2017年第39卷第3期文章目次
2017, 39(3):1-12.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.001
摘要:
应用ANSYS有限元，分析了Q460高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定性能，提出了可供实际应用参考的设计公式。分析中考虑的主要参数有腹板高厚比，构件长细比，翼缘宽厚比及荷载偏心率。结果表明，对受压为主的构件，腹板局部屈曲对构件稳定承载力影响较大，而对受弯为主的构件，这一因素对构件稳定承载力影响较小。有限元分析结果与现行规范方法计算结果比较表明，目前规范方法尚不能较好地计算高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定承载力，因而提出了修正直接强度法，该法精度较好且偏于安全。
应用ANSYS有限元，分析了Q460高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定性能，提出了可供实际应用参考的设计公式。分析中考虑的主要参数有腹板高厚比，构件长细比，翼缘宽厚比及荷载偏心率。结果表明，对受压为主的构件，腹板局部屈曲对构件稳定承载力影响较大，而对受弯为主的构件，这一因素对构件稳定承载力影响较小。有限元分析结果与现行规范方法计算结果比较表明，目前规范方法尚不能较好地计算高强钢焊接薄腹工形截面双向压弯构件的稳定承载力，因而提出了修正直接强度法，该法精度较好且偏于安全。
2017, 39(3):13-19.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.002
摘要:
通过高强钢绞线网聚合物砂浆加固层与混凝土结构的剥离破坏试验，对加固层与混凝土界面的剥离破坏特征进行了研究。探讨了单侧加固、植筋加固及U型加固等不同的加固方式对加固层抗剪承载力及抗剪强度的影响。试验结果表明，采用U型加固等增加粘结面积的方式能有效提高加固层粘结面抗剪承载力，但同时会削弱加固层的抗剪强度，而在界面上植入抗剪钢筋后，能同时提高聚合物砂浆加固层的抗剪承载力及抗剪强度。根据试验结果，提出了最小植筋率的建议值。
通过高强钢绞线网聚合物砂浆加固层与混凝土结构的剥离破坏试验，对加固层与混凝土界面的剥离破坏特征进行了研究。探讨了单侧加固、植筋加固及U型加固等不同的加固方式对加固层抗剪承载力及抗剪强度的影响。试验结果表明，采用U型加固等增加粘结面积的方式能有效提高加固层粘结面抗剪承载力，但同时会削弱加固层的抗剪强度，而在界面上植入抗剪钢筋后，能同时提高聚合物砂浆加固层的抗剪承载力及抗剪强度。根据试验结果，提出了最小植筋率的建议值。
2017, 39(3):20-27.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.003
摘要:
为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应，考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形，针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数，基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础，利用该方法分析其剪力滞效应的规律，结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时，组合箱梁的挠度比初等梁理论解大，且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小；组合箱梁在均布荷载作用下，滑移量与荷载值近似成正比关系；在相同条件下，钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。
为准确分析单箱双室组合箱梁的剪力滞效应，考虑钢混凝土的界面滑移效应和钢腹板的剪切变形，针对顶底板和翼板定义不同的剪力滞翘曲位移函数，基于能量变分法推导出单箱双室组合箱梁剪滞效应的控制微分方程及其闭合解。以单箱双室组合箱梁算例为基础，利用该方法分析其剪力滞效应的规律，结果表明：在同时考虑滑移和剪切变形时，组合箱梁的挠度比初等梁理论解大，且其挠度随界面滑移刚度的增大而减小；组合箱梁在均布荷载作用下，滑移量与荷载值近似成正比关系；在相同条件下，钢箱梁底板的剪力滞效应较混凝土顶板显著。
2017, 39(3):28-34.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.004
摘要:
