红土的结构分析及应力应变特性的研究

本文对云南鲁布格堆石坝心墙红土料进行了宏观和微观试验。试验表明,红土的力学性质好,而物理性质与力学性质二者之间相互矛盾不一致。同时证实了红土中团粒结构和定向效应的存在,说明红土中具有多孔集合体的特征。利用红土的微观结构观点解释了物性和力性之间的不一致现象,特别是对其应力～应变～体变曲线出现的特殊现象从本质上进行了阐明。     

考虑应力路径影响的垃圾土应力-应变特性

填埋场内垃圾土体存在多种应力状态(如压缩、拉伸、加载和卸载等),常规三轴试验和直剪试验难以全面进行模拟。为此，利用GDS三轴仪针对垃圾土重塑样开展9种不同应力路径下的三轴试验，深入研究分析应力路径对垃圾土应力-应变特性和屈服特性的影响，提出描述垃圾土应力-应变关系统一的数学模型，并得到p-q应力空间上垃圾土的屈服轨迹。通过与砂土进行比较，揭示应力路径对垃圾土中纤维材料加筋作用的影响规律。结果表明：对于σ₃≥0的压缩路径，垃圾土的应力关系曲线上翘，没有任何出现峰值或趋于渐近值的迹象，纤维材料起到的加筋作用最显著；对于σ₃<0的压缩路径，垃圾土的偏应力随轴向应变增加而增大，并逐渐趋于某定值，纤维材料起到的加筋作用较弱；对于Δq<0的伸长路径，垃圾土与砂土的应力-应变关系曲线近乎一致，纤维材料几乎不产生加筋作用。垃圾土中纤维材料的加筋作用与应力路径密切相关，研究成果为全面深入理解垃圾土的力学特性提供了依据。     

应力路径对饱和砂土力学特性的影响研究综述

应力路径是土的应力条件中的一个重要方面.研究不同应力路径下饱和砂土的应力应变关系,揭示应力路径对饱和砂土力学特性的影响具有重要的学术和实用价值.本文综述了应力路径对饱和砂土静力和动力特性影响的研究现状,总结了已取得的成果,指出了需要进一步研究的内容.     

重庆红粘土本构模型验证

以重庆红粘土为研究对象，通过对重庆红粘土在不同应力路径加荷条件下的应力－应变关系的分析研究，运用“土的本构关系图象程序”对重庆红粘土本构关系，进行了四种本要模型验证，认为非线性弹性成都科技大学Ｋ－Ｇ模型和殷宗泽双曲服面弹塑性模型能反映重庆红粘土应力－应变关系的本构模型，提出了相应的模型参数。     

盾构隧道施工土体塑性区解析法研究

为研究盾构隧道施工对周边土层的扰动情况,对施工现场原状土进行了6种不同应力路径的试验.该原状土屈服面存在明显的各向异性.采用解析法对不同荷载环境下盾构施工扰动塑性区的分布规律进行了研究.结果表明:原状土在不同应力路径下的力学特性明显不同,被动压缩路径下土体强度大于主动压缩路径下土体强度,加载应力路径下土体强度大于卸载应力路径下土体强度,而压缩应力路径下土体强度远大于拉伸应力路径下土体强度.隧道邻近区域环境荷载的大小和位置是影响盾构隧道施工塑性区分布形状和范围的重要因素.     

pH对红土性质的影响

为研究pH对红土性质的影响,通过人为地将红土的pH调节为4.5、5.5、6.5、7.5,对恒温30℃养护50d之后的试样进行物理、化学和力学测试.试验发现游离氧化铁作为红土中主要的胶结物质,其含量和存在形式的变化对红土本身的工程地质性质有很大影响.游离氧化铁活性较高,易受环境的影响而活化或老化.在控制温度一定的前提下,随pH的升高,游离氧化铁含量减少,土颗粒团聚度降低,在较小围压下,土的力学性质也相对越低.最后,结合试验结果对pH的改变导致红土性质变化的机理进行了进一步的分析和阐述.     

重庆红粘土的非线性弹性K—G模型研究

以我国三大特殊土之一的红粘土为研究对象，在对取自重庆地区某施工现场的红粘土－重庆红粘土－系列的试验基础上，运用“土的本构关系图象程序”对重庆红粘土进行了非线性弹性K－G模型的研究，确认该模型符合重庆红粘土应力－应变关系的本构模型，并提供了工程数值分析和计算所需的模型参数。     

复杂应力路径下土的本构模型研究

本文结合粉土着重研究复杂应力路径下，土的应力～应变～体变特性。提出考虑土的应变软化、剪胀（剪缩）性和应力路径影响的非线性弹性模型。通过试验成果验证，分析模型的适用性。     

关于具有软化性能土的应力-应变关系的研究

研究了土的一种典型的应力-应变关系线,即显示出软化性能的应力-应变关系,在指出这种应力-应变关系线的特征基础上,给出这种典型应力-应变关系线的数学表达式,以及割线模量和切线模量的表达式;给出了该数学表达式的参数确定方法,并以一个实例来说明如何从试验资料确定这些参数。这项成果为建立一个可以表示土软化性能的非线性力学模型提供必要的基础。     

