摘要：墙体位移是影响土压力的核心要素。根据Rankine土压力模型,以试样在单剪试验中的剪切过程近似模拟墙后土体由静止进入极限状态的历程,构建土体剪应变与墙体位移在等极限应变条件下的几何方程和基于点应力状态的剪应力与土压力平衡方程,结合以双曲线表达且与几何方程相匹配的剪应变–剪应力理想非线弹塑性物理模型,建立综合反映土体变形与强度特性及初始应力状态影响的墙体位移–土压力函数关系,讨论极限状态下墙体位移的主要影响因素。分析表明:静止与被动(或主动)状态之间的墙体位移–土压力曲线是土体应力–应变特性的宏观体现,两者随变形的增加呈现出相似的变化规律;主动(或被动)状态下的墙体位移随土体极限剪应变、滑移区范围的增加而增大,随静止土压力系数的降低而减小(或增大);工程设计常用力学指标下的粗细粒土进入主动状态时,墙体位移与墙高之比为0.6‰~15.0‰,被动时为-0.5%^-5.9%,理论分析与相关文献模型试验结果吻合。

摘要：空心砌块是一种防止路基边坡表层土体产生侵蚀破坏的坡面防护结构,其稳定性对于坡面防护影响巨大。鉴于目前工程上空心砌块在降雨条件下容易失稳及砌块尺寸设计无理论可依的问题,以路基边坡表层土体单元在降雨渗流条件下的受力特性分析为基础,推导了考虑渗流方向的无黏性表层土体安全系数表达式,并以此为基础对空心砌块从尺寸设计与形状选择上进行了优化。研究表明:路基坡面表层土体在降雨渗流作用下,稳定性具有从坡顶至坡脚逐渐降低的规律,使得降雨导致的路基边坡表层失稳多从坡脚附近开始,以此向上延伸至坡顶,设计时应该着重加强坡脚处的工程防护强化与排水疏导。通过分析空心砌块内土体单元的稳定性与砌块结构、土体强度及边坡坡度的内在关系,认识到空心砌块高度对防护效果影响巨大。提出了基于水平顺流和顺坡渗流两种工况下空心砌块高度的计算方法。在空心砌块高度满足安全性的前提条件下,以空心砌块单位铺设面积混凝土最小用量为优化目标,通过权衡各种形状空心砌块作为坡面浅层防护的利弊,提出了一种新型的直角六棱空心砌块防护结构。该砌块具有施工方便、制作简单的优势,且相对于常用的正六棱空心砌块能节省混凝土材料20. 9%。

摘要：极限状态下墙体侧向位移对土压力计算和支挡结构设计影响显著。根据Rankine变形体和Coulomb刚塑体模型,将墙后土体变形分别当作单剪和直剪试验中试样的剪切过程,以达到极限剪切变形(剪应变或单位长度剪切位移)作为进入主被动状态标准,构建了土体变形与墙体位移的几何关系,提出了反映土体变形与强度特性,同时考虑静止时初始应力状态影响的墙体极限侧向位移近似计算模型。分析表明:土体极限剪切变形、滑移区范围、初始应力状态是影响墙体极限位移的核心要素,其中极限剪切变形占据主导作用,是导致不同颗粒组成及密实程度土体进入极限状态所需墙体位移差异显著的主要原因,而主被动区范围不同和因静止土压力系数k_0<1引起的初始剪切变形,则是被动状态墙体位移远大于主动的关键因素;算例中主动与被动状态下墙体位移与墙高之比分别介于0.5‰～13.2‰和-0.4%～-5.2%,且主动状态下细粒土墙体位移大于粗粒土,计算结果与工程经验及相关文献模型试验基本一致。

摘要：为掌握骨架防护结构对路基边坡浅层土体稳定性,基于无限长斜坡浅层顺坡平面失稳模式,开展了矩形横、竖骨架与浅层滑动土体相互作用分析,讨论了骨架框内土体的破坏模式及相应判别方法,构建了以工程造价为目标函数的结构优化模型。分析表明:边坡浅层土体存在沿骨架底部剪切滑动、横骨架挡土被动破坏的两种模式,且模式转换阈值lsp主要受土体强度、骨架和边坡几何参数影响;边坡浅层稳定安全系数随骨架宽度和厚度的增大分别呈现线性和指数型增加的规律,而随骨架横、竖净距增大均呈现幂函数型降低的规律;lv=lsp是在边坡浅层稳定性为约束条件下的矩形骨架最优竖向净距,最优横向净距主要受施工费在总造价中所占权重的影响,并随每延米施工费所占比率的增加而增大。

摘要：空心砌块常用于路基边坡的坡面防护,以防止土质边坡表层土体因降雨导致侵蚀破坏,进而保证坡面的稳定。空心砌块内松散土体在雨水渗流下的冲蚀破坏是导致砌块底部脱空、防护结构局部坍塌的主要因素。以渗透作用下表层土体稳定的临界坡角为技术参数,以防止空心砌块内土体被冲蚀为控制条件,建立空心砌块几何尺寸与砌块内土性及边坡坡度的函数关系;针对六棱空心砌块构造特点,提出维持块内土体稳定并具有设计安全储备的几何尺寸优化建议值。