为了能准确预测混凝土收缩徐变，提出了一系列徐变预测模型，但传统的徐变理论研究主要是针对普通混凝土进行的，所提出的徐变模型并不能完全适用于高强混凝土。对各徐变预测模型进行分析比较，最终参考了日本混凝土示方书建议模型，并在高强混凝土徐变试验的基础上，提出了一个适用于高强混凝土的徐变预测模型。基于Abaqus平台，使用Python语言进行二次开发，定义了修正模型的徐变规律，并采用修正后的模型计算牛角坪大桥的徐变应变。结果表明，修正模型的精度，能很好的满足工程需求。
为了能准确预测混凝土收缩徐变，提出了一系列徐变预测模型，但传统的徐变理论研究主要是针对普通混凝土进行的，所提出的徐变模型并不能完全适用于高强混凝土。对各徐变预测模型进行分析比较，最终参考了日本混凝土示方书建议模型，并在高强混凝土徐变试验的基础上，提出了一个适用于高强混凝土的徐变预测模型。基于Abaqus平台，使用Python语言进行二次开发，定义了修正模型的徐变规律，并采用修正后的模型计算牛角坪大桥的徐变应变。结果表明，修正模型的精度，能很好的满足工程需求。
2017, 39(3):35-43.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.005
摘要:
在高层建筑结构设计中，由于上部荷载较大或梁的跨度较大，使得梁的截面高度较高，通常会影响建筑的有效层高和建筑的总体高度。为了减小各层梁板结构高度，有效增大各层净高，提出了一种钢箱梁嵌入现浇板的新型组合梁板连接方式。针对这种新型连接方式，对6个钢箱梁混凝土板组合连接区域进行了板承受支座负弯矩的单调加载试验，对比分析了采用钢箱梁嵌入混凝土板组合楼盖与传统栓钉连接组合楼盖中板抵抗支座负弯矩的性能差异；并利用ABAQUS对试件进行了有限元分析。试验与有限元分析结果表明：采用钢箱梁嵌入板连接组合方式，其混凝土板抵抗支座负弯矩的能力与传统连接方式板抵抗支座负弯矩能力没有明显差异。
在高层建筑结构设计中，由于上部荷载较大或梁的跨度较大，使得梁的截面高度较高，通常会影响建筑的有效层高和建筑的总体高度。为了减小各层梁板结构高度，有效增大各层净高，提出了一种钢箱梁嵌入现浇板的新型组合梁板连接方式。针对这种新型连接方式，对6个钢箱梁混凝土板组合连接区域进行了板承受支座负弯矩的单调加载试验，对比分析了采用钢箱梁嵌入混凝土板组合楼盖与传统栓钉连接组合楼盖中板抵抗支座负弯矩的性能差异；并利用ABAQUS对试件进行了有限元分析。试验与有限元分析结果表明：采用钢箱梁嵌入板连接组合方式，其混凝土板抵抗支座负弯矩的能力与传统连接方式板抵抗支座负弯矩能力没有明显差异。
2017, 39(3):44-49.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.006
摘要:
采用压杆挠曲线法分析了木节对轴心受压胶合木柱稳定承载力的影响，分析时考虑了初弯曲、初偏心以及木节和木材本构的弹塑性等因素的影响。在考虑木节的影响时，模型中将截面分为木节区、木节影响区和无影响区，3个区域分别采用不同的本构模型，木节区的位置由自编程序随机产生，以模拟实际工程中木节在构件中的随机分布。分别计算了木节率为2%、6%和9%时的稳定系数φ。计算结果表明，木节会在一定程度上降低轴心受压胶合木柱的稳定承载力。数值计算结果和试验数据的对比表明，数值计算结果与试验结果吻合较好。
采用压杆挠曲线法分析了木节对轴心受压胶合木柱稳定承载力的影响，分析时考虑了初弯曲、初偏心以及木节和木材本构的弹塑性等因素的影响。在考虑木节的影响时，模型中将截面分为木节区、木节影响区和无影响区，3个区域分别采用不同的本构模型，木节区的位置由自编程序随机产生，以模拟实际工程中木节在构件中的随机分布。分别计算了木节率为2%、6%和9%时的稳定系数φ。计算结果表明，木节会在一定程度上降低轴心受压胶合木柱的稳定承载力。数值计算结果和试验数据的对比表明，数值计算结果与试验结果吻合较好。
2017, 39(3):50-57.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.007
摘要:
为了研究CFRP加固冷弯薄壁C型钢长构件的承载能力，对腹板和翼缘均粘贴CFRP的试件进行了轴心受压加载试验。7根长度均为1 400 mm的试件，其中1根为未加固的控制试件，其余6根封闭缠绕外贴50 mm宽CFRP间距为50、100、150 mm 3种情况，层数为1层和2层。试验结果表明，在轴心荷载作用下的破坏模式为整体弯扭失稳，与控制试件相比，加固后试件的稳定极限承载力均有不同程度的提高；当CFRP间距与腹板高度的比值小于1时，加固效果较理想，且2层CFRP的加固效果好于1层。最后，采用有限元对模型进行数值模拟，对比试验数据和数值模拟结果，二者吻合较好。
