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非饱和土力学理论的研究意义及其工程应用

4.会议论文 谢定义 对非饱和土基本特性的学习与思考 2005
本文在扼要介绍了当前非饱和土力学在土材料基本特性方面的主要成果后,对进一步研究的有关问题做一些力所能及的探讨.本文的内容包括基本特 性和若干思考两个部分.
5.期刊论文 刘海宁.刘汉东.王思敬.LIU Hai-ning.LIU Han-dong.WANG Si-jing 黄河下游堤防非饱和土边坡稳定
人民长江 YANGTZE RIVER 1999,30(7) 12次
参考文献(1条) 1.Fredlund DC.Rahardjo H 非饱和土力学 1997
相似文献(10条)
1.期刊论文 姚攀峰.张明.张振刚.祁生文.YAO Panfeng.ZHANG Ming.ZHZNG Zhengang.QI Shengwen 非饱和土土力
参考文献
1 h删Dc,ftaIla嫡oH.非饱和土力学.北京:中国建筑工业出版社,
1997. 作者简介 龚壁卫 男 长江科学院土工所工程师 湖北省武汉市43∞10 刘艳华女长江科学院土工所硕士湖北省武汉市430010
●…,…】…,忡,一_ 詹良通男 河海大学硕士江苏省南京市2100% (收ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ日期:1998—09—0r7编辑:车友宜)
性分析 -岩石力学与工程学报2005,24(20)
利用应力应变控制式非饱和土三轴仪进行了室内非饱和土的渗透试验和强度试验,并得出了非饱和土的渗透参数和强度参数.针对黄河下游堤防这一 典型的非饱和土边坡,采用有限单元法系统地分析了堤防非饱和土边坡在降雨和洪水作用下的非饱和渗流场特征;在此基础上应用非饱和土坡的刚体极限 平衡理论中的普通条分法对堤防边坡稳定性受非饱和渗流场变化影响的大小进行了分析与计算.结果表明,对黄河下游堤防的非饱和土边坡在降雨和洪水 条件下的分析研究具有实际意义.
6几点认识
(1)根据施工过程中不断揭示的地质条件进行动态开挖设 计(包括两次开挖),有利于节省开挖工程量,在复杂的开挖形态 下,有利于进一步完善和确保开挖形态。
(2)对坝基防渗有影响的顺河向发育的溶蚀断裂构造及岩 溶系统是基础处理的重点,必须采取可靠的处理措施。
(3)石灰岩地区建坝,对区域及坝址区岩溶发育特点及其 规律必须予以充分了解,以便于更好地指导和完善工程设计。
图3吸力沿深度分布
3结语
膨胀土、黄土、残积土等是非饱和土理论最为适用的土体。 膨胀土的胀缩变形、边坡稳定分析,黄土的湿陷、沉降分析等,用 非饱和土理论能够得到比经典力学更为准确的成果。目前,非 饱和土理论尚处于逐渐完善阶段,本文所进行的探讨也仅仅是 初步的。相信在不久的将来,非饱和土理论也会象饱和土理论 一样,为解决工程实际中的非饱和土问题提供可靠的依据。
学工程应用方法 -工程地质学报2005,13(3)
通过引入文[1]提出的广义朗肯土压力计算公式,本文针对非饱和土主动(被动)土压力计算问题提出了工程应用方法,能够把非饱和土土压力理论应用 于实际工程.该方法可以推广到非饱和土地基承载力、边坡稳定等其他领域,从而为非饱和土土力学理论应用于工程实践提供了一个新的思路.
湖北省武汉市430010 (收稿日期:19粥一07—18编辑:赵风超)
·22·万方数据
非饱和土力学理论的研究意义及其工程应用
作者: 作者单位:
刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
龚壁卫, 刘艳华, 詹良通, Gong Biwei, Liu Yanhua, Zhan Liangtong 龚壁卫,刘艳华,Gong Biwei,Liu Yanhua(长江科学院土工所), 詹良通,Zhan Liangtong(河 海大学)
万方数据
万方数据
Ⅷ.30№.7
人民长江Ⅵ试G啦R眦
Jdly 1999
同时,填方边坡中的吸力比挖方边坡中的吸力大1—2倍。 (2)膨胀土边坡沿深度方向存在一个环境影响的“临界深
度”,在此深度以下,土中吸力稳定,土的工程性质一般不受环境 影响;在此深度以上,膨胀土的变形、强度等受到降雨、裂隙分 布、气温等影响较大。填方段的“临界深度”比挖方段的大得多, 这也许正是天然膨胀土边坡多发生浅层滑动的原因。
硅酸盐或硅酸盐大坝水泥纯水泥浆材。
5工程监测与验证
隔河岩工程自1993年6月第1台机组发电至今,已运行5 年。并经历了高洪水位的考验。
观测成果表明,河床坝基沉陷最大,累计沉降量28砌,相 对垂直位移均在1咖以内,无明显的不均匀沉陷。坝基水平位 移小于2砌,相对位移近似为0。左岸重力墩、基础301号夹层
(4)坝基勘探平洞有利于充分了解基础地质条件,但也带 来后期处理量大和质量难于保证的弊端,建议在一般情况下布 设勘探平洞宜尽可能地与基础深部处理洞、观测洞、排水洞等结 合做到一洞多用。 作者简介 徐年丰男 长江水利委员会设计院枢纽处 高级工程师 湖北省武
汉市4300lO 林文亮 男 长江水利委员会设计院枢纽处副总工程师 高级工程师
