摘要：颗粒级配、孔隙比是决定粗粒土渗透系数的关键因素。收集并整理得到93组粗粒土全级配(d_(10)～d_(100))、孔隙比数据,采用遗传算法(genetic algorithm,GA)优化的BP(back propagation)神经网络分析和预测粗粒土渗透系数,通过平均影响值法和试验验证,评价各级配粒径对渗透系数的影响大小,探讨孔隙比对粗粒土渗透系数的影响。结果表明:d_(50)为界限粒径,在其他粒径不变,若增大d_(50)及以下粒径,渗透系数就增大,而增大d_(50)以上粒径,渗透系数减小; d_(50)及以下粒径的"细颗粒"对渗透系数的影响大于d_(50)以上粒径的"粗颗粒";按相对权重,d_(20)、d_(80)、d_(40)属于高敏感度粒径,d_(10)、d_(50)、d_(100)、d_(70)为中敏感度粒径,d_(30)、d_(90)、d_(60)为低敏感度粒径。孔隙比对渗透系数的影响大于任一特征粒径,渗透系数与孔隙比呈正相关关系;相同颗粒级配的粗粒土,随孔隙比变化可使渗透系数产生数量级跨越。采用GA-BP神经网络方法,由全级配和孔隙比能较好地预测粗粒土渗透系数。

摘要：海堤的稳定关乎到其保护范围内的生命财产安全,渗压是评判海堤安全的重要指标,潮水位长期作用于海堤,是影响其渗压分布的主要因素,而降雨是影响渗压的重要因素。在潮位和降雨作用下,海堤长期处于饱和-非饱和非稳定渗流状态,易导致海堤失稳和滑坡。为及时掌握海堤渗流场分布,有效监控、分析特殊工作环境下海堤的安全稳定,采用合理的降雨入渗模式,输入实际的动态潮位,利用ANSYS热分析模块,模拟计算海堤渗流场分布。根据前次有限元迭代计算结果调整自由面、溢出点,并由基质吸力修正非饱和区渗透系数,使用ANSYS参数化设计语言编写海堤非稳定渗流场分析程序。先不考虑研究时段内降雨入渗对渗压分布的影响,而后进行潮位和降雨共同作用下海堤渗流场的模拟分析,结果与实测数据吻合度良好,为进一步分析海堤稳定性提供依据。

摘要：结合堆积体边坡上工程设施的设计实例,针对堆积体休止角状态下边坡通道工程问题,分析了高陡斜坡地基上人工荷载施加时地基和边坡的稳定性,对总体运输方案、工程基础设计、锚固方案选择等设计中的关键问题进行了计算和讨论,论证了工程应用的可行性,并提出了处理和解决措施。本研究分析及应用成果对于类似工程具有一定参考价值。

摘要：为了研究某水电站岩质边坡在运行期内不同坡比下的抗风险能力并优化坡比,设计了不同工况(暴雨、地震)和不同坡比下的数值模拟分析。结果表明:(1)坡比一定时,随着降雨强度增加,位移逐渐增大,拉应力则变化较小;随着地震烈度增加,位移和拉应力均逐渐增大,且趋势愈明显。(2)断层区域对坡体位移场有着明显的分割作用,顺向断层则会使应力沿断层方向发生突变。(3)暴雨和地震分别作用下,边坡越陡最大位移均出现了不同程度的减小,且地震强度越大,最大位移对坡比越敏感。(4)在考虑边坡稳定性与工程造价的前提下,对开挖坡比进行组合优化设计后在各工况下为最优选择。研究成果对该工程边坡开挖施工具有较大的参考价值。

摘要：基于RMT-150C岩石力学试验系统,研究循环载荷下砂岩的力学响应,基于提出的E(t)=af(t)+b关系式,根据加载段表观弹性模量的变化规律,将非瞬时加载的滞回环形态分为持续增大、持续减小和先增后减三种形态.指出表观弹性模量的变化是由试样内部微裂隙、微孔洞的压密系数a 1和滑移展开数a 2两种因素共同作用的结果,并结合公式中a=a 1+a 2值的正负变化分析三种形态滞回环产生机理.根据公式中a值和b值随峰值、加载频率和围压变化存在的规律,可由两个及以上已知滞回环完成对其它任意滞回环的预测,并给出了详细的计算公式及流程,同时对每种不同滞回环的实例进行机理分析.试验证明,本预测方法适用于不同峰值(64~112 kN)、不同加载速率(0.2~20 kN/s)与围压(0~20 MPa)条件下三种不同形态滞回环.

摘要：研发了一种掺入了较多HCSA型膨胀剂的自膨胀锚杆,可提升锚杆的极限抗拔力。但对于刚度较低、易变形的介质,自膨胀锚杆的锚固力提升主要因素还不确定。为探明自膨胀锚杆在各向异性初始地应力软岩中的抗拔力提升效果,采用3种壁厚的钢管模拟不同径向刚度的围岩,向钢管内部加入不同膨胀剂掺量的自膨胀锚固材料,通过测试锚固结构的径向膨胀应力和变形的演化规律,推导了在各向异性初始地应力中自膨胀锚杆膨胀应力和位移的分布解析式,建立了应力、变形与钢管壁厚、膨胀剂掺量的关系。基于ABAQUS数值模拟方法验证了公式与试验相吻合,并通过拉拔模拟得到了自膨胀锚杆在低刚度岩土体中的膨胀规律和极限抗拔力的提升效果。研究结果表明:①降低钢管壁厚时,不同膨胀剂含量自膨胀锚杆对应的应力-变形的变化趋势高度一致,在膨胀剂含量较大时,降低钢管壁厚,径向膨胀应力仅减小8.6%,但径向变形量却增大117%,说明扩大头效应更明显。②膨胀剂含量为25%的自膨胀锚杆极限抗拔力在不同刚度的围岩中提升幅度相近,但自膨胀锚杆在相对较高的围岩中抗拔力峰前能量增幅明显更大,达到819%。说明摩擦力对自膨胀锚杆锚固性能的影响比扩体效应更优。最后,建立了以软弱围岩强度参数和初始应力等为判据的膨胀剂掺量设计公式,并在某岩质边坡进行了现场试验,试验结果验证了该公式的可行性。

