网纹红土蠕变应变率试验研究

蠕变应变率是判断蠕变变形所处阶段与发展趋势的重要依据。为了研究网纹红土蠕变应变率的变化规律,对网纹红土未扰动土样进行了分别加载条件下的初始加载、卸载、重复加载蠕变试验,并根据试验结果分析了蠕变应变率与蠕变时间、应力水平之间的关系。分析结果表明网纹红土的蠕变应变率随蠕变时间指数衰减;蠕变应变率随时间变化的曲线与蠕变应力水平相关。同时建立了蠕变应变率与蠕变时间、应力水平之间的函数关系式,并给出了求解蠕变应变率与蠕变时间、应力水平函数关系中相关参数的方法,最后还利用求得的参数对网纹红土的蠕变应变率进行了拟合。     

望江地区典型淤泥质粉质黏土蠕变特性试验研究

基于黏土常规三轴蠕变试验成果,研究了望江地区淤泥质粉质黏土的非线性蠕变力学特性,分析了其轴向蠕变规律。蠕变试验采用分级加载的方式进行,利用线性法和"陈氏法"对试验数据进行处理,得到了淤泥质粉质黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线,发现"陈氏法"比线性法更适合处理非线性流变材料的蠕变试验结果。在此基础上,得到该淤泥质粉质黏土的应力-应变等时曲线,根据该曲线的变化规律,采用Singh-Mitchell模型对该淤泥质粉质黏土的蠕变曲线进行拟合,确定模型参数,建立了适用于望江地区淤泥质粉质黏土的非线性蠕变模型。     

基于RBF神经网络的红黏土–锚固体界面蠕变模型

红黏土–锚固体界面蠕变特性是评价锚固红土边坡长期稳定性的关键。为进一步研究红黏土–锚固体界面剪切蠕变特性,利用自制的土–锚界面剪切蠕变性能测试系统展开蠕变试验。通过分级加载方式,获得了不同应力水平下的界面剪切蠕变全过程曲线,并利用"陈氏加载法"将蠕变全过程曲线转换成为分别加载曲线。选用部分应力水平下的蠕变试验结果作为学习样本,通过对样本有监督地学习,建立了红黏土–锚固体界面剪切蠕变的RBF神经网络模型,并将所建模型对未参与建模的蠕变试验结果进行预测。结果表明模型具有良好的拟合和预测性能。     

不同含水率粘土在不同试验条件下的应力-应变特性

采用单轴固结试验和三轴剪切试验对饱和、湿润、风干以及烘干的藤森粘土进行了应力-应变特性研究。在试验过程中,进行了不同轴向应力水平下的恒应变率加载试验、蠕变试验以及卸载与重复加载试验。局部变形测量传感器(LDT)被用于三轴剪切试验中的轴向变形测量以提高小应变测量的精度。试验结果表明,不同含水率与饱和度的藤森粘土在单轴固结试验与三轴剪切试验条件下都表现出明显的粘塑性。它们的加载速率效应、蠕变效应都相似;而且在蠕变结束后的一小段邻域内藤森粘土的强度有明显的提高。笔者提出用参数β来描述藤森粘土的粘性。对试验结果的计算分析表明,在单轴和三轴试验条件下不同含水率与饱和度的藤森粘土的β值介于0.034到0.064之间;而且,含水率高的藤森粘土的β值大于含水率低的藤森粘土的β值,单轴试验条件下的β值大于三轴试验条件下的β值。     

考虑滑体粗粒土蠕变性质的边坡长期稳定性研究

针对滑体粗粒土开展了三轴蠕变试验,采用Singh-Mitchell蠕变模型能较好地拟合试验结果。分别采用长期强度下摩尔库伦模型、Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型,通过有限元软件计算和研究二维理想边坡的长期稳定性。结果表明,滑体土蠕变对边坡的长期稳定性有重要影响;采用长期强度下摩尔库伦模型比弹塑蠕变耦合模型,边坡变形更大,计算结果偏保守。     