(4) 根据饱和—非饱和沉降数学模型,对Kai-Yuan Ke 试验模型进行模拟分析,并与实测数据进行了对比分析,验证了本文提出的饱和—非饱和沉 降数学模型的合理性和可行性。模型试验结果表明在某些情况下非饱和区域的沉降变形量是不可忽略的,如果按照传统的计算方法仅仅考虑饱和区的变 形量,则计算结果与实际情况相差较大。基于非饱和土层基质吸力分布为静水平衡的假设,针对不同的地下水位降低,本文根据饱和—非饱和沉降数学 模型分别估算了非饱和区域和饱和区域的沉降量。通过非饱和区沉降量和地表总沉降量的对比,验证了考虑非饱和区沉降变形量的重要性。对于非饱和 区,本文分别估算了由于净平均应力的降低引起的地面回弹量和基质吸力的增大引起的地面沉降量。计算结果表明,在这两种变形中收缩变形量在非饱 和区变形中占有主导地位,净平均应力的减小而引起的地面回弹量可以忽略不计。
(2)本文采用GDS非饱和土三轴仪,在分别控制试样基质吸力和净平均应力条件下对非饱和重塑黏土的体积变化和含水率变化特性进行了详细试验研 究。在非饱和三轴试验研究中,本文开展了2组不同应力路径试验:①各向同性压缩试验:在控制基质吸力u<,s>=u<,a>-u<,w>的条件下施加不同的净平 均应力p=σ<,m>-u<,a>;②三轴收缩试验:在控制净平均应力条件下施加不同的基质吸力。在控制非饱和黏土吸力条件下的压缩试验中,根据所测得各 个试样的总体积变化变化考察了试样的压缩指数和屈服应力与基质吸力的相关性,当试样的净平均应力加载到设定的最高值后,在保持基质吸力不变条 件下,将净平均应力直接卸载到 0,来考察不同基质吸力下试样的回弹指数;在给定的基质吸力条件下,随着净平均应力的增加,水不断从试样中排出 ,通过水比容概念考察了水体积变化特性。在控制试样净平均应力条件下的干湿循环试验中,分别考察了土水特征曲线和收缩特性与净平均应力的相关 性;当试样加载到设定的最大基质吸力值并达到吸力平衡后,将试样重新饱和后(即基质吸力卸载到 0 kPa),来考察试样干湿循环特性。
无明显位移,处于稳定状态。坝基渗压系数一般小于设计值,基 础防渗效果良好。总体显示坝基应力小于设计值基础处于稳定 状态,满足设计的要求。
基本准确。但探头稳定性不够好,灵敏度较低。滤纸法则操作极 其复杂,精度要求高,不便于现场使用。
吸力(kPa)
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(3)在地面沉降研究中,人们常采用饱和土有效应力原理来计算沉降量。实际上,地下水位的降低也会引起非饱和区域土体饱和度的减小,导致净平 均应力降低和基质吸力增大。随着非饱和土力学的发展,人们逐渐认识到基质吸力的增大也可造成土体的压缩变形。结合饱和一非饱和渗流与非饱和土 体变本构模型,本文提出了一种可以全面考虑非饱和区域与饱和区域沉降的数学模型。由于地下水位下降引起的饱和土区域和非饱和土区域的沉降变形 有着本质的区别,因此需分别估算饱和土区域(即u<,a>-u<,w>≥0)和非饱和土区域(即u<,a>-u<,w><0)的沉降变形量。对于饱和区,利用饱和土的有效应 力原理来计算土体有效应力增大而引起的压缩变形量;对于非饱和区,采用非饱和土的体变本构模型可分别计算土体由于基质吸力增大而引起的收缩变 形量和净平均应力减小而引起的回弹量。
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基质吸力(1舻h)
图l膨胀土土——冰特征曲线
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u.一u.(kPa) 图2 破坏包面与净法向应力为零的r与I u.一u.)平面的交线
(3)比较了张力计、热传导探头和滤纸法3种测量方法以 后,发现张力计读数直观,性能基本稳定,操作比较简单,能用于 吸力较低的现场测量,但张力计长期观测中的失效问题有待解 决。与张力计相比,热传导探头使用寿命长,能重复使用,读数
2.会议论文 王成华.李广信.王真 确定非饱和土渗透系数的间接方法简评 2003
非饱和土渗透系数的测定可分为直接量测和间接量测两种.本文简要介绍了确定非饱和土渗透系数的两类间接方法,即水土特征曲线法和经验公式法 ,对这些进行了进一步分类和对比分析,并评价了几种经验公式法的优缺点和适用性.
3.学位论文 汪东林 非饱和土体变试验研究及其在地面沉降中的应用 2007
(5)在基坑开挖过程中,为防止基坑渗透破坏,往往采用井点降水等措施来降低地下水位,但地下水位的降低会引起周围建筑物和地下管线附加沉降 而产生不良影响。基于井点降水形成的二维饱和—非饱和稳态渗流模拟分析,本文对某一基坑分别估算了饱和土区域和非饱和土区域沉降变形量。计算 结果表明,在基坑降水时非饱和区的变形量往往是不可忽略的。并对降水深度、初始水位高度、土体压缩指数、收缩指数、渗透系数各向异性、土层初 始吸力大小、净平均应力和基质吸力耦合关系各种影响因素进行了详细分析。基于饱和—非饱和非稳态渗流,本文对基坑降水后引起周围土层沉降随时 间不断发展的过程进行了动态模拟,详细分析和探讨了沉降变形与时间和空间的相关性。
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