为了研究CFRP加固冷弯薄壁C型钢长构件的承载能力，对腹板和翼缘均粘贴CFRP的试件进行了轴心受压加载试验。7根长度均为1 400 mm的试件，其中1根为未加固的控制试件，其余6根封闭缠绕外贴50 mm宽CFRP间距为50、100、150 mm 3种情况，层数为1层和2层。试验结果表明，在轴心荷载作用下的破坏模式为整体弯扭失稳，与控制试件相比，加固后试件的稳定极限承载力均有不同程度的提高；当CFRP间距与腹板高度的比值小于1时，加固效果较理想，且2层CFRP的加固效果好于1层。最后，采用有限元对模型进行数值模拟，对比试验数据和数值模拟结果，二者吻合较好。
2017, 39(3):58-66.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.008
摘要:
火灾下无防火保护的结构构件温度会迅速上升，从而造成钢材和混凝土的强度明显下降。为了研究火灾下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能，考虑火灾下钢管约束型钢混凝土柱的不均匀温度分布及温度对材料力学性能的影响，提出了火灾下受轴心荷载作用的钢管约束型钢混凝土柱承载力的计算方法。利用有限元软件ABAQUS对提出的计算方法进行了验证，结果吻合较好。进而采用该计算方法对影响高温下承载力的参数进行了分析，研究表明：随着构件截面尺寸的增加以及混凝土强度和钢材强度的提高，构件的承载力逐渐增加，而钢管壁厚的改变对承载力并无太大影响。利用有限元软件ABAQUS分析了荷载比、构件尺寸、钢管壁厚等因素对构件耐火极限的影响，发现耐火极限随着荷载比和钢管壁厚的增加而减小，随着构件尺寸的增加而增大。
火灾下无防火保护的结构构件温度会迅速上升，从而造成钢材和混凝土的强度明显下降。为了研究火灾下钢管约束型钢混凝土柱的受力性能，考虑火灾下钢管约束型钢混凝土柱的不均匀温度分布及温度对材料力学性能的影响，提出了火灾下受轴心荷载作用的钢管约束型钢混凝土柱承载力的计算方法。利用有限元软件ABAQUS对提出的计算方法进行了验证，结果吻合较好。进而采用该计算方法对影响高温下承载力的参数进行了分析，研究表明：随着构件截面尺寸的增加以及混凝土强度和钢材强度的提高，构件的承载力逐渐增加，而钢管壁厚的改变对承载力并无太大影响。利用有限元软件ABAQUS分析了荷载比、构件尺寸、钢管壁厚等因素对构件耐火极限的影响，发现耐火极限随着荷载比和钢管壁厚的增加而减小，随着构件尺寸的增加而增大。
2017, 39(3):67-74.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.009
摘要:
自然界中气温、降水的长期作用导致古代砖砌体风化，风化损伤材料和砌体力学性能。实验采用大气环境实验舱实现自然风化作用人工模拟，根据不同饱水度和冻融次数，实验舱设定了7种非饱水冻融工况，对7种工况影响下的砖、灰浆、砌体抗压、砌体抗剪试件试件强度变化规律进行实验分析。实验表明，饱水度是反映材料冻融性能的重要指标；不同饱水度下的冻融试件强度呈现先升后降的趋势；试件在饱水度为53%的冻融作用下，砌体构件具有最佳抗力；提出古代砖砌体构件风化程度评定标准。实验对古砖砌体结构保护工作具有指导和应用价值，定期评定古塔砌体风化程度，时刻掌握古塔构件结构安全性能的变化规律，科学保护古塔。
自然界中气温、降水的长期作用导致古代砖砌体风化，风化损伤材料和砌体力学性能。实验采用大气环境实验舱实现自然风化作用人工模拟，根据不同饱水度和冻融次数，实验舱设定了7种非饱水冻融工况，对7种工况影响下的砖、灰浆、砌体抗压、砌体抗剪试件试件强度变化规律进行实验分析。实验表明，饱水度是反映材料冻融性能的重要指标；不同饱水度下的冻融试件强度呈现先升后降的趋势；试件在饱水度为53%的冻融作用下，砌体构件具有最佳抗力；提出古代砖砌体构件风化程度评定标准。实验对古砖砌体结构保护工作具有指导和应用价值，定期评定古塔砌体风化程度，时刻掌握古塔构件结构安全性能的变化规律，科学保护古塔。
2017, 39(3):75-82.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.010
摘要:
为完善圆钢管混凝土轴压长柱极限承载力的计算理论，对比分析了中国国家标准GB 50936-2014和CECS 28：2012中轴压短柱极限承载力的N0计算公式，并把GB 50936-2014中基于套箍系数的N0计算公式改写成统一的形式，提出了基于正则长细比的轴压长柱的稳定系数计算式，并通过36个试件的对比，对计算式的精度和适用范围进行了分析。研究表明，现行国标GB 50936-2014中基于套箍系数的N0计算公式更为精确，基于N0计算公式和本文的稳定系数，可以计算得到更为精确的轴压长柱的极限承载力。
为完善圆钢管混凝土轴压长柱极限承载力的计算理论，对比分析了中国国家标准GB 50936-2014和CECS 28：2012中轴压短柱极限承载力的N0计算公式，并把GB 50936-2014中基于套箍系数的N0计算公式改写成统一的形式，提出了基于正则长细比的轴压长柱的稳定系数计算式，并通过36个试件的对比，对计算式的精度和适用范围进行了分析。研究表明，现行国标GB 50936-2014中基于套箍系数的N0计算公式更为精确，基于N0计算公式和本文的稳定系数，可以计算得到更为精确的轴压长柱的极限承载力。
