基于尖点突变模型的地震液化和孔压研究

地震液化是一种严重的自然灾害，然而如何准确判断液化目前作的还很不成功。本文以经过持时修正的能量函数和经过粘粒及上覆压力修正的标贯击数为控制变量，以孔压发展为状态变量，根据液化的物理意义、室内孔压发展曲线的特点和国内外实测液化资料，建立了基于修正Zeeman突变方程的孔压液化发展模型。在此基础上，利用统计学中控制“弃真”概率的方法，确定了分叉曲线和新旧坐标之间的转换关系并且从统计的角度给出了不同土的孔压发展曲线。从孔压发展曲线看，对于R＞0的任何土，超静水压力均达不到1，其实这正好反映了宏观液化现象。在宏观震害中，只要有喷水冒砂现象即认为是液化，超静水压力只要能克服埋深而无须达到上覆压力即可使地下水到达地面从而显现宏观液化现象。检验结果表明这一模型是合理的。     

细长杆屈曲后中点位移的确定

利用精确的曲率表达式建立了Euler杆在考虑几何非线性时的微分方程,编制了求解程序,通过算例揭示了压力大于分叉荷载时压力与中点屈曲位移的关系.研究表明,当压力达到分叉点时,Euler杆不但不会丧失承载力,相反其承载力却有一定程度的增长.研究结论与实验结果完全吻合.     

二次曲线作为Mohr包线时的地基塑性区

基于Mohr强度理论和三轴试验结果,建立了Mohr破坏包线的二次型形式.与直线型Mohr-Coulomb准则相比,该破坏模型能反映土体抗剪强度增长随正应力增加逐渐趋缓的特点.在此基础上,基于弹性理论并且抛弃K＝1的假设导出了求解塑性区的方程,与塑性区的几何方程一起构成可以求解的方程组.算例分析结果表明,由本法确定的结果有以下特点:临塑荷载较小且塑性区的形状和发展趋势也不同于传统法得出的结论.     

π平面上原状土的空心扭剪试验

为了通过空心扭剪试验获得原状土在π 平面上的屈服特性,在分析空心扭剪试验仪加载过程和加载特点的基础上,研究了空心圆柱试样可实现的应力状态,并设计了相应的加载路径．与重塑试样不同,原状土样的初始应力状态位于K0 固结线上而不是等倾线上,因此,其加载路径应从原点开始沿K0 固结线行至原始应力状态,然后再在π 平面上进行以初始应力为起点的等p 试验．在考虑原状土的初始应力状态和各项异性的基础上,针对具有不同主应力方向角的平行试样,给出了等p 条件下保持主应力方向角不变的加载路径实现方法,采用该方法可得到任意平均主应力时π 平面上六分之一范围内的屈服曲线,该范围对应于大主应力方向角从-45o~45o．本文设计的加载方案可完成真三轴试验的部分功能,但经济成本相对较低,操作方法简单易行．     

基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响

以某深基坑项目为例,利用小应变硬化模型对基坑开挖全过程进行模拟计算,结合坑外土体三维应力和隧道位移监测结果,研究基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响。结果表明：土体三维应力和隧道变形计算结果与实测数据基本吻合,说明了计算模型的可靠性;基坑开挖引起围护结构向基坑方向最大偏移量为25.8 mm,引起邻近基坑地表最大沉降量为17.7 mm;基坑开挖引起左线隧道向基坑方向最大水平位移约为2.3 mm,向深度方向最大位移约为1.3 mm,与实测值基本吻合,符合规范要求;左线隧道管片最大轴力约为680 kN,最大弯矩约为58 kN·m,隧道砌筑管片能够满足强度要求;基坑外不同位置的隧道在基坑开挖期间均向基坑方向偏移,竖向位移表现为上浮。     

碳纤维布增强二次受力RC构件轴拉计算方法

结合在役钢筋混凝土受拉构件承载力不足的特点,推导了碳纤维布增强二次受力钢筋混凝土构件轴心受拉计算表达式,探讨了预加载程度、持载程度和构件开裂载荷、极限载荷之间的定量关系,并进行了8根碳纤维布增强二次受力钢筋混凝土构件轴心抗拉性能试验研究,分析预加载程度、持载程度对构件开裂载荷和极限载荷的影响.结果表明,粘贴碳纤维布可以有效地提高二次受力钢筋混凝土轴心受拉构件极限承载力.所提表达式与试验数据有较好的一致性,可供实际工程设计参考,并对二次受力钢筋混凝土轴心受拉加固具有理论指导意义和工程应用价值.     

冻土比热的影响因素研究和测试

热参数是进行冻土温度场评估和强度稳定性计算的先决条件,但其数值由于组成材料的多相性和水物态变化的持续性而难以确定。为揭示四相系冻土材料的比热与其干密度、饱和度和温度的关系,研究了压力、温度、物态变化对土比热的影响。在此基础上,依据自然冻土和人工冻土的存在温度、干密度和含水量,配制了多种黏土试样。通过低温恒温循环槽和比热容测试仪等仪器设备,实测了试样的比热容。研究表明,当干密度一定时,冻土的比热随饱和度的增大而增大,其原因在于孔隙水比热对土比热的贡献随饱和度的增大而增大;当饱和度一定时,比热随干密度的变化而变化,但其趋势在高饱和度和低饱和度阶段呈现不同的规律,这可能源于土颗粒与水的质量占比和水土比热的差异都对比热有重要影响但影响权重不同。另外,论文还研究了误差的原因在于热平衡持续阶段的热量损失难以评价,并提出了提高绝热效率的改进方向。     

任意分布荷载作用下Winkler地基梁计算

根据弹性理论和叠加原理,给出了在任意分布荷载作用下,Winkler地基梁的沉降、转角、弯矩和剪力分布计算方法.首先将待求梁转化为无限长梁,求出对应的边界条件力;然后求该无限长梁在分布荷载和相应边界条件力作用下的解,将两部分进行叠加从而得到无限长梁解答,并可以得到沉降、转角、弯矩和剪力.该解答可与基于集中力荷载作用下的Hetenyi解答进行叠加,以解决多种荷载类型作用下的Winkler地基梁问题.     

考虑体积质量变化时非饱和土的土压力系数

利用非饱和土的双应力状态变量表示方法，各向同性和线弹性非饱和土的本构方程以及饱和度与基质吸力之间的关系，建立了非饱和土在考虑基质吸力和体积质量沿深度变化时的静止．主动和被动土压力系数表达式。通过数值积分求出了考虑不同因素作用时的三种土压力系数，并得到以下一些结论：非饱和土的土压力系数不仅与相应的饱和土参数有关，还与深度和基质吸力的分布有关；压力系数在较浅处一般较小，随深度的增加而增大，且三种系数均有在一定深度范围内为零即在地面产生裂缝的可能，主动情况下裂缝深度最大；基质吸力沿深度线性减小时的土压力系数最接近饱和时的土压力系数，且基质吸力减小的越快。两种压力系数越接近。