摘要：土的力学性质受剪胀性的影响,土的剪胀性的存在使得土的变形特性变得更加复杂。工程实践中的土大部分都处于非饱和状态,因此,对考虑基质吸力的非饱和土剪胀性的试验研究是十分必要的。本文采用GDS非饱和反压剪切仪(UBPS),通过控制基质吸力对非饱和粉质黏土的剪胀性进行了直剪试验研究。试验结果表明,基质吸力的变化对非饱和粉质黏土的剪胀性有一定的影响。当竖向荷载小于基质吸力时,土颗粒间的粒间黏结力能够抵抗竖向压力的作用,从而使得非饱和粉质黏土出现剪胀现象;当竖向荷载大于基质吸力时,非饱和粉质黏土出现负剪胀现象(负剪胀即为剪缩);当竖向荷载与基质吸力相同时,非饱和粉质黏土的剪缩量随着基质吸力的增大而减小。

摘要：在应力跌落模型的基础上引进软化阈值,建立了弹塑脆性模型,模拟岩土材料的脆性软化性质。基于Mohr-Coulomb准则,考虑了岩土材料屈服后的塑性软化和体积膨胀,推导了圆形巷道围岩的软化区半径、塑性区半径、洞周位移及围岩内应力表达式,最后通过算例分析了剪胀、软化程度和弹模劣化对破裂区范围的影响,为巷道的稳定分析以及支护设计提供理论依据。

摘要：建议了一个非线性弹性剪胀K -G模型 ,即通过变换应力法将SMP破坏准则简单地引入切线剪切模量Gt中 ,使其能反映中主应力σ2 对土体变形强度的影响 ,并通过在切线体积模量Kt中耦合一个反映剪切过程的系数的方法来考虑土的剪胀性。用该模型较好地预测了粘土、砂土的三轴压缩、三轴伸长与平面应变试验结果 ,并用其进行了挡墙土压力的有限元分析计算 ,计算结果与模型试验结果基本吻合。

摘要：为确保隧道稳定、节约成本,针对围岩应变软化与剪胀效应下深埋隧道的合理支护时机,基于隧道约束收敛理论,提出围岩-支护作用2阶段分析思路,引入初期支护屈服轴力与围岩变形折减率作为合理支护时机的判据。采用三维有限差分软件求解初期支护屈服轴力与围岩变形折减率,分析不同围岩质量、支护类型、初始应力、临界塑性软化系数、剪胀角下围岩预留变形量范围,确定深埋隧道合理支护时机。结果表明:1)岩体质量与初始应力对隧道合理支护时机影响较为显著,但岩体峰后剪胀与应变软化特性较小;2)对于理想弹塑性或剪胀性不明显的岩体,采用内部支护对维持岩体稳定性非常有利,既可减小岩体的应力释放,又可增大围岩变形控制效果。

摘要：基于统一强度理论,考虑渗流、各向异性、剪胀特性以及中主应力等因素的综合影响,推导了柱孔扩张问题弹塑性解答。结果表明,富水条件下的扩孔问题中考虑渗流体积力的影响是非常有必要的,不考虑渗流影响的扩孔压力比实际工程偏小;渗流体积力越大,塑性区半径越小。另外,传统的扩孔解答假定土体为各向同性初始应力状态高估了极限扩孔压力,也低估了扩孔过程中圆孔周边的塑性区范围,造成工程安全等级偏低。该结果为海底圆形隧道以及渗流条件下地下水平构筑物施工弹塑性分析提供了理论依据,对工程设计具有一定参考价值。

摘要：随着我国经济的高速发展和城市化进程的日益加快，市政管线施工成为城市改造、扩建必不可少的一部分。由于管线施工具有局部工期短而影响面大等特有的工程性质，决定了一方面为管线敷设而做的土体开挖不可能有类似大型建筑物地基那样复杂的基坑支护及降水设计，另一方面，管线大都穿越市区建筑、人口稠密地区，一旦发生工程事故，后果不堪设想。因此，对管线施工所需地下降水引起的周围土体变形规律进行研究是一个非常有意义的课题。为此，我们结盟合杭州市污水管道铺设钱塘江北岸开挖工程，对该段基坑周围土体的水平位移、垂直位移进行了现场实测试验，并进行了相应的室内试验。本文是根据现场实测资料所做的部分研究成果，其中所揭露的一些问题也需要同各位专家商榷。

