基于数值模拟的滑带土蠕变特性研究

选取黄土坡临江Ⅱ号崩滑堆积体上TP4平硐内的滑带土进行了室内三轴蠕变试验,选择Burgers蠕变方程对参数进行辩识,并利用FLAC 3D对室内三轴蠕变试验进行了数值模拟,在此基础上对滑带土的蠕变特性及其长期强度进行了研究。结果表明:滑带土的流变性较强;数值模拟试验结果与室内三轴蠕变试验结果具有很好的相似性;利用数值模拟试验结果可以获取滑带土分别加载下的等时曲线,最后可得到滑带土的长期强度参数(即内聚力c∞为21.2kPa、内摩擦角φ∞为18.56°),这为进一步研究滑坡的长期稳定性奠定了基础。     

巴东组紫红色泥岩干湿循环强度弱化特性的试验研究

三峡库区发育有大量三叠系巴东组第四段紫红色泥岩(T_2b~4,简称为巴东组紫红色泥岩),受库水位升降的影响其强度易弱化而影响库岸边坡的稳定性,开展三峡库区巴东组紫红色泥岩强度弱化特性的研究可为相关工程地质条件的评价提供参考。首先,依次开展了干湿循环试验和三轴压缩试验,分析巴东组紫红色泥岩的强度弱化特性,并通过CT扫描试验观察试样表面与内部的细观损伤特性;其次,基于CT扫描重构模型,开展了考虑试样内部初始损伤的三轴压缩条件下数值模拟试验;最后,基于岩石的变形特征,提出考虑岩石变开过程压密阶段的能量消耗的一种新的能量耗散模型。试验结果表明:0～10 kPa预应力下的干湿循环试验只对试样表面粗糙度有轻微的影响;干湿循环条件下,试样的峰值强度和残余强度与干湿循环次数呈负线性相关;基于CT扫描重构模型的试样三轴压缩数值模拟试验结果与室内三轴压缩试验结果具有较好的一致性,能体现试样内部的初始损伤特性,更符合实际;改进后的能量耗散模型适合于分析考虑岩石压密阶段的变形过程。     

武汉软土小应变硬化模型参数试验研究

小应变硬化(HSS)模型考虑了土体在非常小的应变条件下刚度的高度非线性,在深基坑工程变形分析中得到广泛应用,其中如何确定土体的各个模型参数是应用该模型的关键。针对武汉软土地区,结合国内外文献中对HSS模型的研究成果,总结了HSS模型中各个参数的确定方法,并以武汉市两个软土深基坑工程为背景,利用三轴固结剪切仪和GDS动三轴仪进行了三轴固结排水剪切试验和动三轴试验研究,获得了HSS模型所需的土体强度、小应变刚度等参数。在此基础上,构建了HSS模型中各个参数的经验关系,并根据国内外学者的研究成果,结合本文室内试验的结果,提出了一套完整的武汉市软土深基坑工程HSS模型参数的获取方法。研究成果可为武汉市类似工程地质条件下的深基坑工程变形分析提供参数和技术支撑。     

含球状风化体混合花岗岩边坡稳定性及加固方案

在我国公路路线建设过程中,不可避免地会遇到地形起伏较大的地质环境,一般采取以深挖路堑形式通过,这可能会形成含球状风化体混合花岗岩边坡。混合花岗岩边坡坡体中球状风化体的存在易形成落石及崩塌,为此开展此类边坡的稳定性分析及加固措施研究显得十分重要。以某拟建公路K248+640标段含球状风化体混合花岗岩边坡实际工程为案例,根据现场勘察得到的球状风化体含量,采用随机程序生成半径1 m的球状风化体数据,并导入PLAXIS2D中构建相应边坡数值模型;利用有限元强度折减法开展边坡稳定性研究,探究不同工况下边坡的稳定性,并提出了3种不同的边坡加固方案;通过该类边坡不同加固方案位移、剪应变、稳定性系数等方面的数值模拟分析,并经过现场实测数据的印证,揭示了锚索格构梁方案加固该类边坡的可行性。结果表明：(1)含球状风化体混合花岗岩边坡稳定性变化规律表现为,最大剪应力随开挖步数逐渐增多整体上呈现出前期缓增、中期陡增、后期缓增的阶段性发展特征;(2)被动支护与主动施加反压力支护对含球状风化体混合花岗岩边坡支护效果有明显的不同,总结出被动支护与主动施加反压力支护的区别;(3)数值模拟与现场验证相结合,监测数据显示...     

