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人工制备湿陷性黄土地基地下连续墙浸水试验研究

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岩土工程学报 2018年第S1期40卷 73-80页

作者：张延杰李建东王旭李凡李盛马学宁兰州交通大学土木工程学院道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室陕西交通职业技术学院

为研究湿陷性黄土地基地下连续墙基础竖向极限承载特性及浸水后负摩阻力分布特征,选用石英粉、砂、膨润土、石膏和工业盐制备了人工湿陷性黄土,对人工制备湿陷性黄土的物理力学特性进行分析;采用人工制备湿陷性黄土填筑模型试验,进行地... 详细信息

为研究湿陷性黄土地基地下连续墙基础竖向极限承载特性及浸水后负摩阻力分布特征,选用石英粉、砂、膨润土、石膏和工业盐制备了人工湿陷性黄土,对人工制备湿陷性黄土的物理力学特性进行分析;采用人工制备湿陷性黄土填筑模型试验,进行地下连续墙基础承载特性试验研究。研究结果表明:人工制备湿陷性黄土的物理力学参数与天然黄土基本一致,可用于湿陷性黄土与构筑物相互作用模型试验相似材料。地下连续墙竖向承载力达到其极限时,外墙和内墙总侧摩阻力荷载分担比为67%,确定地下连续墙为端承摩擦型基础。地基浸水湿陷后,中性点深度比为0.64~0.73,试验结果与桩基浸水试验测试结果较为一致。由于地下连续墙基础具有良好的整体性和防渗性,芯土不受水的影响,内墙侧摩阻力与承台土反力能够得以发挥,有效减小地下连续墙基础的沉降。

关键词：基础工程负摩阻力模型试验地下连续墙人工制备湿陷性黄土

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反复干湿循环对重塑非饱和黄土力学特性影响

铁道工程学报 2022年第1期39卷 1-6,12页

作者：马学宁张宇钦张沛云王旭兰州交通大学兰州730070 同济大学上海200092

研究目的:降雨和蒸发反复交替循环作用下,浅层土体内的水气状态处于动态变化中,该过程会对土体力学特性产生不可逆转的影响。本文对不同干湿循环次数的重塑非饱和黄土进行SWCC曲线试验及三轴试验,研究干湿循环作用对非饱和黄土持水特性... 详细信息

研究目的:降雨和蒸发反复交替循环作用下,浅层土体内的水气状态处于动态变化中,该过程会对土体力学特性产生不可逆转的影响。本文对不同干湿循环次数的重塑非饱和黄土进行SWCC曲线试验及三轴试验,研究干湿循环作用对非饱和黄土持水特性、强度及变形特性的影响。研究结论:(1)非饱和黄土的土水特征曲线具有明显的滞回效应,随着干湿循环次数的增大,该效应逐渐减弱;(2)VG模型对重塑非饱和黄土具有更好的适用性,继而建立了不同干湿循环次数下SWCC曲线的预测模型;(3)干湿循环使得其应力-应变曲线由应变硬化型转化为应变软化型,经干湿循环的试样初始剪切刚度较初始试样大,但破坏应力较小;(4)随着干湿循环次数的增加,黄土抗剪强度参数c′、φ′及φ^(b)均逐渐下降,相比之下,c′受干湿循环的影响最大,φ^(b)次之,φ′的影响最小;(5)本研究成果可为黄土地区边坡工程设计及加固中强度参数取值提供参考。

关键词：非饱和黄土干湿循环土水特征曲线强度特性预测模型

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兰州地区黄土水平冻胀力分析

中国地质灾害与防治学报 2021年第1期32卷 102-107页

作者：张正马学宁朱启有兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070

为研究不同含水率黄土在一维冻结融化过程中温度场和水平冻胀力的变化特征规律,选取兰州地区黄土进行了封闭系统下的一维冻结融化试验。研究结果表明:土体的降温过程分为四个阶段,降温冻结初期各深度土体的温度下降速率较快;土体温度下... 详细信息

为研究不同含水率黄土在一维冻结融化过程中温度场和水平冻胀力的变化特征规律,选取兰州地区黄土进行了封闭系统下的一维冻结融化试验。研究结果表明:土体的降温过程分为四个阶段,降温冻结初期各深度土体的温度下降速率较快;土体温度下降到0.4℃时降温曲线出现转折点,土层各深度降温速曲线出现近乎平行于横坐标的平稳段;冻结后期各深度土体的温度下降速率较慢。最大水平冻胀力沿着土体深度先是稳定变化较为小,然后增大到最大值最后减小。水平冻胀力最大值随含水率有很明显的变化,含水率越高水平冻胀力越大,而其他值的大小受含水率的影响较小,水平冻胀力最大值出现在相对深度0.6~0.8处。

关键词：水平冻胀力模型试验冻土温度场冻胀

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非饱和黄土水蒸气扩散规律模型试验研究

工程地质学报 2018年第5期26卷 1265-1271页

作者：何陇霞王旭张延杰李建东尉晨煜兰州交通大学土木工程学院兰州730070 道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室兰州730070

