堆石料的临界状态探讨

高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机理有重要影响。为此,本文对堆石料进行了固结应力从400kPa到4MPa的18组固结排水和固结不排水常规三轴压缩试验,及6组等向压缩试验。结果表明:(1)围压低时颗粒破碎轻微,固结排水时试样剪胀,固结不排水时孔压先增加后稍有降低;围压高时颗粒破碎严重,固结排水时试样剪缩,固结不排水时孔压也是先增加后降低;等向压缩时随着平均有效应力增加颗粒逐渐破碎,但不明显;(2)不同的固结应力时,在排水条件和不排水条件下试样都趋于临界状态;(3)堆石料的临界状态在q-p′平面和e-lgp′平面均为非线性变化。最后提出了堆石料的临界状态的数学描述并较好地验证了试验结果。     

循环荷载作用下岩石的二元介质模型

根据岩土破损力学理论,针对岩石材料提出了一个考虑循环荷载作用的二元介质本构模型。二元介质模型认为加载过程中胶结元逐渐破损转化为摩擦元,二者共同抵抗外部荷载作用。胶结元在破损以前的应力应变特性可以用理想的弹脆性模型来描述,胶结元破损后转化成的摩擦元的应力应变特性可以用理想弹塑性模型来描述。通过引入破损参数(破损率和应变集中系数),提出一个考虑循环荷载作用的岩石的二元介质模型。最后与砂岩岩样的单调加载和循环加载条件下的试验结果进行了对比。表结果明:所建立的模型具有较好的适用性。     

不排水条件下轴向加卸载时结构性土的力学特性探讨

 为研究结构性土在不排水条件下的力学特性,开展固结不排水条件下初始应力各向异性结构性土、各向同性结构性土及重塑土在25,50,100,200及400 kPa共5种围压下的三轴加卸载试验,并利用二元介质概念对试验现象进行了分析。结果表明：结构性土在固结应力较低时结构性保持较好,存在明显的结构屈服强度,不同应力循环中平均模量无明显变化;固结应力较高时结构性减弱,表现为与重塑土相似的特性,受结构性减弱及正孔压等因素影响,平均模量随εa增加而减小;结构性土胶结元破损率与摩擦元中土颗粒间距随轴向应变增加而增大,卸载时体缩趋于明显。     

基于ABAQUS平台的尾矿库二维渗流分析

在尾矿库的设计中,有必要进行尾矿库的渗流稳定分析,为尾矿的安全运行与正常使用提供参考依据。本文以ABAQUS有限元软件为基础,对某尾矿库扩容工程进行二维渗流稳定分析,有限元程序的运行结果对判断尾矿库的渗流稳定及防渗设计具有一定的指导意义。     

饱和土冻结过程中冰透镜体形成与分层

随着国民经济的发展,在寒区投入了大量的工程建设,研究冻土体的力学性质对寒区建设具有重大意义,建立能反映水分迁移及分凝冰形成过程的冻胀模型是冻土水-热-力三场耦合求解的关键。本文在已有的耦合模型基础上,考虑冰水界面吸力对水分驱动力的影响,推导并修改了总水头的表达式;考虑未冻土区导水系数与孔隙比有关,修改了渗透系数的表达式。计算结果表明：修改后的模型较原模型,孔隙结构出现不同程度的改变,进而造成冰透镜体形成和分布的差异。修改总水头后,模型的冻胀曲线呈较明显的“S”型,冰透镜体形成的厚度增加,形成冰透镜体时间提前;在未冻土区,由于渗透系数随孔隙比的减小而降低,从而导致水分迁移量大大减小,修改渗透系数后模型冻胀量较原模型明显减少,出现冰透镜体时间延后。基于模拟结果,本文从理论上分析了冰透镜体的形成与分层,指出只要在隔水层形成之前有足够的水分迁移至冻土区,冰透镜体都是可以形成的,而冰透镜体的分层取决于冰晶分离土颗粒贯穿形成冰透镜体的难易程度。结合达西定律,采用补水速率这一指标综合反映总水头及渗透系数对计算结果的影响,现有的分离判据可以用来解释最后一层分凝冰的形成,对于非最后一层冰透镜体,建议采用补水速率作为其形成的判断准则。     

黄土的流变特性分析

为了探讨黄土的流变特性,对西安地区的原状黄土进行了三组室内流变特性试验,第1组四个试样进行的是分别加载蠕变试验,第2组二个试样进行的是分级加载试验,第3组二个试样进行的是加载-卸载-再加载蠕变试验.试验发现:(1)在侧限状态下,黄土蠕变过程中的变形由瞬时弹性变形、瞬时塑性变形、粘性变形和粘性流动变形组成;(2)黄土试样...     

土的基本特性及本构关系与强度理论

土的基本特性及本构关系与强度理论是土力学及岩土工程学科的重要理论基础之一。本 文针对饱和黏土、砂土及堆石料等粗粒土,总结了这三类土在基本力学特性及本构强度理论方 面的研究现状和发展趋势。饱和黏土部分主要包括压缩特性、剪切特性—临界状态及剪胀/剪缩 、结构性及其破坏、中主应力影响、各向异性及主应力偏转效应、不排水抗剪强度、流变特性 、微观力学解析模型等;砂土部分包括临界状态概念与剪胀性、砂土各向异性、应变局部化等 ;堆石料等粗粒土部分则以颗粒破碎对堆石料等粗粒土的力学性质的影响为主线,重点介绍了 颗粒破碎的度量方法、颗粒破碎对剪胀性、临界状态线的影响以及相应的本构模型、宏观-微观 的力学分析方法。     

基于离散元和有限差分耦合算法的崩塌体和结构碰撞预测分析

采用离散元和有限差分耦合计算方法,对龙洞子崩塌挡墙结构碰撞进行了预测分析。构建了3种崩塌挡墙结构模型,并进行了数值模拟。崩塌体由颗粒模拟,挡墙分别由刚性墙、颗粒、FLAC中的实体单元模拟。基于离散元和有限差分耦合算法的数值模拟,分析了不同模型的挡墙动力响应和变形。通过数值模拟结果的对比分析,选出了最优的结构模型和参数,为有效防御崩塌的防护结构设计提供理论依据。     

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。     

岩土二元介质模型的一般应力应变关系

本文把岩土材料看作由胶结块和软弱包组成的二元介质,并假定胶结块为弹脆性元,软弱包为硬化型弹塑性元,在非均质材料均匀化理论的基础上,推导了增量型的一般应力应变关系。模型中包含弹脆性元的破损参数和应力集中系数两组结构参数,其演化规律可以通过先假设后验证的办法确定。文末通过结构性粘土和砂岩岩样两个算例,说明以上模型具有广泛适应性。