石粉静态液化特性试验研究

石材在切割加工过程中会产生大量石粉,大量石粉多以堆填方式处理,形成石粉地基和石粉填埋场,因此需研究石粉的工程特性。通过固结不排水试验,研究不同的相对密度、不同围压时石粉的静态液化行为,并采用稳态强度理论对其进行分析。研究结果表明,石粉在低围压和低相对密度时会发生完全液化,但随着相对密度和固结围压的增大,石粉会出现暂时液化和充分稳定状态。与纯砂相比,花岗岩石粉具有"逆向性"特征。通过石粉的稳态线、不稳定区和状态参数与脆性指数可以较好地评估和预测其静态液化行为。     

基于临界状态理论的海相含细粒土砂液化特性试验研究

采用饱和海相含细粒土砂开展固结不排水三轴剪切试验和轴向-扭转耦合循环剪切试验，基于临界状态理论，研究砂土状态参数与其液化特性的关系。研究结果表明：对于海相含细粒土砂，其临界孔隙比和归一化有效平均正应力具有很高的线性相关性；轴向-扭转耦合不排水循环剪切试验结果显示，循环应力比CRR相同时，状态参数ψ越大，液化振次N_L越小，根据研究结果提出砂土液化振次N_L的计算公式，N_L与ψ很好的满足指数函数关系。     

尾矿坝液化判别简化方法研究

在现有尾矿坝液化判别研究成果的基础上,提出利用尾矿坝在不同深度和不同沉积滩距离处的放大系数和折减系数来计算动剪应力的方法。该方法可以考虑尾矿坝坝体的刚度和距离对液化特性的影响。结合大量的现场标贯试验和室内动三轴试验,研究细粒含量对尾矿材料液化特性的影响,并提出细粒含量对尾矿材料液化特性影响的修正公式。通过考虑上覆有效应力、钻孔直径、钻杆长度、落锤条件以及细粒含量等影响因素,对尾矿材料的抗液化强度进行修正。结合抗液化安全系数的概念,比较动剪应力和抗液化强度,判别尾矿材料的液化程度。使用Visual Fortran语言,编制与提出的尾矿坝液化判别方法相应的液化判别程序,便于该方法在尾矿坝液化判别方面的推广和应用。     

细粒含量对饱和砂土动孔压演化特性的影响

利用GDS循环三轴仪,对不同细粒含量砂土进行了不排水动三轴液化试验,并基于Seed孔压应力模型,研究了细粒含量对液化进程中动孔压演化特性的影响.研究结果表明:细粒含量对砂土孔压发展影响较大,其影响主要体现在孔压发展模式参数θ的不同.含细粒砂土中细粒含量与孔压参数θ的关系不是呈单调的线性关系.参数θ先随着细粒含量的增加而...     

波浪荷载下含细粒砂土动力特性试验研究

采用空心圆柱扭剪仪对含细粒饱和砂土进行动力特性试验。试验结果表明:波浪荷载作用下,砂土的液化周次明显小于动三轴和动扭剪试验的振动周次;随着细粒含量的增大,含细粒砂土的液化周次先减小后增加,细粒含量为10%左右时最小;细粒含量较小时,含细粒砂土超静孔隙水压发展规律类似纯砂,当细粒含量达到15%以上时,逐渐呈现出类似黏土的规律;细粒含量、有效围压对模量归一化曲线无影响;掺加细粒后砂土的阻尼比归一化曲线受围压影响比较明显,有效围压越大,阻尼比越小。     

尾矿料的动强度特性试验研究

通过对某尾矿坝料进行固结不排水动力三轴试验。对两种尾矿料在不同围压和固结比应力条件下之动强度、孔隙水压力及轴向应变的变化进行了研究。试验结果表明,在循环振动荷载下,对同一固结比,动剪应力随围压的增大而增大,同一围压下,动剪应力随固结比的增大而增大。孔隙水压力的增长主要发生在振动前期,固结比对孔隙水压力的增长影响明显,同时试验结果可用双曲线较好地进行拟合。在低固结比条件下,轴向应变1%附近存在应变突增点。试验研究成果为该坝的动力稳定性分析提供了参数,也为后续尾矿料的动力特性研究提供参考。     

尾粉砂动力特性试验及数值模拟

地震作用下尾矿粉砂液化是尾矿坝灾害的主要原因之一。为研究尾粉砂动力特性,分别对不同围压和固结比的尾粉砂进行动力特性试验,分析其对尾粉砂动强度和动模量的影响。此外采用有限元软件对地震荷载作用下尾矿库的位移、地震加速度和孔隙水压力分布进行数值模拟。结果表明:尾粉砂动模量随着围压和固结比的增加而增大;尾粉砂的动强度及其抗液化能力随着围压和固结比的增大而提高;在地震作用下,位移、加速度和孔压最大值出现在尾矿库堆积坝坡面和顶部沉积滩面。     

