道基底承载力及其湿陷变形问题,通过室内大型模型试验方法,研究了天然基底浸水和不浸水工况下基底受力变形性状。研究结果表明：隧道基底压力径向表现为非均匀分布,在仰拱中间位置处最小,墙脚位置处最大;隧道周边切向应力变化规律与径向应力变化规律基本类似,但变化幅度较小;隧道切向压力与径向压力基本一致,浸水完成后各测点应力值都有所增大。     

非饱和黄土渠道浸水变形的离心模型试验研究

对两种不同的渠道深度和渠底地基厚度的自重湿陷性黄土渠道进行浸水变形的离心模型试验 ,得到了渠道浸水变形、渠道边坡破坏形式及边坡内部土体吸力的变化过程。该项研究对非饱和黄土的结构性、湿陷变形、吸力量测及变化等问题 ,具有理论和实际意义     

尖点突变模型在湿陷性黄土微结构失稳中的应用

根据湿陷性黄土的特点,从稳定性角度出发,分析黄土湿陷的多种湿陷机理.对已建立的湿陷性黄土结构失稳突变模型给出一个完整的尖点突变模型的计算过程.利用突变理论揭示湿陷性黄土发生湿陷的变形机制和规律.通过尖点突变模型的计算推导得出:当应力满足突变模型分叉点集方程时,其相对应孔隙的微结构将发生失稳坍塌.此外,由于突变模型的控制变量随着k(含水量ω的函数)值的增大而减小,说明土体浸水湿化是土体发生湿陷的重要影响因素.     

湿陷性黄土隧道基底加固处理技术

湿陷性黄土是由于黄土在一定的压力作用下受水浸湿后,土的结构迅速破坏而产生显著的附加下沉,并且强度也随之降低的一种特殊结构。黄土的湿陷性有自重湿陷和非自重湿陷两类。在我国60%以上的黄土地区为湿陷性黄土,而且大多出现在地表浅层,黄土地基的湿陷性特征会给即将修建的结构物带来不同程度的危害,可能会使结构物出现大幅度的沉降、裂缝、倾斜、甚至影响其安全和寿命。因而,必须对其进行处理后方可使用。另外湿陷性黄土隧道多位黄土土质结构疏松,孔隙、垂直节理发育,地基承载力不高,具有湿陷性,在遇水侵蚀或较大荷载的作用下,隧道则产生较大沉降。其基底承载力很难满足要求,通常需对基底进行加固处理,湿陷性黄土隧道基底处理常用的方法有水泥挤密桩和树根桩等。     

西宁地区不同湿陷程度黄土的微观结构分析

为防止由于黄土的湿陷性导致道路不均匀沉降问题,通过采用单线法测定不同压力下西宁地区强、弱湿陷性黄土的湿陷变形量,并利用扫描电子显微镜、压汞仪对其内部结构特征进行研究分析,探讨黄土内部结构与宏观湿陷变形的相关性,对路基高度进行合理设计。研究结果表明:(1)随压力增大,强、弱湿陷性黄土湿陷变形均表现为"显著—平缓—稳定"三个阶段,且强湿陷性黄土较弱湿陷性黄土的湿陷量变化增长斜率较陡,发展变形速度快;(2)弱湿陷性黄土较强湿陷性黄土浸水前后的颗粒由松散易被挤密,孔隙也被细小的集粒填充且连通性变差,由间接接触为主的连接方式变为直接接触;(3)强湿陷性黄土较弱湿陷性黄土浸水前后的孔隙面积比例下降幅度较大,孔隙有序性差且孔隙圆形度减小,颗粒易被压碎且集团化程度较弱,孔隙进汞量大,20μm孔径分布含量较高,与其宏观湿陷性具有较好的相关性。     

浸水湿陷黄土隧道加固地基受力与变形性状数值研究

为了研究湿陷性黄土地层隧道基底受力与变形性状及湿陷变形问题,依托室内大型物理模型,通过数值方法系统研究基底浸水和未浸水工况下基底受力和变形性状。结果表明：在基底加固前后,基底应力最大区域均位于墙脚,应力沿横向和纵向都有增大趋势;加固前后基底土体变形规律基本一致;桩体在黄土隧道复合地基中承担大部分荷载,桩土应力比为4～8;加固地基能有效控制浸水条件下衬砌结构的整体沉降。