抗剪强度折减系数法在基坑土钉墙稳定性分析中的应用研究

深基坑土钉墙支护结构由于其经济可靠且施工快速简便,已在许多国家得到迅速的发展和应用。但由于土钉墙支护基坑边坡稳定性分析中土体计算参数的难以确定,常常误导土钉设计,造成众多基坑土钉墙事故的发生。笔者根据抗剪强度折减系数理论,并结合FLAC3D三维动态仿真模拟．分析了基坑土钉墙在开挖与支护作用下的应力场与位移场分布形态特征,据此得出其发生扰动后的综合强度参数,以此综合强度参数计算基坑坡体的安全系数,为基坑土钉墙稳定性分析提供了有效途径。     

非饱和黄土边坡稳定性分析及影响参数研究综述

对现有非饱和黄土边坡稳定性分析的研究现状、理论基础、分析方法、破坏机制等进行总结,针对现有数值分析方法,对影响非饱和黄土边坡稳定性的参数进行归纳。总结得出在进行非饱和黄土边坡破坏机制研究时,将宏、微观试验结果结合具体边坡剖面监测数据,进行边坡破坏机制及非饱和土抗剪强度理论的研究;在采用数值方法分析黄土边坡稳定性时必须考虑孔隙水压力的变化及可能由于湿陷导致的体积变形,通过试验或反演分析确定合理的抗剪强度参数,从理论上清楚各参数如何影响边坡的稳定性;并且在有条件的情况下从微观层面探讨非饱和边坡中土骨架变形特征,从而系统地完成边坡稳定性分析。在未来非饱和黄土边坡稳定性分析研究中,仍需以非饱和土力学为基础,紧密结合岩土工程与地质工程其他学科,进行交叉研究分析,从宏观到微观、由表及内总结非饱和黄土变形机制。如果条件允许在勘察过程中便可以采取数值模拟方式对现有坡体进行稳定性分析及变形模拟,并分析其主要影响因素,进行提前预防控制。     

老填埋场竖向加高扩容工程的沉降计算与分析

针对老填埋场竖向加高扩容时垃圾堆体沉降机理的特殊性,将老垃圾堆体的沉降分为3部分:主固结沉降、次应力沉降、降解沉降,并研究各部分沉降的计算方法。结合工程实例,对沉降计算公式中有关参数取值进行探讨,并对扩容垃圾荷载作用下原垃圾堆体的沉降发展趋势进行分析,为扩容工程设计采取相应的沉降控制措施提供了依据。     

填埋场垃圾堆体平面压实工程试验研究

原生垃圾密度很小，为提高填埋垃圾堆体密实度、延长填埋场使用寿命，对填埋垃圾进行压实处理很重要。本文通过现场工程试验对影咱填埋垃圾堆体平面压实效果的主要因素进行了系统研究。实验结果表明：为取得最佳的垃圾堆体平面压实效果，最佳垃圾摊铺厚度在0.5m—0.7m之间，最佳机械行程次数为3次，增加碾压次数有利于提高垃圾堆体密实度，垃圾最佳含水率在30％——50％之间。     

基于FLAC3D模拟和强度折减法的滑坡稳定性计算

滑坡稳定性分析是研究滑坡风险、监防工程的基础。本文以万州区金金子滑坡为例,通过对滑坡监测资料的分析及滑坡计算工况的选取,建立了该滑坡三维地质模型和地下水位模型,同时采用FLAC3D软件模拟并结合强度折减法的思想对该滑坡进行了稳定性计算,并将其计算结果与极限平衡法相比较,结果表明:基于FLAC3D软件模拟与强度折减法结合的滑坡稳定性计算简单可行,计算得到的滑坡稳定性系数略高于极限平衡法;但强度折减法折减系数有待加权取值以提高精度。     

