摘要：混凝土面板作为面板堆石坝的关键防渗结构,其应力变形安全对保障工程安全运行至关重要。目前工程中普遍采用混凝土单轴标准强度评价面板应力安全,该方法忽略了面板应力状态对其强度的影响,会对面板破坏范围作出不合理的判断,因此,提出了基于多轴强度准则的混凝土面板应力安全评价方法,该方法通过确定混凝土强度调整系数及多轴强度应力水平指标评价面板应力安全。联合基于位移多点约束法的面板精细化计算方法及改进黏弹性方法全面考虑动位移和永久变形对面板动应力的影响,细致模拟地震过程中面板破坏发展过程。以强震区狭窄河谷上240 m级特高面板坝为例,对比分析了文中提出的多轴强度方法与当前单轴强度方法判断面板破坏范围的差异,结果表明:正常蓄水期,坝肩两侧面板位于“抗压强度削减区”、河床面板均位于“抗压强度增强区”,其中河床底部面板强度增加尤为明显,两种方法判断的面板受拉破坏区基本一致,但受压破坏区存在较大差异;遭遇地震情况下,多轴强度方法判断的面板受拉破坏区略小,而两种方法受压破坏区的位置和大小均存在显著差异。鉴于单轴强度方法无法考虑面板应力分布对其强度的影响,建议采用多轴强度准则指导特高面板坝混凝土面板设计和施工。

摘要：铜片止水是水工混凝土结构分缝之间最重要的止水构件。混凝土结构在自重和水荷载作用下,常产生不均匀变形,使结构分缝之间的铜片止水产生拉伸(压缩)、沉陷和剪切三向变形(相对位移)。铜片止水的安全性取决于三向变形的量值,常通过三个方向的位移单独判断,未考虑三向位移的耦合作用。本文设计制作了两种尺寸共计40个铜片止水试件,通过三向加载独立控制的试验平台对铜片止水进行了不同拉伸、沉降位移的剪切试验,研究了铜片止水的剪切变形规律和破坏形态,得到了三维位移空间中的破坏包络面,提出了一个三向变位条件下铜片止水的变形破坏准则,可用于铜片止水的安全性判断。

摘要：基于大型三轴试验数据,研究了级配和相对密度D_(r)对鄱阳湖地区级配不良偏细砂砾石料强度和变形特性的影响。结果表明:随着小于5 mm粒径颗粒质量分数的增加,砂砾石料压实性能降低;随着大于5 mm粒径颗粒质量分数P_(5)和D_(r)的增大,强度指标、初始切线弹性模量与体积模量增大;本文研究范围内,随P_(5)和D_(r)的增大,强度指标c、φ、φ_(0)、Δφ线性增大,且P^(5)和D_(r)对强度指标的作用效应几乎不存在相互影响;随P 5和D_(r)的增大,邓肯E-B模型参数K、K_(b)增大,且P_(5)越高D_(r)对K、K_(b)的影响越显著,D_(r)越大时P_(5)对K、K_(b)的影响越强烈,存在相互影响效应;提出了考虑级配与D_(r)双重影响的强度指标和变形参数经验计算公式,该公式能高精度预测鄱阳湖地区级配不良偏细砂砾石覆盖层料的力学指标。

摘要：开展了超高沥青混凝土心墙坝砂板岩堆石混合料的试验研究。研究结果表明:随板岩含量的提升和孔隙率的增大,应力应变曲线软化特性趋弱硬化特性增强、剪切峰值降低,剪切过程中的体变增大且剪胀现象减弱,相应的线性强度c,φ和非线性强度指标φ_(0),Δφ均降低,邓肯模型参数K与Kb减小;建立了同时可反映孔隙率、板岩含量的强度指标及邓肯模型参数经验公式,能较高精度地预测不同板岩含量、不同孔隙率砂板岩堆石混合料的工程力学特性;板岩含量是影响渗透性能的重要因素,随板岩含量的提升渗透系数降低,工程建设中对于含板岩的堆石料应关注排水设计。

摘要：现阶段堰塞坝开发利用工程设计建设大多沿用传统土石坝相关技术理论,应急抢险、风险分析及开发利用可行性分析完成后,缺少针对堰塞坝开发利用效果的定量评价方法。通过分析社会及生态、供水灌溉、发电功能及投资回报等堰塞坝开发利用需求,建立堰塞坝开发利用综合评价指标体系和多级模糊综合评价模型,引入云模型改进的层次分析法确定各指标权重,结合构建的隶属度函数确定各指标隶属度,并以红石岩、唐家山、白格、舟曲泥石流堰塞坝为典型案例,综合评价国内典型堰塞坝开发利用效果。结果表明:堰塞坝开发利用综合评价体系满足需求效果及收益最大化的评价要求,改进的多级模糊综合评价模型较好地解决了评价指标随机性、离散性等问题;综合评价结果与工程实际情况基本相符,评价体系及模型具有较好的适用性。研究成果可为堰塞坝开发利用综合评价提供理论参考和实践依据。