黄土强度受含水状态的影响作用较为显著,其随含水状态的周期性变化而变化,进而引起一系列病害。为研究非饱和黄土中水蒸气和温度的扩散运移规律,通过室内填筑模型试验,在重塑黄土中通入高温高压水蒸气,分析了非饱和重塑黄土中水蒸气和... 详细信息

黄土强度受含水状态的影响作用较为显著,其随含水状态的周期性变化而变化,进而引起一系列病害。为研究非饱和黄土中水蒸气和温度的扩散运移规律,通过室内填筑模型试验,在重塑黄土中通入高温高压水蒸气,分析了非饱和重塑黄土中水蒸气和温度扩散运移规律。试验结果表明:在非饱和重塑黄土中,水蒸气扩散范围近似为椭球形;水蒸气扩散速率沿径向逐渐减小,增加蒸气压,蒸气扩散速率、扩散范围和增湿程度都将增大;蒸气压在加速水分扩散的同时,加速了温度的运移,气压为50 kPa土体升温速率约为0.75℃·min-1,气压为200 kPa时升温速率1.12℃·min-1;土体密度越大,水蒸气扩散时受到土颗粒的阻碍越大,随着水蒸气径向扩散距离增大,这种阻碍作用越显著,含水率减小的量值越大。

关键词：非饱和重塑黄土水蒸气扩散温度运移含水率

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不同桩端下卧层桩基负摩阻力模型试验研究

铁道工程学报 2017年第1期34卷 11-15,22页

作者：马学宁张沛云贾喜翠李善珍兰州交通大学兰州730070

研究目的:桩侧负摩阻力对桩产生下拽力,导致基桩沉降增大,竖向抗压承载安全等级降低,甚至造成桩体破坏。为分析不同桩端下卧层(黄土和粗砂)对基桩沉降和负摩阻力的影响,本文通过室内模型试验,对比研究两种下卧层情况下桩体、桩周土变形... 详细信息

研究目的:桩侧负摩阻力对桩产生下拽力,导致基桩沉降增大,竖向抗压承载安全等级降低,甚至造成桩体破坏。为分析不同桩端下卧层(黄土和粗砂)对基桩沉降和负摩阻力的影响,本文通过室内模型试验,对比研究两种下卧层情况下桩体、桩周土变形及桩身轴力分布的差异,明确基桩中性点位置的变化规律并给出建议值。研究结论:(1)下卧层对桩周土沉降的影响较小,但对桩身沉降的影响较大,相同堆载等级下粗砂下卧层的中性点位置明显低于黄土下卧层;(2)两种下卧层的桩身轴力都随堆载等级的增大而增大,但粗砂下卧层的下拉荷载和桩端反力明显大于黄土下卧层;(3)两种下卧层情况下,依据桩土相对位移和桩身峰值轴力确定的中性点位置基本一致;(4)在实际工程中应根据桩端下卧层的地质情况,采取适当措施,尽量减小基桩负摩阻力,充分发挥基桩的承载性能;(5)建议黄土下卧层中性点位置取0.51l^0.6l,粗砂下卧层可取0.6l^0.8l;(6)该研究成果可为类似工程堆载条件下桩基中性点的确定及设计提供一定的参考。

关键词：下卧层基桩负摩阻力模型试验中性点

地震作用下二级悬臂式挡土墙土压力计算的探讨

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世界地震工程 2016年第2期32卷 196-203页

作者：贾喜翠马学宁张龙兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州铁路局兰州西工务段甘肃兰州730070

二级悬臂式挡墙由2个单级悬臂式挡墙呈上下砌垛方式组成。该结构不仅具有单级挡墙型式简单、占地少、对地基承载力要求不高、经济指标好和施工方便等一系列的特点,而且弥补了单级挡墙限制高度的缺点,同时具有重力式挡墙的一些优点,在工... 详细信息

二级悬臂式挡墙由2个单级悬臂式挡墙呈上下砌垛方式组成。该结构不仅具有单级挡墙型式简单、占地少、对地基承载力要求不高、经济指标好和施工方便等一系列的特点,而且弥补了单级挡墙限制高度的缺点,同时具有重力式挡墙的一些优点,在工程中逐步得到了应用。以库伦土压力理论为基础结合物部-冈部法分别计算了峰值加速度为0.2g、0.3g和0.4g时,二级悬臂式挡墙在分级墙背理论和整体墙背理论下,上墙和下墙的地震主动土压力,并与同高度的单级悬臂式挡墙地震土压力进行了比较。结果表明:二级悬臂式挡墙受力更优,是1种较优的抗震支挡结构,分析结果可为二级悬臂式挡土墙的抗震设计提供参考。