水泥固化吹填海砂的强度特性

临海地区的吹填海砂资源丰富,吹填海砂用于路基填筑既能节约耕地,又能降低工程造价,是经济效益和社会效益双丰收的好事。吹填海砂不是路基填筑的理想材料,需要采取加固措施。该文针对水泥加固吹填海砂,采用无侧限压缩和三轴剪切试验系统地研究了水泥含量、含盐量和击实条件对水泥固化海砂强度数的影响。试验结果表明,水泥固化海砂的水稳性好,强度满足路基填筑要求;水泥固化海砂延迟7 d压实,也不影响水泥固化海砂的路用性能。     

生活垃圾填埋堆体孔隙结构模拟实验的CT测量分析

生活垃圾堆体作为一种多孔介质,其孔隙的结构及分布均影响垃圾降解和水气运移。采用CT技术测量生活垃圾模拟填埋堆体初始和降解后状态的孔隙结构,并选取降解初始和稳定阶段的2个时刻扫描图像中垃圾堆体内部的孔道长度、孔喉面积、孔隙配位数及孔隙连通参数,对其进行对比分析。结果表明:微生物降解极大地改变了垃圾堆体内部的孔隙。从孔隙参数的绝对数值看,垃圾的降解使垃圾孔隙度、孔道密度、孔喉密度、配位数均得到减小。从孔隙参数的分布规律看,垃圾的降解使垃圾孔道长度分布更趋于单调下降,孔喉面积分布由单调下降向单峰分布转化,配位数分布的幂函数下降规律保持不变,但是下降梯度变大。     

填埋场垃圾堆体斜面压实工程试验研究

通过现场工程试验对填埋垃圾堆体斜面压实效果进行了影响因素的研究．试验证明：在垃圾填埋作业过程中，压实机械对填埋垃圾堆体斜面压实的效果受垃圾堆体斜面坡度、垃圾堆体构造层厚度、压实机械行程次数以及压实机械的行驶方向等因素影响显著．实验结果表明：为取得最佳的垃圾堆体斜面压实效果，斜面最佳坡度在1：5～1：4之间，最佳垃圾摊铺厚度在0．6m～0．7m之间，最佳机械行程次数为3次，压实机械的行驶方向为坡下向坡上．     

垃圾填埋场垃圾堆体压实机理研究

通过填埋场现场运行实验，对生活垃圾在填埋场中的压实机理进行了研究，实验结果表明，压力是决定压实效果的最重要的外在因素，垃圾在外力下的形变大体可分为三个阶段：垃圾组分之间的大空隙被填没，垃圾体不可逆蠕变，垃圾体的范性变形；决定压实效果的内在因素有垃圾组分、垃圾含水率等。另外，作业过程中垃圾堆体的摊铺厚度、机械行程次数、行驶速度和坡向及坡度等也是影响垃圾堆体压实效果的重要因素。     

北方干旱地区非正规垃圾填埋场堆体特征及环境影响分析

填埋是我国垃圾处理的主要途径。处于不同气候条件的垃圾堆体对周边环境影响程度不同,在治理过程中要充分考虑填埋场特征选择适宜的污染防治及修复措施。以北方干旱地区典型非正规垃圾填埋场为研究对象,通过垃圾堆体理化性质、填埋气组成以及微生物群落结构的检测分析,研究干旱条件下垃圾堆体的特性。结果表明:场内垃圾呈弱碱性,有机质浓度为5.9%~17.4%,含水率为5.4%~7.8%;填埋气组成与准好氧填埋场相近,垃圾堆体中有机质浓度对CH₄、CO₂和CO生成量起到决定性作用;堆体内优势降解菌为Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)、Actinobacteria(放线菌门)以及Bacteroidetes(拟杆菌门),物种丰度与垃圾降解进程及有机质浓度密切相关;在北方干旱地区垃圾填埋场渗滤液产生量小,堆体对周边环境影响较小;对于有机质浓度低于20%,pH呈弱碱性的垃圾堆体,在制定封场方案时可因地制宜地采用简易覆盖方式进行差异化治理修复。     