煤材料变形力学特殊分析

在简单压缩实验上获得了煤的应力－应变关系曲线，较好地再了煤的应变强化和应变化软化特性。实验表明煤材料具有典型的弹塑性性质；煤和地壳中其他岩石相比具有一定的特殊性，煤的应力，应变及破坏规律及煤的力学性质有关。     

重塑红土强度的三轴试验研究

采用三轴试验研究不同压实度下红土的应力变形规律,获得了不同压实度下红土的邓肯-张模型参数。结果表明:红土粘聚力及内摩擦角随着压实度增大而增大;其切线模量及体积模量也增大。初始压实度低的土样在剪切过程中均出现先剪缩再剪胀现象;而对初始压实度较高土样,只有在低围压下才出现剪胀现象,高围压下仍表现剪缩现象。     

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.     

不规则波振动三轴试验技术的研究

本文通过编制可施加地震不规则剪应变时程的振动三轴试验控制程序,研究了相关的动三轴试验技术问题。     

对修正剑桥模型的认识及试验模拟

通过普通三轴固结不排水剪切试验获取修正剑桥模型的参数，用MSC．MARC软件进行考虑水土耦合和不考虑水土耦合的三轴排水试验的模拟，并对模拟的试验结果与室内试验进行比较，验证了MARC软件的水土模拟能力．     

结构性吹填软土侧向变形真三轴试验研究

为了研究吹填软土在侧向变形条件下的力学与结构特性,利用真三轴试验机以及WF应力路径试验仪进行了不排水条件下的侧向卸荷试验,并与常规三轴试验结果进行了对比分析.试验结果表明：与常规三轴剪切试验应力-应变关系曲线表现的硬化特性不同,真三轴卸荷试验表现出应变软化现象.随着初始围压的增大,土体由剪缩向剪胀变化.由于中主应力的影响,真三轴卸荷状态下土体的结构屈服应力值明显大于WF卸荷状态以及常规三轴试验下的数值,其随着中主应力系数bd的增大而成非线性增长.真三轴侧向卸荷条件下土体抗剪强度指标大于WF卸荷条件,与常规三轴试验结果也明显不同,其内摩擦角增大,粘聚力减小.     

不同排水条件加筋红土三轴试验研究

以玻璃纤维和土工布作为加筋材料,对比研究红土在三种不同排水条件下加筋前后的抗剪强度特性.三轴试验结果表明:红土在完全固结排水条件下剪切,加筋能提高其抗剪强度,加筋层数越多,强度提高越大;在固结不排水条件下剪切,当加筋层数较少时,加筋后其抗剪强度反而比不加筋时降低,但随着加筋间距的减小,抗剪强度逐渐增大;而在完全不固结不排水条件下剪切,加筋降低其抗剪强度,且抗剪强度随围压的增大而减小.说明红土在不排水条件下加筋应慎重考虑.     

GCTS空心圆柱扭剪仪实心试样的饱和试验分析

GCTS空心圆柱扭剪仪是模拟土体在主应力轴旋转下的理想试验仪器,不但可以进行空心试样的扭剪试验,也可以完成实心试样的动、静三轴试验,而空心试样的反压饱和方法不适用于实心试样．本文基于GCTS仪进行了多组实心试样的饱和试验,提出了抽真空饱和与反压饱和相结合的饱和方法,结果表明该方法不但提高了试验效率,亦使后续试验结果更加精确．     

全自动静-动三轴剪切仪的功能分析及应用

针对北京工业大学新引进的全自动静一动三轴剪切仪的设备功能进行了系统分析,该设备既能完成普通的静动三轴剪切试验,还能完成径向-轴向耦合剪切试验,可实现各种特殊复杂应力路径及分级加卸载静态剪切试验,此试验剪切过程均可通过计算机自动控制.并对利用全自动静-动三轴剪切仪实测得到的试验结果进行了分析.试验结果表明,该仪器测试精度较高,在土工试验中具有较广泛的应用性,为研究复杂应力条件下的实际土体强度与变形特性的研究提供了试验技术条件.     

各向异性砂土剪切带角度的理论分析

针对平面应变条件下各向异性砂土剪切带角度的试验规律,采用传统的3种理论和分叉理论进行对比分析。将平面应变条件下剪切带角度的试验结果按照传统3种理论整理发现,尽管传统3种理论可以估算同种砂剪切带角度的极小、中间和极大值,但无法解释其各向异性规律。砂土在平面应变条件下破坏时会产生明显的剪切带,当剪切带方向和砂土沉积面方向接近时,会较早诱发剪切带的产生,使材料强度降低,造成了平面应变条件下各向异性强度规律明显不同于常规三轴条件下的试验规律,采用分叉理论结合各向异性模型则可以有效解释这个规律。随砂土沉积面角度的变化,模型可以从细观角度解释常规三轴条件下剪切带角度的单调变化的试验规律,结合分叉理论可以描述平面应变条件下其先减小然后增大的规律。通过几种理论对比分析表明,模型结合分叉理论不但能够描述多种应力状态下的平面应变和常规三轴应力条件下剪切带角度表现的不同规律,而且能够从细观角度解释其各向异性成因。     

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．