2017, 39(3):83-91.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.011
摘要:
为了研究高延性聚酯纤维加固钢筋混凝土柱的抗震性能，共进行了7根柱的低周反复试验，其中，3根在未加固状态下进行试验，4根柱粘贴高延性聚酯纤维加固后进行试验，针对位移延性系数、等效粘滞阻尼系数、总耗能、承载力和纤维带的应变进行了研究与分析。研究结果表明：未加固柱的承载力、耗能能力和延性都比较低，采用高延性聚酯纤维加固后的试件裂缝发展缓慢，加固后柱的承载能力、耗能能力、延性均有不同程度地提高；在塑性铰区域内增加局部配筋，能够提高纤维布的约束效果。
为了研究高延性聚酯纤维加固钢筋混凝土柱的抗震性能，共进行了7根柱的低周反复试验，其中，3根在未加固状态下进行试验，4根柱粘贴高延性聚酯纤维加固后进行试验，针对位移延性系数、等效粘滞阻尼系数、总耗能、承载力和纤维带的应变进行了研究与分析。研究结果表明：未加固柱的承载力、耗能能力和延性都比较低，采用高延性聚酯纤维加固后的试件裂缝发展缓慢，加固后柱的承载能力、耗能能力、延性均有不同程度地提高；在塑性铰区域内增加局部配筋，能够提高纤维布的约束效果。
2017, 39(3):92-98.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.012
摘要:
根据框架结构耗散塑性变形能与存储弹性变形能能力的损失界定结构的整体损伤，根据塑性铰耗散塑性变形能能力的损失来界定局部损伤，并以拟力法为基础推导了局部损伤与整体损伤的解析表达式，进而讨论框架结构局部损伤与整体损伤的相关性。研究表明，控制框架结构整体损伤的手段有：减小局部损伤区域的强度衰减、提高局部损伤区域的极限转动能力和减小局部损伤区域的残余变形。其机理是通过提高局部损伤区域的耗能能力与约束能力来提高整个结构耗散与存储地震能量的能力；框架结构整体损伤与局部损伤的加权值较为接近，可以采用框架局部损伤的加权值来近似估计结构的整体损伤值。
根据框架结构耗散塑性变形能与存储弹性变形能能力的损失界定结构的整体损伤，根据塑性铰耗散塑性变形能能力的损失来界定局部损伤，并以拟力法为基础推导了局部损伤与整体损伤的解析表达式，进而讨论框架结构局部损伤与整体损伤的相关性。研究表明，控制框架结构整体损伤的手段有：减小局部损伤区域的强度衰减、提高局部损伤区域的极限转动能力和减小局部损伤区域的残余变形。其机理是通过提高局部损伤区域的耗能能力与约束能力来提高整个结构耗散与存储地震能量的能力；框架结构整体损伤与局部损伤的加权值较为接近，可以采用框架局部损伤的加权值来近似估计结构的整体损伤值。
2017, 39(3):99-106.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.013
摘要:
随着中国电网技术的发展，杆塔负荷越来越大，八地脚螺栓塔座板应用越趋普遍。但现有计算理论与实际情况不符，为了使八地脚螺栓塔座板的计算方法合理、可靠，通过试验对八地脚螺栓刚性塔座板承载力进行了研究，同时借助有限元对构件进行了参数化分析。结合经典力学理论、试验及有限元数据，提出了全新的计算方法，引入了等效计算宽度和有效力臂的概念，充分考虑了底板刚度，屈曲后强度和垫板对承载力的影响，对工程设计具有指导意义。
随着中国电网技术的发展，杆塔负荷越来越大，八地脚螺栓塔座板应用越趋普遍。但现有计算理论与实际情况不符，为了使八地脚螺栓塔座板的计算方法合理、可靠，通过试验对八地脚螺栓刚性塔座板承载力进行了研究，同时借助有限元对构件进行了参数化分析。结合经典力学理论、试验及有限元数据，提出了全新的计算方法，引入了等效计算宽度和有效力臂的概念，充分考虑了底板刚度，屈曲后强度和垫板对承载力的影响，对工程设计具有指导意义。
2017, 39(3):107-114.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.014
摘要:
