砂雨法制備砂土地基模型及砂土邊坡穩(wěn)定性土工離心試驗研究.pdf

1、土工模型試驗在巖土工程領(lǐng)域研究中有著重要的作用，它能揭示土體的各種力學(xué)行為和機理，是驗證及完善土的變形和強度理論的有效途徑，也可為巖土工程設(shè)計提供依據(jù)。試樣制備是土工模型試驗過程中基礎(chǔ)而重要的環(huán)節(jié)，砂雨法是制備砂土地基模型晟常用的方法，但對影響砂雨法制備砂土地基模型的主控因素認識尚需提高，各因素的影響程度或方式也需進一步明確。離心模型試驗與原型具有一致的應(yīng)力狀態(tài)，除了可以減小模型尺寸，大幅度縮減試驗時間外，還能用來建立各種非均質(zhì)模型，模

2、擬復(fù)雜多變的工程情形，對于重力不可忽視的巖土問題來說是非常適用的。
　　通過自制砂雨裝置，對砂雨法制備砂土地基模型技術(shù)中落距、出砂孔尺寸、出砂頭總流量、出砂頭移動速度4個影響因素以及砂土地基模型的相對密實度空間分布特征進行了一定探討，并通過對目標(biāo)相對密實度的驗證試驗，驗證砂雨法制樣技術(shù)的可靠性。同時通過開展砂土邊坡穩(wěn)定性土工離心模型試驗，研究邊坡坡度、砂土含水率對砂土邊坡穩(wěn)定性影響，反映砂土邊坡的變形發(fā)展規(guī)律以及破壞模式，探討制備

3、砂土邊坡離心模型中如何控制砂土模型含水率，以減小砂土等這類非黏性土的離心模型試驗誤差，并結(jié)合其他實驗室平行實驗結(jié)果進行統(tǒng)計分析，探討砂土離心實驗的誤差來源以及誤差的大小，為土工離心模型試驗研究提供了一定的參考價值。初步得到以下結(jié)論和建議:
　　1、砂雨法制樣過程中，砂土相對密度Dr隨出砂口與砂面的高度的增大而增大，但增長速率逐漸減小。落距范圍在70～100cm內(nèi)砂土相對密度基本趨于穩(wěn)定。
　　2、砂雨法制樣過程中，砂土穩(wěn)定相

4、對密度Dr與出砂口的直徑（寬度）d線性負相關(guān)，隨出砂口直徑（寬度）的增大而減小，其回歸方程為Dr=99.7-4d。并通過制作Φ=5mm的漏斗點式出砂口進行了試驗驗證。
　　3、通過選用Φ=4mm漏斗點式出砂口和b=3.23mm一線點式出砂口分別對目標(biāo)相對密度為55％和75％進行的驗證試驗，實際相對密度與目標(biāo)相對密度最大相差-2.74％，最小相差0.25％，表明了砂雨法制備砂土模型是基本可靠的，且一線點式出砂口優(yōu)于漏斗點式出砂口。<

5、br>　　4、砂土邊坡坡度的增大，邊坡破壞時的臨界加速度降低。當(dāng)邊坡坡度由65°增大至75°時，邊坡失穩(wěn)的臨界加速度由45g降至23g，降低約49％，說明邊坡坡度是影響邊坡穩(wěn)定的核心因素之一。對比7家實驗室的平行實驗結(jié)果，得臨界加速度均值由55.6g降至25.6g，降低約52.2％，試驗數(shù)據(jù)具有高度的一致性。
　　5、通過對比平行實驗的試驗結(jié)果，由于砂土在較高含水率條件下存在明顯的土水遷移現(xiàn)象，含水率對邊坡穩(wěn)定性的影響未能通過本實