摘要：工程中细料含量介于25%~35%的骨架密实型粗粒土通常表现出良好力学性能,但渗流下呈现管涌或流土的过渡型破坏类型难以准确判别。通过渗透变形试验,基于Kozeny-Carman公式,采用实测渗透系数K引入反映颗粒比表面积S_0和渗流弯曲率T的当量比表面积参数S_0',建立孔隙率n和S_0'相等的均匀毛细管模型;根据级配特征粒径d3与毛细管直径D的关系,提出判别过渡型粗粒土渗透破坏类型的"等效渗透–平均孔径法";借助粒组均匀球形颗粒假定,探讨过渡型粗粒土T与n的关系。研究表明:伴随密实度增加过渡型粗粒土依次表现出发展性管涌、非发展性管涌、流土3种破坏类型;相较于未反映弯曲率的"孔隙直径法"和基于均匀土弯曲率恒定的"变截面法",受S_0'影响的D能体现实际弯曲率对土体渗透性的作用,渗透破坏类型判定结果与试验现象吻合;计算弯曲率T1随n的减小呈线性增长趋势,较好反映了土中实际渗流路径随密实度增加而变长的客观规律。

摘要：对人-椅界面体压分布指标、计算方法及其表征进行阐述,将体压分布指标分为基本指标、静态指标和动态指标3类。其中静态指标包括座椅压力分布SPD%、圆型压力梯度GC以及线型压力梯度GT,动态指标包括动态座椅压力分布DSPD%、压力变化率均方根Pcrms以及区域压力变化率aPcrms。通过不同曲面造型及不同硬度坐垫的体压分布实验研究,结果表明:GC、GT以及SPD%与座椅舒适度成线性关系,GC与GT值越小,坐骨结节处越舒适,SPD%值越小则座椅整体舒适度评价越高;曲面下凹适中的坐垫比平坦的坐垫较舒适;最大压力Pm以及SPD%可以明显的表征坐垫材料的软硬度,硬坐垫的Pm、SPD%值较大,但是当被试体重过大,超过一定的阈值后,SPD%表征材料软硬度的能力失效。

摘要：波纹钢板拱桥横断面抗弯刚度小,在其使用过程中易发生变形而导致在铁路工程中推广应用受限。为此,考虑到波纹钢板拱桥主要借助竖向土压力与水平土压力的共同作用减小截面弯矩,根据正常服役工况下的荷载模式进行结构受力分析,提出波纹钢板拱桥的合理受力状态,即最大限度地减小拱桥横断面主截面弯矩与拱脚水平推力,并得到了波纹钢板拱桥的横断面轴线及内力计算公式。合理受力状态下的横断面与内力特性分析表明:波纹钢板拱桥的横断面形状与竖向土压力及水平土压力有关;拱桥结构的最大轴力出现在拱脚位置,而最小轴力出现在拱顶位置。最后给出了波纹钢板拱桥工程应用建议以及设计流程。

摘要：采用单元模型试验,开展了级配碎石细粒含量、持水状态、与底座接触条件等因素诱发的无砟轨道基床翻浆模拟;定义翻浆区域底座裂隙渗水流量与翻浆面积之比为等效降雨强度(I e),借助路基面积水临界雨强(I c),导出了以I e>I c为条件的路基面离缝积水持时(t d)表达式,提出了判别无砟轨道基床翻浆的“雨强-积水法”,分析了1年一遇降雨下沪宁城际铁路离缝积水特征。研究表明:离缝产生并积水、列车荷载作用是基床翻浆的必要条件,翻浆严重程度与离缝高度、填料细粒含量呈正相关;积水持时主要受雨强、裂隙尺寸和填料渗透性影响,积水持时内承受的荷载次数是翻浆产生的基本要素;对于沪宁城际铁路,其由填料渗透系数决定的临界雨强小于大气降雨控制的等效降雨强度,故易翻浆。

摘要：膨胀土的改良是膨胀土路基工程研究领域中的重要问题之一,结合沪汉蓉通道武康二线襄胡段路基试验工程,分别以生石灰、水泥、粉煤灰以及二灰(粉煤灰—石灰)作为膨胀土的改良剂,通过室内基本试验研究,对各种改良膨胀土的胀缩性、强度特性、水稳定性、龄期效应和干湿循环下其强度变化规律进行了研究,对各种改良膨胀土的改良效果进行对比分析。试验研究表明:石灰可以显著减小膨胀土胀缩性;石灰改良膨胀土相对于其他改良膨胀土具有良好的强度特性、龄期效应和水稳定性,而且石灰改良膨胀土具有很好的抵抗干湿循环后强度减小的特性;水泥改良膨胀土也具有良好的强度特性,但水稳定性较弱;二灰改良膨胀土和粉煤灰改良膨胀土抵抗干湿循环的效果较弱。