直剪试验的面积校正方法及误差分析

为定量估计不同尺寸试样直剪仪因试样面积减小对剪应力和强度指标的影响,对传统直剪仪和国内近年研发的几种大型直剪仪进行了剪应力面积校正和误差分析.用解析公式研究了不同尺寸试样不考虑面积减小的剪应力近似计算产生的误差随水平位移的变化趋势.结果表明：当位移不超过试样直径7.725%,标准直剪仪（Φ61.8 mm）和大型非标直剪仪的剪应力近似计算相对误差都不会超过10%,试样面积减小对剪应力-位移变化规律影响远大于对强度指标的影响,对后者的影响基本可忽略.     

土与结构接触面单直剪试验力学性质研究

基于高应力下土与结构接触面单直剪试验结果,从接触面本构关系、接触面剪切刚度及接触面摩擦角等方面研究了高应力下单直剪试验接触面的力学性质差异。结果表明:高应力直剪过程中剪应力-剪切位移具有非线性弹性特征,可用双曲线模型描述,而单剪条件下两者可用非线性弹性-理想塑性表征,双曲线模型的本质特征与单剪试验数据不吻合;直剪试验中接触面剪切刚度未减至零,而单剪试验中接触面剪应力达到抗剪强度后接触面保持零剪切刚度状态;高应力单剪试验条件下土与结构接触面的强度准则更适合用无黏聚力的莫尔-库仑强度准则表示;两种剪切试验条件下,影响因素对接触面初始剪切刚度的影响不尽相同;借助Taylor基于Davis关系式提出的接触面流动法则,给出了高应力下单直剪接触面摩擦角差异的理论解释,试验结果印证了该分析的合理性。     

叶舞深部盐岩直剪试验研究

为了解叶舞深部盐岩的性能,在RDS-200岩石直剪测试系统上对叶舞盐岩进行了常规直剪试验。试验结果表明:对于河南平顶山叶舞盐岩,盐岩的抗剪强度参数黏聚力和内摩擦角值分别为3.97 MPa和37.12°。通过与国内盐岩抗剪强度参数对比发现,其抗剪强度略低于湖北云应盐岩;黏聚力高于金坛盐岩,而内摩擦角低于金坛盐岩。剪切位移与剪应力关系曲线比较平缓,表现出不同于一般脆性岩石的延性特征。在高法向应力下,试件破坏前,剪应力与剪切位移曲线主要表现出线性特征,在峰值应力附近,曲线斜率较小,峰值并不明显。整个试验过程,存在明显的剪胀特征,剪胀结束点一般在剪应力-剪切位移关系曲线峰值应力对应的剪切位移后。本试验研究对了解该地区盐岩力学性能以及对盐岩储库的选址工作有一定的参考意义。     

三门峡原状黄土的大型直剪试验及其尺寸效应

三门峡原状黄土富含大孔隙且垂直节理较为发育,在工程实践中对其本身的抗剪强度及变形特性有着重要影响。以往的黄土强度和变形试验多数采用常规直剪试验,导致试样避开了多数节理面和大孔隙,使试样的整体代表性降低。通过对三门峡原状黄土进行一系列的大型直剪试验,并结合常规直剪试验分析了原状黄土抗剪强度的尺寸效应。试验结果表明:关于试样的剪应力-剪切位移关系曲线,在50、100 kPa垂直压力下呈现剪切软化现象,而在200、300 kPa垂直压力下呈现剪切硬化现象;在相同垂直压力条件下,大型直剪试验得出的试样抗剪强度低于常规直剪试验得到的,并且这种差异随着垂直压力的增大逐渐变得显著。工程实践中应充分考虑尺寸效应对黄土抗剪强度的影响,进一步提升工程的安全性。     

引江济淮试验工程中不同尺寸试样抗剪强度的试验对比研究

边坡岩土体的抗剪强度是评估边坡稳定性的关键参数,采用较小尺寸试样可能难以反映岩土体的结构性,导致测试结果偏离实际情况。为研究尺寸效应对不同岩土体抗剪强度参数取值的影响,选取引江济淮试验工程的4种典型岩土层,进行现场原位大型剪切试验与室内小尺寸试样的直剪试验。结果表明:受原位地质条件的影响,进行现场大型剪切试验时,岩土体应力-应变曲线的剪应力峰值更突出,达到峰值以后,经历1%~2%剪应变即达残余剪应力,不同岩土体应力-应变曲线表现出明显的差异性;影响岩土体尺寸效应的因素众多,仅从黏粒含量、膨胀性、取样扰动来分析现场与室内剪切试验的差异性是远远不够的,对于不同地质的实际工程,现场原位剪切试验仍然是获取合理强度参数的关键性试验。基于试验结果,给出了该地区采用室内直剪试验所得的强度参数的建议修正比率。     