摘要：针对水压和波浪荷载作用下大直径钢圆筒护岸结构的受力和变形特性,开展了离心模型试验研究,分析了耦合荷载作用下的筒体位移和转角,采用PIV技术分析了土体的流动机制。试验结果表明:在开挖施工期,土体孔压迅速上升,开挖完成后孔压逐渐趋于平缓,但是孔压的变化具有迟滞性,开挖完成一段时间后土体孔压才能保持平稳;随着开挖施工的进行,筒体发生向陆侧的旋转,在开挖进行旋转速度最快,开挖完成后转角变化逐渐趋缓,筒体最大转角为0.32°,最大水平位移为358 mm,方向指向陆侧;在筒体旋转的影响下,地基土发生显著的水平位移,但当距筒的距离超过30 m后,土体的位移较小可忽略不计。总的来说,筒体在施工期位移和变形较小,未发生倾覆和滑移破坏,表明采用该结构能够满足工程要求。

摘要：传统石笼网垫以网片作为隔断,需耗费大量人力施工,为采用碾压工艺,节省人工,缩短工期,用胶结碎石格构作为隔断设计新型石笼网垫,并开展了传统与新型两类石笼网垫单元体的冲刷试验进行对照。通过设置不同逊径比的石笼网垫单元体冲刷试验,分析对比两类石笼网垫单元体的逊径颗粒流失特性、流速减缓幅度及冲蚀面积随逊径比变化特征,探究石笼网垫最佳逊径比和胶结碎石格构隔断的作用特性,并进一步针对同一尺寸的新型石笼网垫单元体中胶结碎石格构隔断数量的效果开展了冲刷试验研究。结果表明:两类石笼网垫单元体逊径流失量、减缓冲刷流速的能力、冲毁面积都随逊径比增加而增加,传统石笼网垫的逊径比宜为10%~15%,新型石笼网垫的逊径比可在10%~20%;新型石笼网垫中的胶结碎石格构隔断能有效减少逊径颗粒的流失;对于同样试验尺寸的新型石笼网垫单元体,胶结碎石格构隔断数量从1个增至2个时,能显著减少逊径颗粒的流失并缩小冲蚀面积,当格构数量继续增加,则无明显减小。研究结果可为推广少工期、省人工的新型石笼网垫护岸结构的设计与施工提供参考。

摘要：微型土压计是岩土离心模型试验的重要测量技术之一。为解决刚性土压计测量中拱效应、尺寸效应、厚径比等经典误差问题及提升频响速率和精度,尝试开发了一种全新软接触式微型土压计ESP-II,介绍了其技术创新和设计方法。以两种国际代表性土压计为参考,设计开展一系列离心模型试验,对其感应精度、速率和适用性进行评价。主要结论:①逐级加载离心加速度5g~50g试验下,各深度ESP-II和两种参考传感器测试结果与理论值的平均误差分别为5.16%,6.70%,4.85%,三者沿深度拟合K_(0)优度系数R^(2)均≥0.9893。②脉冲荷载试验中ESP-II最大响应时间约7.8 ms,略优于两种参考传感器,具有良好的频响速率。③不同幅值正弦、地震等动荷载试验下,3种传感器测得土压力均呈一致增量趋势,K_(0)约由0.43~0.45增至0.51~0.56,与既有规律认识吻合。④离心机下降卸荷过程中,ESP-II测得时程表现良好连续性和光滑性,反映软接触式设计有利于保障土体与传感器良好接触和稳定响应。研究成果,初步证明了软接触式土压计适应于静、动力离心试验需求,具有重要价值与应用前景。

摘要：CFG桩网复合地基广泛应用于处理软土地基。采用土工离心模型试验研究某码头堆场超大荷载下CFG桩网复合地基的变形和桩土应力特性,试验模拟了地基、CFG桩、树根桩、加筋垫层、防尘网和轨道梁基础、矿石堆载等,分析了超大荷载作用下复合地基表面变形、桩顶轴力、桩间土压力、桩土应力比的变化规律。试验结果表明,复合地基的沉降速率在稳定控制标准之内,沉降量满足堆场使用要求,防尘网基础和轨道梁基础水平位移和沉降均很小,桩土应力比为25.2~43.8,CFG桩网复合地基在350 kPa荷载作用下是稳定安全的,达到了预期加固效果。

摘要：现有桩承式加筋路堤离心模拟技术存在诸多简化,忽略了模型应力历史的相似性。充分考虑几何布桩、材料特性、荷载及应力历史的相似性,优化设计了高重力场在机固结、插桩与路堤堆载的桩承式路堤离心模型试验方案。提出了对应在机加载过程的数值模拟方法,并分别建立了对应模型尺度和原型尺度的桩承式路堤单桩有限元模型。对比分析表明,模型尺度与原型尺度数值模型的桩土沉降曲线、荷载分担规律、路堤与桩身荷载传递、超静孔压分布均吻合,验证了桩承式路堤离心模型相似设计的正确性与合理性。离心模型试验方案能够反映桩承式路堤的变形发展、土拱效应与荷载传递特性,为在机加载条件下桩承式路堤离心模型试验奠定了重要的先期研究基础。