北京建筑垃圾堆放场春季降尘量与源距离关系探讨

以北京某建筑垃圾堆放场为研究对象,通过在建筑垃圾堆放场2.5 km范围内放射式布点,于2019年4月对降尘进行监测,探究了建筑垃圾堆放对环境空气中降尘的影响。结果表明:监测范围内降尘量普遍高于北京市同期降尘月平均水平。建筑垃圾堆≤150 m范围内降尘量最高,平均值为75.09 t/(km²·30 d);随着与建筑垃圾堆距离的增大,150～500 m范围内降尘量数值仍偏高,但有明显的下降趋势,平均值为32.53 t/(km²·30 d);在距离>500 m后,降尘量数值变化趋于平缓。建筑垃圾对降尘的主要影响范围在半径500 m内,受主导风向控制,建筑垃圾堆东北部受影响明显较大。     

攀枝花西渣场灌浆胶结炉渣强度的试验研究

针对攀枝花西渣场采用灌浆胶结炉渣加固边坡工程,开展了灌浆胶结炉渣单轴压缩试验和三轴压缩试验,研究了胶结炉渣体的破坏模式、强度特征及其对边坡稳定性的影响.试验结果表明:随着灌浆胶结炉渣中炉渣含量的增加,其内部结构不均匀性更加突出,试验加载过程中压应力区和拉应力区相互交错分布,最终破坏时受劈裂破坏和剪切破坏共同作用,其破坏...     

川东天台乡滑坡滑带土蠕变特征

为了研究川东天台乡滑坡滑带土的蠕变特性和长期强度,首先对滑带土进行了三轴固结排水蠕变试验,得到了不同围压、不同应力加载等级下的全过程蠕变曲线,并采用"陈氏加载法"得到分别加载的蠕变曲线;然后根据蠕变试验结果,建立了反映滑带土蠕变特性的Singh-Mitchell蠕变模型,并对该模型进行了参数辨识,结果表明Singh-Mitchell模型能够很好地模拟该滑带土的蠕变特征;最后利用应力-应变等时曲线得到了滑带土的长期强度参数为c=23.6kPa、=9.7°。该研究结果为进一步研究天台乡滑坡变形规律、滑坡治理和滑坡中长期预报提供了依据。     

武汉市某简易垃圾填埋场稳定化评价研究

根据填埋垃圾的降解特性及数据易得性,首先确定陈腐垃圾中有机质、渗滤液COD、填埋气CH4为填埋场垃圾稳定化程度的判别指标,然后建立稳定化程度(完全稳定、比较稳定、基本稳定、未稳定)评价分级标准,最后运用模糊综合评价法对武汉市某简易垃圾填埋场种不同填埋时间垃圾堆体的稳定性进行综合评价。结果表明:填埋8~12年的垃圾堆体已基本稳定,可进行低度利用,在中、高度利用之前需治理;填埋12~18年的垃圾堆体已比较稳定,可进行中度利用,在进行高度利用之前需治理;填埋18年以上的垃圾堆体已完全稳定,可直接进行高度利用。这为武汉市乃至全国范围内大量陆续关闭的老简易垃圾填埋场的维护再利用提供了参考依据。     

黄土挖填场地桩筏基础承载特性的数值模拟研究

为充实黄土地区挖填结合场地桩筏基础物理模型试验的相关结论,应用FLAC3D数值分析工具对分级荷载作用下跨越黄土挖填结合区的桩筏基础进行了深入分析,研究了黄土地区挖填结合场地桩筏基础的受力特点和变形特征,并综合部分模型试验结果,验证了数值分析结果的可靠性。结果表明:黄土地区挖填结合场地的桩筏基础桩基承载性状均为端承摩擦桩,且挖方区和挖填结合区灌注桩的承载性能优于填方区灌注桩;黄土挖填结合区由于土层工程性质差异以及填土厚度不均,在荷载作用下极易产生差异沉降,造成筏板下地基土出现"葫芦瓢"形的沉降特征,引起筏板的挠曲变形,不仅使筏板自身产生较大的弯矩,也对下部桩基的弯矩产生重要影响。该研究成果可为黄土地区挖填结合场地的桩筏基础设计提供参考。     

压实坡积土的应力应变关系三维曲面初步研究

对两组不同含水量的压实坡积土样进行三轴CD试验,利用试验得到的ε1～q曲线以及体应变εv、剪应变εr、平均正应力p和广义剪应力q等数据,通过神经网络反演,并采用可视化处理技术,得到试样的部分应力应变关系三维曲面,为三维数值建模研究创造条件。