四川地区砂卵石土动强度试验分析

基于GBS LABV2动态三轴仪的砂卵石土的固结不排水振动三轴试验，对试验过程及试验成果进行了分析。初步探讨了围压及饱和度对砂卵石土试样动强度及液化特性的影响，以及孔压变化的规律，对其中的问题提出了几点浅显的认识。     

沉积成层饱和粉土质砂振动孔压发展规律的试验研究

具有层状结构砂土的力学特性有别于纯净的砂土或含有一定细粒含量均匀混合砂土,利用自行制作的土样制备箱采用水中沉砂法制备沉积成层粉土质砂,通过动三轴液化试验研究这种沉积成层饱和粉土质砂的振动孔压发展规律。试验结果发现:对于沉积成层饱和粉土质砂,孔压一般达不到有效固结压力,仅为有效固结压力的70%~80%,而相应的轴向双幅应变可达到0.05左右;当围压为50 kPa时,其振动孔压发展模式可用反正弦函数表示;当围压为100,200 kPa时,其振动孔压发展模式都可用双曲线函数表示。     

尾矿砂液化特性试验研究

尾矿料多为无粘性细粒土,在地震荷载作用下极易发生液化。本文通过对辽宁某铜矿的尾粉砂进行室内动三轴试验,研究了尾粉砂在动力荷载作用下的变形强度特性。研究表明,尾粉砂动应变的发展主要可分为小应变和大应变两个阶段,对于本文所采用的尾粉砂,大、小应变的分界点在1%左右。通过不同饱和度尾粉砂的对比试验,研究了围压和饱和度对尾粉砂动强度的影响,即围压越大、饱和度越低,尾粉砂动强度越高。并进一步通过对不同围压下液化试验结果的归一化分析,提出了一种更加符合实际的孔压应力模型,该模型能很好地反映试验过程中的孔压增长模式。     

饱和粉土液化及液化后力学特性试验研究

对饱和粉土进行了一系列动三轴液化及液化后试验,即进行饱和粉土液化试验及在饱和粉土液化后孔隙水压力进行了不同程度消散后,再进行三轴剪切试验。探讨了饱和粉土的液化特性以及液化后孔压消散程度对液化后粉土力学特性的影响规律。试验结果表明:饱和粉土的抗液化强度随着所施加动应力幅值的增大而减小;液化后饱和粉土孔压消散程度越大(即再固结程度越大),则液化后粉土的不排水抗剪强度越大,其应力应变关系曲线表现为应变硬化型,土体的切线模量随着应变的增大而减小;液化后粉土的孔压进行了不同程度消散后,再进行的三轴剪切试验中应力应变关系呈对数曲线关系。     

不同应力路径下结构性土的力学特性

天然土在受荷过程中会经历不同的应力路径，开展结构性土在不同的应力路径下的力学特性的试验研究可以为建立复杂应力路径下的合理结构性本构模型提供试验依据。对结构性土样在不同应力路径下的力学特性进行试验研究。所用土样是人工室内制备的结构性土试样，共进行不同的固结应力状态下常围压、减小围压和增大围压时施加竖向应力直至土样破坏的固结排水和固结不排水三轴试验，对结构性土样在不同的应力路径下的强度特性、破坏特性和变形特性进行探讨和分析。     

考虑黏聚力的上下加载面修正剑桥模型及数值实现

 首先完善上下加载面模型中超固结状态参数R与结构性状态参数R*的定义,给出上下加载面修正剑桥模型更具普适性的推导过程;然后介绍考虑黏聚力的上下加载面修正剑桥模型的半隐式本构积分算法及数值实现过程,并基于ABAQUS软件所提供的用户材料子程序UMAT接口编制上下加载面修正剑桥模型本构子程序;利用该模型模拟不同工况以及不同加载方式下超固结和原状土体的力学特性,以验证该本构模型对原状超固结土体的模拟能力以及所编写子程序的正确性和可靠性;最后进行Boom Clay三轴固结不排水剪切试验的模拟,完成将上下加载面修正剑桥模型应用于工程实际的关键一步。     

砾石含量对成都粘土力学特性的影响

通过三轴剪切试验,研究分析含砾成都粘土的力学特性。主要进行成都粘土与砾石不同配比的混合土三轴剪切试验,按照砾石含量的质量百分数进行分组。进行了四种围压(50kPa、100kPa、200kPa和400kPa)作用时的固结排水与固结不排水试验,并得出如下结论:①低围压时(σ1-σ3)随砾石含量的增加而提高;高围压时,20%试样(σ1-σ3)最低,依次是0%试样、40%试样;②随砾石含量的增加,割线刚度有所提高;③CD试验中,试样未出现体胀现象,40%试样体缩量较小;CU试验中,未出现孔隙水压力减小趋势,40%试样孔隙水压力值较高。     