武广客运专线非饱和红粘土的快剪 与慢剪对比试验研究

采用某客运专线3个工点的非饱和红粘土试样进行三轴、直剪的不固结不排水剪切、固结不排水剪切和固结排水剪切试验，获得了这3个工点的直剪、三轴试验指标，分别对其进行了不固结不排水剪与固结排水剪强度指标对比，获得了相应的比值，提出了建议，对客运专线非饱和红粘土地段设计参数的选取具有参考作用。     

新型粗粒土直剪试验机研制

直剪试验是粗粒土强度指标测试的传统技术手段.但传统的试验设备存在的重大技术缺陷使得在试验过程中剪切面面积逐步缩小,剪切面中心位置逐渐偏移,导致剪切面上的正应力增大且分布不均,使试验结果产生误差和严重失真,并制约了该项技术手段发展和工程应用.为了克服粗粒土直剪试验设备的这一重大技术缺陷作者研制了一套大型粗粒土直剪试验机,采用齿轮齿条机构来固定剪切面中心的位置,同时运用线性比例调压技术使正应力恒定,有效地解决了这些技术难题,使粗粒土直剪试验技术得到了进一步完善.     

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明:下蜀土试样含水率在19%~28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。     

辽宁区域性饱和黏性土和粉土抗剪强度参数的试验研究——以盘锦地区为例

目的试验与分析辽宁区域性饱和黏性土(黏土与粉质黏土)和粉土抗剪强度参数.对辽宁盘锦地区黏性土抗剪强度特征取得了规律性认识,提高评价土质的可靠性.方法采用室内直剪试验、三轴试验与室外十字板剪切试验、静力触探试验.结果黏土内摩擦角φ好于粉质黏土、粉土;内聚力C的相关性相对于摩擦角较差;黏土的内聚力成负相关;直剪试验(快剪)抗剪强度指标内摩擦角φ和黏聚力C高于三轴试验(UU)的抗剪强度指标.不排水抗剪强度经验公式Cu=18.0 11.02qu适应于辽宁盘锦地区的黏土.结论建立了室内直剪试验与三轴试验抗剪强度指标之间关系,及十字板剪切试验与静力触力试验之间的关系,为以后在辽宁盘锦地区地基勘察评价中估计黏性土的抗剪强度提供参考.     

软粘土的抗剪强度指标试验分析

通过三轴UU剪切试验，得出了试样饱和度对软粘土抗剪强度参数的影响关系；再通过大量的固结快剪试验，得到软粘土在不同固结压力、不同固结度下的强度变化规律。     

分级加载条件下的锯齿状结构面剪切松弛特性

为研究结构面的剪切应力松弛特性,采用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,利用岩石双轴流变试验机对规则齿形结构面进行不同剪切应力水平下的松弛试验,试验结果表明:结构面剪切应力松弛曲线可以分为瞬时、减速和稳态3个阶段;依据松弛曲线特征,考虑模型参数的时间相关性,将粘滞系数看作是与时间有关的非定常参数,建立非线性Maxwell松弛方程,与试验曲线拟合结果比较理想,得到了初始粘滞系数与剪应力水平的关系;根据松弛应力随剪应力水平的变化规律,及蠕变确定长期强度的机理,提出了应力松弛试验确定长期强度的方法,即松弛应力峰值对应的剪应力为结构面的长期强度.     

基坑开挖过程中软土性状若干问题的分析

通过对基坑工程中主动区和被动区土体的应力路径、应力状态、土的不排水抗剪强度和孔隙水压力变化规律的讨论,几个模糊概念得到澄清．研究表明：基坑开挖过程中无论主动区还是被动区都处于卸荷状态;土体抗剪强度在不同区域、不同加载阶段是不同的．在同一固结压力下,不排水抗剪强度是卸荷抗剪强度的2倍．在模拟基坑工程应力路径的三轴室内试验研究基础上,发展了一个孔隙水压力公式．根据常规三轴试验得到的抗剪强度和孔隙水压力系数变化规律可确定不同应力路径下的土体抗剪强度．     

非水反应高聚物–混凝土界面单调剪切特性及本构模拟

土与结构物的界面力学性质一直都是岩土工程探究的热点,为了探究非水反应高聚物与混凝土的界面剪切特性,本文基于单调直接剪切试验研究了竖向应力、剪切速率对高聚物-混凝土界面抗剪强度和剪切模量等特性的影响。试验结果表明:在给定的竖向应力与剪切速率下,随着剪切位移的增加,高聚物-混凝土界面呈现出剪切软化的现象。剪切速率对抗剪强度以及残余强度有一定的影响,对界面剪切模量值有显著影响,随着剪切速率的增加剪切模量值不断减小,减小幅值明显,然而对高聚物-混凝土界面的粘聚力、残余粘聚力、摩擦角以及残余摩擦角影响较小;竖向应力对高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值有显著影响,并且高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值随着竖向应力的增加而不断增加。同时,本文系统的公式推导描述了高聚物-混凝土界面的双曲线本构模型的构建过程,并依据相关实验结果初步验证了模型的有效性。     