摘要：目前对坝体等粗粒料的强度、变形情况,主要采用Duncan-Chang模型的方法进行预测。但由于粗粒料在高应力作用下会发生较严重的颗粒破碎现象,对其变形和强度特性产生较大影响,使得Duncan-Chang模型预测结果与实际情况存在较大偏差。为此,考虑绢云母片岩粗粒料的特性,结合目前发展的本构理论,建立了一种无黏性粗粒料的弹塑性本构模型。该模型不仅考虑了剪胀性的影响,还通过引入破碎指标反映颗粒破碎对内摩擦角的影响。采用绢云母片岩粗粒料的两种初始干密度下的固结排水试验结果对提出的数学模型加以验证。结果表明,模型计算结果吻合试验曲线,在一定程度上能够反映软岩粗粒料在不同围压下的剪切特性。

摘要：基于双极坐标系和Mohr-Coulomb准则,考虑剪胀特性,在Jeffery和Massinas半无限空间圆形隧道围岩应力解的基础上联立平衡方程,推导了浅埋隧道施工拱顶方向的地层位移弹塑性解,并通过Peck公式、Park公式、Loganathan-Poulos公式和实测数据进行验证,揭示了地层变形机理和既有研究之间的联系,给出了考虑地层参数和施工因素影响的经验参数(地层损失率和间隙参数)定量取值方法。研究结果表明:弹塑性解的假定条件更少,与Peck公式、Park公式的差值在2%以内,与Loganathan-Poulos公式的差值为9.5%;双极坐标求解法从弹塑性分析的角度进一步解释了地层变形机理、Peck公式和各类修正弹性公式,即浅埋隧道开挖也会引起地层弹性和塑性变形,以Peck公式为代表的经验公式法在计算地层变形时,地层损失率在不同地区和施工控制条件下的取值分别对应着不同地层参数(黏聚力、内摩擦角、泊松比、重度和弹性模量)和施工边界条件(埋深、开挖半径、支护力)下的地层弹塑性变形;以Park公式、Loganathan-Poulos公式为代表的各类修正弹性解也可近似看作通过断面椭圆化和下沉等手段的修正来抵消理想弹性解与弹塑性解之间的差值。可见,弹塑性解与既有公式结合能更好地指导现场施工。

摘要：深埋软岩隧道围岩表现出显著的塑性软化与剪胀特性,而当下的理论分析很少同时考虑这两点,导致预测结果与隧道实际变形行为存在一定误差.为解决该问题,本文基于Kelvin-Voigt流变模型和Mohr-Coulomb强度准则,考虑了塑性阶段时围岩软化与剪胀特征,并引入了掌子面空间约束效应,建立了深埋软岩隧道黏弹-塑性计算分析模型.进一步,为考虑锚杆对隧道围岩的支护作用,在理论模型中,利用等效刚度法建立了加固围岩的力学模型.结合围岩塑性半径与锚杆长度相对关系,给出了6种工况下考虑锚杆加固作用的隧道黏弹塑性力学响应的时效解答.此外,通过数值解与理论结果的对比,理论模型的正确性和有效性得到了较好的验证.最后,为研究锚杆支护对围岩的加固效果,基于理论解答,讨论了锚杆安装时间、锚杆刚度及开挖速度对隧道变形的影响.结果表明:在不考虑锚杆加固作用下,开挖速度仅影响围岩前期变形的发展规律,但对围岩的最终变形量几乎没有影响.若不考虑塑性变形将大大低估围岩变形,造成预测结果与实际情况偏差过大.若隧道开挖速度越快,锚杆的安装应尽量提前,才能保证锚杆有效地发挥限制围岩变形的作用.锚杆刚度与隧道位移存在一种亚线性关系,且锚杆刚度的增加也能够延长围岩进入塑性变形所需的时间.本文的研究结果对相关隧道的设计具有一定的指导作用.

摘要：原始邓肯—张模型基于Mohr-Coulomb强度准则和双曲线体变公式,不能考虑土体的中间主应力效应、剪胀性和受扰敏感性,影响了其适用范围和预测精度。现有对邓肯—张模型的改进仅针对某一方面,赵春风的修正邓肯—张模型考虑了中间主应力效应和剪胀性,但没有考虑砂土的受扰敏感性;徐日庆的砂土修正邓肯—张模型考虑了受扰敏感性,但没有考虑中间主应力效应和剪胀性。本文结合赵春风模型和徐日庆模型的优点,建立了考虑中间主应力、剪胀性和受扰敏感性等共同影响的砂土新邓肯—张模型,并探讨了该新模型的适用性,对实际岩土工程设计具有参考价值。