基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应，受力变形较小，对支护结构有利，但不清楚转角定量的有利影响范围，目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计，为在此范围内降低土钉用量，避免保守设计，对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型，这种模型包含基坑的转角，能考虑基坑的空间效应，通过建立接触面单元，能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用，量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围，计算结果表明，基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比，验证了该模型分析结果的可靠性，同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型，结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。
基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应，受力变形较小，对支护结构有利，但不清楚转角定量的有利影响范围，目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计，为在此范围内降低土钉用量，避免保守设计，对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型，这种模型包含基坑的转角，能考虑基坑的空间效应，通过建立接触面单元，能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用，量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围，计算结果表明，基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比，验证了该模型分析结果的可靠性，同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型，结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。
2017, 39(3):115-121.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.015
摘要:
根据Muki&Sternberg的虚拟桩方法，将水平荷载作用下单桩的问题分解为弹性半空间扩展土和一根虚拟桩的叠加，其中虚拟桩的弹性模量等于桩的弹性模量与土的弹性模量之差。基于水平位移协调条件推导出求解桩土间相互作用所需要的第二类Fredholm积分方程，通过广义胡可定律推导出该积分方程间断点的显式解，从而提高了Fredholm积分方程的数值计算精度并简化了计算程序的编写，根据Mindlin解推导出位移影响函数，简化了位移函数的推导过程。参数分析表明，桩土弹性模量比对单位水平力作用下桩身最大弯矩的位置有明显的影响，随着桩刚度的增加，桩身最大弯矩的位置随之加深。
根据Muki&Sternberg的虚拟桩方法，将水平荷载作用下单桩的问题分解为弹性半空间扩展土和一根虚拟桩的叠加，其中虚拟桩的弹性模量等于桩的弹性模量与土的弹性模量之差。基于水平位移协调条件推导出求解桩土间相互作用所需要的第二类Fredholm积分方程，通过广义胡可定律推导出该积分方程间断点的显式解，从而提高了Fredholm积分方程的数值计算精度并简化了计算程序的编写，根据Mindlin解推导出位移影响函数，简化了位移函数的推导过程。参数分析表明，桩土弹性模量比对单位水平力作用下桩身最大弯矩的位置有明显的影响，随着桩刚度的增加，桩身最大弯矩的位置随之加深。
2017, 39(3):122-128.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.016
摘要:
桩-岩（土）接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验，研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性，结果表明：接触面剪应力先随剪切位移增大而增大，在达到峰值后，剪应力随着剪切位移增大而降低，并最终趋于稳定值，应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果，推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发，并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟，分析剪应力与剪切位移之间的关系，证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。