摘要：水库蓄水运行后,其岸坡水文地质条件较蓄水前发生较大的变化,对岸坡的稳定性造成不利影响,甚至可能引起岸坡失稳。在水库蓄水运行过程发生失稳的岩质滑坡中,岩质顺层岸坡的失稳破坏最为典型,例如意大利瓦依昂水库滑坡、我国湖南柘溪水库的塘岩光滑坡和三峡水库的千将坪滑坡。为了深入研究库水淹没深度对岩质顺层岸坡稳定性的影响,选取典型易滑岩质顺层岸坡为研究对象,建立岩质顺层岸坡概化模型,采用数学和力学理论推导方法,建立概化的岩质顺层岸坡稳定系数与库水淹没岸坡深度之间的数理关系。以千将坪岸坡为例,计算分析了该岸坡的稳定系数在库水位上升过程中的变化。结果表明,该岸坡稳定性系数随着库水淹没岸坡深度的增加而逐渐降低。该研究成果可为其他类似的岩质顺层岸坡在库水位上升过程中的稳定性评价提供参考。

摘要：绢云母片岩是一种易崩解的片岩填料,在大气的长期干湿循环作用下,性能极易发生衰减、弱化。通过开展干湿循环前后不同初始最大粒径绢云母片岩的加州承载比试验和回弹模量试验,探讨其强度变化规律,并结合颗粒分析试验,从崩解的角度解释上述强度变化原因。结果表明,绢云母片岩在经历10次干湿循环作用后颗粒再无明显崩解,粒径为10 mm的颗粒可作为其崩解强弱的分界点,粒径大于10 mm的颗粒崩解较快,粒径小于10 mm的颗粒崩解较慢。绢云母片岩的回弹模量在初始最大粒径为5~10 mm时较大;而其承载比在初始最大粒径为10~20 mm时较大。结合崩解特性,选取初始最大粒径10 mm作为绢云母片岩路基填筑的控制粒径。

摘要：依托埋深条件下低承台2×2群桩基础,在钻孔灌注桩钢筋笼上绑扎换热管形成能量桩,布置振弦式应变计/温度计以测试桩身温度及热致应变。开展恒定水温(35℃)输入情况下,单根能量桩运行对邻近桩基、承台的热力响应特性试验;实测进/出口水温随时间变化、桩身热致应变等变化规律,分析埋深条件对单根能量桩的换热效率及其对承台和邻近桩体热力响应特性的影响规律,并与无埋深条件下的换热效率、热力响应特性展开对比分析。结果表明:试验条件下,3 m埋深条件下的换热效率为2.65 kW,较无埋深条件下提升了约68%,体现出上覆回填土存在一定的持热能力;有/无埋深条件下,桩身热致应力最大值分别出现在桩身中部及桩顶,分别为1.66 MPa和2.14 MPa;随加热过程的进行,桩端阻力呈现先增大后逐渐下降至稳定值的变化趋势,在加热24 h后达到最大值约20 kPa,与进/出口温度差变化趋势一致;有/无埋深条件下承台在加热工况均出现了细微的差异变形,在设计承台能量桩结构时应给予一定的考虑;有/无埋深条件下承台最大热致应力值分别为0.65 MPa和2.34 MPa,对应的最大温度升幅分别为3.6℃和11.0℃。

摘要：钢纤维掺入能提高超高性能纤维增强混凝土(Ultra-high performance fiber reinforced concrete,UHPFRC)的抗压强度,但削弱新拌浆体的流动性能,降低了对抗压强度的增强效果,且影响UHPFRC的工作性能。为研究这种不利影响,以钢纤维体积分数和长径比为变量,进行了A、B两组试验。A组固定水胶比为0.18,不控制流动性能,主要研究钢纤维对流动性能和抗压强度的影响。试验结果表明,新拌UHPFRC流动性能随钢纤维的体积分数、长径比增加而下降;当钢纤维体积率超过一定值(2.00vol%)时,流动性能明显下降,抗压强度增强效果也相应下降。通过X-ray CT扫描发现钢纤维掺入减弱浆体的自密实能力,导致硬化后的基体内部孔隙尺寸增大和孔隙率增加,进而削弱抗压强度。综合考虑钢纤维掺入对抗压强度的正、负效应,提出了抗压强度的半经验预测公式。B组改变水胶比,控制扩展度为240 mm,对比A组研究流动性能控制后,钢纤维体积分数和长径比对抗压强度的影响规律。结果表明,钢纤维体积分数较大时,增大水胶比,保持一定流动性能,能有效提高纤维的增强效果;钢纤维体积分数较小时,在满足流动性能要求的前提下,减小水胶比,可以进一步提高抗压强度。在UHPFRC配合比设计时,应考虑钢纤维对流动性能的不利影响,以提高纤维的增强效应并保证其良好的工作性能。