基坑开挖中土的抗剪强度指标的试验研究与探讨

介绍了常规三轴试验方法，分析了由此测出的强度指标的特点，探讨了模拟基坑开挖实际应力变化过程的卸荷试验方法，并对强度指标可能的变化进行初步分析．     

重塑膨胀土的抗剪强度试验研究

土的含水量和压实度是影响膨胀土抗剪强度的重要因素。在实验室研究了不同含水量和压实度情况下土的抗剪强度特性，采用多元线性回归方法，分析了内摩擦角和粘聚力与含水量和峰值抗剪强度的关系，发现重塑膨胀土的抗剪强度参数与压实度无显著相关，含水量对其有显著影响，定性分析了不同含水量下土的剪应力与位移的关系。     

重塑膨胀土的抗剪强度试验研究

土的含水量和压实度是影响膨胀土抗剪强度的重要因素。在实验室研究了不同含水量和压实度情况下土的抗剪强度特性,采用多元线性回归方法,分析了内摩擦角和粘聚力与含水量和峰值抗剪强度的关系,发现重塑膨胀土的抗剪强度参数与压实度无显著相关,含水量对其有显著影响,定性分析了不同含水量下土的剪应力与位移的关系。     

生土基砌体沿通缝抗剪试验方法研究

为确定一种适用于生土基砌体沿通缝抗剪试验方法,本文通过对48个不同种类生土基砌体进行双剪试验,分析了块材种类、水平灰缝、荷载作用位置、灰缝材料等因素对生土基砌体沿通缝抗剪性能的影响,基于层次分析法对不同抗剪试验方法进行综合评价,确定了一种适用于生土基砌体沿通缝抗剪的试验方法。结果表明：抗剪试验方法对生土基砌体沿通缝抗剪性能存在显著影响,含有水平灰缝的试件抗剪强度一般高于不含水平灰缝的3砖试件抗剪强度;荷载作用位置对于6砖试件的抗剪强度存在一定影响,半砖受荷试件的抗剪强度大多数情况下高于整砖受荷试件的抗剪强度;专用砂浆与块材的粘结性能较好,砂浆试件的抗剪强度约为泥浆试件的10~65倍;4砖试件在试验操作性和试件受力状态方面均表现出显著优势,层次分析法的综合评价值最高,为0.32,建议采用4砖抗剪试验方法作为生土基砌体沿通缝抗剪的标准试验方法。     

河道淤泥气泡混合轻质土剪切流变特性及模型

利用剪切流变试验对以水泥为固化剂的河道淤泥气泡混合轻质土的流变特性进行了试验研究。试验结果表明,经固化处理的河道淤泥气泡混合轻质土在荷载作用下具有类似于硬粘性土的流变特征。剪切流变可以分为3个阶段：在剪应力水平较低时,剪切流变曲线呈衰减稳定型;随着剪应力水平的提高,剪切流变曲线呈非稳定的等速型;当剪应力水平增大到一定程度时,剪切流变曲线呈加速型。河道淤泥气泡混合轻质土的流变性随着混合轻质土强度的提高而降低。根据试验所呈现的剪切流变规律,可以发现河道淤泥气泡混合轻质土的剪切流变符合七元件黏弹塑性剪切流变模型,模型能够比较好地描述河道淤泥混合轻质土在各种剪应力水平下的衰减、等速以及加速流变过程。     

型钢高强高性能混凝土梁的抗剪性能分析

为了研究型钢高强高性能混凝土梁的抗剪力学性能,对9榀不同混凝土强度等级、剪跨比和加载方式的实腹式型钢高强高性能混凝土简支梁进行了静力加载试验,分析了型钢高强高性能混凝土梁的受力过程、剪切破坏类型及抗剪承载力的影响因素.基于型钢高强高性能混凝土梁的试验研究结果,对简支梁的加载和受力过程进行了有限元模拟.有限元分析结果与试验实测相关数据的对比分析表明,采用通用有限元分析程序ANSYS对型钢混凝土构件的受力过程进行数值模拟是可行的.在此基础上,进一步分析了简支梁的抗剪机理和力学性能,同时探讨了粘结滑移对构件力学性能的影响以及型钢、钢筋和混凝土应力应变的发展分布规律.研究成果为改进型钢高强高性能混凝土梁设计计算理论和有限元分析提供了试验依据.     

混凝土与基岩胶结面真实抗剪断强度研究

采用弹塑性有限元法，分析研究了混凝土与基岩胶结面的不同平均应力抗剪断强度对应的真实抗剪断强度，以及混凝土和基岩弹性模量取值对计算真实抗剪断强度值的影响．提出了一些可供现场抗剪断试验和工程设计时选择抗剪断强度的参考意见．