桩-岩（土）接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验，研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性，结果表明：接触面剪应力先随剪切位移增大而增大，在达到峰值后，剪应力随着剪切位移增大而降低，并最终趋于稳定值，应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果，推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发，并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟，分析剪应力与剪切位移之间的关系，证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。
2017, 39(3):129-137.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.017
摘要:
基于随机场理论，考虑了岩石材料属性的空间变异性对岩石边坡稳定性的影响，将边坡主滑面上的摩擦系数和粘聚力视为高斯随机变量，确定了主滑面上的摩擦系数和粘聚力的均值、方差和协方差，获得了两个随机量之间的相关系数和互相关长度。在此基础上，对岩石边坡进行了三维稳定性分析，确定了岩石边坡的稳定系数和失效概率。数值计算结果表明，摩擦系数和粘聚力的空间变异性对边坡稳定性有重要影响。
基于随机场理论，考虑了岩石材料属性的空间变异性对岩石边坡稳定性的影响，将边坡主滑面上的摩擦系数和粘聚力视为高斯随机变量，确定了主滑面上的摩擦系数和粘聚力的均值、方差和协方差，获得了两个随机量之间的相关系数和互相关长度。在此基础上，对岩石边坡进行了三维稳定性分析，确定了岩石边坡的稳定系数和失效概率。数值计算结果表明，摩擦系数和粘聚力的空间变异性对边坡稳定性有重要影响。
2017, 39(3):138-144.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.018
摘要:
碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注，但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土，通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度，绘制剪应力与水平位移的关系图，通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值，分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明：随着含水率的增大，碎石土粘聚力总体呈减小趋势，但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关，含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力，并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比，结果表明：含水率对地基承载力影响较大，且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关，粉质粘土含量越高，承载力影响越大。
碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注，但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土，通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度，绘制剪应力与水平位移的关系图，通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值，分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明：随着含水率的增大，碎石土粘聚力总体呈减小趋势，但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关，含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力，并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比，结果表明：含水率对地基承载力影响较大，且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关，粉质粘土含量越高，承载力影响越大。
2017, 39(3):145-150.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.019