望江淤泥质粉质黏土蠕变特性及模型研究

通过室内三轴压缩蠕变试验,对望江地区淤泥质粉质黏土的蠕变力学特性进行了研究。试验结果表明:当偏应力水平加载至75%~90%的三轴抗剪强度时,原状土土样即发生快速变形;蠕变试验的等时曲线显示该淤泥质粉质粘土的蠕变特性具有明显的非线性特征;基于试验结果,采用广义Kelvin模型和Burgers模型对土样蠕变特性进行描述。采用优化分析软件1st Opt对模型参数进行辨识,得到不同围压和各级偏压下淤泥质粉质粘土的蠕变模型参数,采用两种蠕变模型计算所得曲线与试验曲线吻合良好,两种模型均可准确描述其蠕变力学特性,Burgers蠕变模型模拟淤泥质粉质粘土蠕变变形优于广义Kelvin蠕变模型。     

宁波地区淤泥质黏土的三轴蠕变模型

以宁波地区淤泥质土的三轴蠕变试验为基础,总结并改进了Singh-Mitchell的蠕变模型,建立了适用于描述不同剪应力水平下的土体三轴蠕变模型。通过对比分析模型计算结果与试验结果,验证了该模型在描述不同剪应力水平下土体蠕变关系的适用性。该模型可为宁波地区基坑施工土体位移及其对周边环境影响的时效分析提供依据,对于同类软土的蠕变模型建立具有一定的参考价值。     

分级加载条件下红层软岩蠕变特性试验研究

 岩石的蠕变特性是岩石类材料的重要力学性质之一,很大程度上控制着岩体工程的稳定性。本文采用CSS–44100型电子伺服万能试验机在分级加载条件下对甘肃引洮输水工程7#试验平硐红层软岩进行了一系列单轴压缩蠕变试验。通过对试验数据的整理与分析,发现红层软岩存在显著的蠕变特性,符合伯格斯模型(Burgers model),并求取了不同应力水平下的蠕变参数。通过测定试样含水率,研究含水率对红层软岩强度和蠕变特性的影响。发现含水率越高,抗压强度越低,蠕变量越大,蠕变率也越大,达到稳定的时间也越长。试验结果表明,红层软岩蠕变试验曲线与理论曲线基本吻合,伯格斯模型(Burgers model)能较好的描述红层软岩的蠕变特性。     

分级加载下薄层状岩石蠕变特性研究

为研究丹巴水电站薄层状岩石二云石英片岩的蠕变特性,在RLW–2000微机控制岩石三轴蠕变试验机上对试样进行加载方向分别为平行片理面(0)°、垂直片理面(90)°及与片理面成30°夹角3个方向的单轴蠕变试验。基于试验结果,研究不同加载方向的蠕变规律;分析片理面对二云石英片岩蠕变的影响。根据蠕变曲线的特征,采用改进的西原模型对二云石英片岩蠕变进行辨识,并根据试样的蠕变试验数据拟合出改进的西原模型参数,拟合结果与试验数据比较吻合。同时,试验结果还表明,3种加载方向的长期强度为对应单轴抗压强度的0.6～0.7倍,这些结论对今后丹巴水电站二云石英片岩的研究具有重要的指导意义。     

循环加卸载下煤的黏弹塑性蠕变本构关系研究

 基于岩石三轴循环加卸载蠕变试验,对试样的蠕变应变进行有效的黏弹塑性应变分离,根据试样的弹性蠕变特性和塑性蠕变特性分别建立相应的蠕变模型,继而得到岩石的黏弹塑性蠕变模型,该模型能较好地描述试样的衰减和稳态蠕变特性。为了能够较好地描述岩石加速蠕变特性,在塑性蠕变模型中引入损伤因素,建立相应的弹塑性损伤蠕变模型,对该模型参数进行敏感性分析,同时给出模型参数确定方法。所建模型黏弹塑性概念清晰,模型参数较少。对煤进行三轴循环加卸载蠕变试验,分析蠕变试验中煤样的弹塑性应变特性以及试样的稳态蠕变速率演化规律,用该黏弹塑性蠕变模型对煤样的三轴压缩蠕变试验结果进行拟合,结果表明,该模型能很好地描述循环加卸载路径下试样的弹塑性加载和弹性卸载蠕变特性。