饱和黄土的液化特性与稳态强度

通过应力控制固结不排水三轴试验，研究了饱和黄土的稳态强度特性及超同结对其不排水性状的影响。对比分析了黄土与砂土静力液化特性之间的异同。提出了饱和黄土流滑破坏的产生条件和利用稳态强度判断饱和黄土能否产生液化流滑的方法。     

广州粘土真三轴试验研究

通过对广州原状粘土不同围压和不同中主应力系数下的周结不排水真三轴剪切试验,分析结构性粘土在固结不排水剪切状态下的应力与应变、强度与变形特性,并研究偏应力、孔隙水压力,应力比,有效主应力比值随不同围压和中主应力系数的变化规律。     

基于SCPTU原位状态参数确定方法及液化应用试验研究

状态参数可以有效地评价无黏性土的相对密实度和液化势。然而,目前状态参数的确定主要依赖于室内试验,难以反映现场土层的真实状态。地震波孔压静力触探(SCPTU)测试可以获取土层的原位锥尖阻力、侧壁摩阻力、孔隙水压力与剪切波速等原位参数。本文基于SCPTU测试确定状态参数的研究成果,根据3个工程场地的SCPTU原位测试资料,首先对不同状态参数评估方法进行了比较,其次建立归一化剪切波速V_(s1)与原位状态参数的相关关系,绘制剪切波速与有效应力(V_s-σ′_(v0))平面中状态参数剖面等值线图;提出归一化小应变刚度(G_0/q_c)与状态参数的修正模型。最后应用于无黏性土密实度与液化势的评估中。结果表明:本文提出的2种计算方法能够有效地评估无黏性土的状态参数,并且预测的状态参数可有效地用于评价土体密实状态与液化势的可靠判别。     

不同冻融模式下淤泥质土力学及微观结构特性研究

通过改进的温控三轴仪,考虑冻融围压、次数和冻结温度组合影响,对淤泥质土开展冻融后固结不排水剪切试验(FC模式)和固结后冻融不固结不排水剪切试验(CF模式),分析上述因素对淤泥质土力学特性的影响,并通过电镜扫描试验揭示冻融围压对其力学特性的影响机制。结果表明：FC模式中,冻融围压会减少冻融后土体内孔隙数量,进而降低冻融对土体强度和模量的弱化作用;而CF模式中,冻融围压使得冻融后土体内孔隙增多,土体融化时土体内超孔压增大且无消散过程,进而加剧了冻融对土体强度和模量的弱化作用;两种模式中,随着冻结温度越低和冻融次数越多,淤泥质土强度弱化效应越明显,土体破坏时的超孔隙水压力越高。淤泥质土力学指标劣化系数随冻融围压、次数和冻结温度的变化规律可用生长函数描述。     

考虑细粒含量的砂土液化判别双曲线模型研究

在砂土的地震液化判别模型中,大多数模型都是针对洁净砂的液化判别提出来的,忽略了其中细粒含量的影响,而细粒含量是影响砂土液化的一个重要因素,忽略细粒含量的影响会导致液化判别结果过于保守。根据中国大陆以往地震液化资料和台湾集集地震的标准贯入试验数据资料,在原始双曲线模型的基础上建立了适用于含细粒砂性土的修正的液化判别双曲线模型,提出了关于细粒影响项的修正系数;并采用所建模型对中国大陆地震数据和台湾集集地震数据进行回判分析,讨论了模型的回判成功率;最后利用国内外大地震液化数据集对判别模型进行检验,与我国规范方法进行对比来验证该双曲线模型的有效性和适用性。结果表明:该提出的修正液化判别双曲线模型既适用于不同烈度区的土壤液化判别,也能对土层深度在20 m范围内的砂土液化情况进行有效判别;而且本文提出的砂土含细粒修正系数项在一定程度上弥补了双曲线液化判别模型适用范围较为局限的缺点,并在保证液化样本点的判别成功率的基础上,提高了非液化样本点的判别成功率。     

粉土液化特性的试验研究

利用TYD-20动三轴实验机对杭州湾附近的近海粉土，模拟不同的波浪荷载作用下相同固结比的不排水动三轴的动强度和液化试验，对所得的试验结果进行比较，研究频率改变对液化特性的影响，从而总结不同的振动频率和不同的振幅对粉土液化强度的影响程度，为判断粉土液化的可能性和附加变形提供科学有效的分析方法。