关键词：二级悬臂式挡土墙地震动土压力分级墙背法整体墙背法

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兰州地区黄土冻胀特性和水平冻胀力试验研究

地下空间与工程学报 2020年第6期16卷 1682-1688页

作者：张正马学宁兰州交通大学土木工程学院兰州730070 甘肃省交通规划勘察设计股份有限公司兰州730010

为研究不同含水率黄土在一维冻结条件下温度场、冻胀量和水平冻胀力的变化特征规律及冻胀力与冻结温度之间的动态关系,选取兰州地区黄土进行了封闭系统下的一维冻胀试验。研究结果表明:土体的降温过程分为3个阶段,降温冻结初期各深度土... 详细信息

为研究不同含水率黄土在一维冻结条件下温度场、冻胀量和水平冻胀力的变化特征规律及冻胀力与冻结温度之间的动态关系,选取兰州地区黄土进行了封闭系统下的一维冻胀试验。研究结果表明:土体的降温过程分为3个阶段,降温冻结初期各深度土体的温度下降速率较快;土体温度下降到0℃时降温曲线出现转折点,土层各深度降温速率曲线出现近乎平行于横坐标的平稳段;冻结后期各深度土体的温度下降速率较慢。冻胀量变化曲线按照变化趋势分为3个阶段:轻微冻缩阶段,快速发展阶段,拟稳定阶段,不同含水率的土体经历各阶段的时间有所不同。冻胀量随着土体含水率的增加而增大,本试验中含水率14%和20%的土体最终冻胀量分别为3.52 mm和8.23 mm。在相同土质和温度条件下冻胀力发展的起始温度相同,约为0.60℃,含水率不同的土体出现最大水平冻胀力的温度不同。最大水平冻胀力沿土体深度先增大后减小,最大值出现在相对深度0.6-0.8处。

关键词：冻土冻胀特性水平冻胀力模型试验

大厚度黄土地基超长群桩承载特性模型试验研究

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工程地质学报 2018年第6期26卷 1708-1714页

作者：李建东王旭张延杰刘博诗李盛李泽源兰州交通大学土木工程学院兰州730070 道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室兰州730070 中国中铁二院工程集团有限责任公司成都610031

大厚度黄土地基中大直径长桩、超长桩的应用急剧增多,但黄土地基中超长桩的承载变形机理、侧阻和端阻的发挥性状与普通桩差别较大。采用研制的黄土相似材料填筑模型,分别进行超长单桩和群桩竖向抗压静载试验,分析桩顶荷载作用下荷载-沉... 详细信息

大厚度黄土地基中大直径长桩、超长桩的应用急剧增多,但黄土地基中超长桩的承载变形机理、侧阻和端阻的发挥性状与普通桩差别较大。采用研制的黄土相似材料填筑模型,分别进行超长单桩和群桩竖向抗压静载试验,分析桩顶荷载作用下荷载-沉降、桩身轴力、桩侧阻力、桩端土体塑性区发展变化规律。研究结果表明:超长单桩在竖向荷载作用下,荷载主要由桩侧阻力承担,桩侧阻力由上向下逐步发挥,属纯摩擦桩,单桩破坏形式为刺入破坏,桩端土体塑性变形影响范围约为1. 1 d。与单桩相比,超长群桩基础桩端承载力有较大幅度的提高,桩身轴力衰减深度范围有所减小,侧阻力沿桩身逐渐增大,桩端土层的影响范围约为1. 25 d,与超长单桩的影响范围较为接近。本文的研究方法和结果可为大厚度黄土地区超长桩基的承载特性研究提供参考。

关键词：基础工程承载特性模型试验超长桩大厚度黄土

单向冻结条件下兰州地区黄土的温度场变化规律

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科学技术与工程 2020年第32期20卷 13362-13368页

作者：张正马学宁王聪兰州交通大学土木工程学院兰州730070

为研究不同含水率黄土在单向冻结融化过程中温度场的变化规律,选取兰州地区黄土进行封闭系统下的单向冻结融化试验。研究在单向冻结过程中土体温度的变化规律,给出土体温度的变化曲线。研究结果表明:土体的降温过程分为3个阶段,降温冻... 详细信息

为研究不同含水率黄土在单向冻结融化过程中温度场的变化规律,选取兰州地区黄土进行封闭系统下的单向冻结融化试验。研究在单向冻结过程中土体温度的变化规律,给出土体温度的变化曲线。研究结果表明:土体的降温过程分为3个阶段,降温冻结初期各深度处土体温度的下降速率较快;土体温度下降至-0.4℃时降温曲线出现转折点,土层各深度降温曲线出现近乎平行于横坐标的平稳段;冻结后期各深度处土体的温度下降速率相对较慢。对比分析了模型试验中不同深度处各点温度的实测值与数值模拟值,结果表明,数值模拟的各点温度曲线与实测温度曲线变化规律基本一致,冻结阶段模拟的降温速度稍大于实测降温速度,融化阶段则相反。研究结果可为冻土地区工程建设提供参考。

关键词：冻土温度场模型实验数值模拟