摘要:
采用二次注入菌液方式，制备不同浓度营养盐处理的MICP （微生物诱导碳酸钙沉淀）胶结砂样。选用巴氏芽孢杆菌作为固化细菌，采用单一浓度（0.5、1.0 mol/L）和多浓度相结合（前期采用0.5 mol/L，后期采用1.0 mol/L）的处理方式注射营养盐（尿素/氯化钙混合液），研究多浓度营养盐结合处理方式对微生物固化砂土强度及均匀性的影响。基于试验测试分析了固化砂土试样不同区间段的强度、弹性模量以及碳酸钙含量。试验结果表明，多浓度营养盐处理方式对固化砂土试样的强度及碳酸钙含量有明显影响；多浓度营养盐结合处理方式能够保证试样有较好的均匀性条件下获得较高强度及弹性模量。基于多浓度营养盐处理方式，探讨分析了影响试样强度和均匀性的基本因素。
采用二次注入菌液方式，制备不同浓度营养盐处理的MICP （微生物诱导碳酸钙沉淀）胶结砂样。选用巴氏芽孢杆菌作为固化细菌，采用单一浓度（0.5、1.0 mol/L）和多浓度相结合（前期采用0.5 mol/L，后期采用1.0 mol/L）的处理方式注射营养盐（尿素/氯化钙混合液），研究多浓度营养盐结合处理方式对微生物固化砂土强度及均匀性的影响。基于试验测试分析了固化砂土试样不同区间段的强度、弹性模量以及碳酸钙含量。试验结果表明，多浓度营养盐处理方式对固化砂土试样的强度及碳酸钙含量有明显影响；多浓度营养盐结合处理方式能够保证试样有较好的均匀性条件下获得较高强度及弹性模量。基于多浓度营养盐处理方式，探讨分析了影响试样强度和均匀性的基本因素。
2017, 39(3):151-159.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2017.03.020
摘要:
深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显，分析时关注的具体问题也不尽相同，需要深入研究。基于比奥固结理论，考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化；借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程，分析各层力学特性及相互作用。研究表明，透水性较强的表层土体是渗流主要通道，也是渗流进出区和沉降变形体现区，应在上游采取措施提高其压缩模量，下游区域增设反滤层和排水设施；坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因，对坝基沉降起主导作用，同时应注意其液化特性对坝基的不利影响；坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力，若位置较深，则破坏性较小；坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小，但对沉降和渗流量的影响不可忽视；表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时，土层间不会发生接触冲刷。此外，还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散，期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量，将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域，但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力，应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。
深厚覆盖层多元结构坝基在渗流过程中各土层力学差异明显，分析时关注的具体问题也不尽相同，需要深入研究。基于比奥固结理论，考虑土体的非线性流变以及土体固结变形过程中孔隙度、渗透系数、弹性模量及泊松比的变化；借助ADINA流固耦合模块来模拟西藏达嘎水电站坝基渗流场与应力场耦合过程，分析各层力学特性及相互作用。研究表明，透水性较强的表层土体是渗流主要通道，也是渗流进出区和沉降变形体现区，应在上游采取措施提高其压缩模量，下游区域增设反滤层和排水设施；坝基中的粉细砂层是坝基沉降的主要原因，对坝基沉降起主导作用，同时应注意其液化特性对坝基的不利影响；坝基中的承压含水土层对下游上部结构产生向上顶托力，若位置较深，则破坏性较小；坝基深部土层对整个坝基的渗流破坏影响较小，但对沉降和渗流量的影响不可忽视；表层砂卵砾石层和粉细砂层的渗透系数相差较小时，土层间不会发生接触冲刷。此外，还发现坝基孔隙水压力在快速衰减阶段被消散，期间土体固结较快。垂直防渗墙能有效降低渗透坡降和渗流量，将坝基沉降变形控制在防渗墙上游区域，但上游坝基变形对防渗墙产生较大的水平推力，应加大防渗墙尺寸或者采用辅助渗控措施。
