土压力盒标定方法研究

采用刚性加载和柔性加载的方式,分别对粗粒土进行了土压力盒砂标试验,即砂标方法 1和砂标方法 2,并设计了一种新型标定方法砂标方法 3来与之对比。结果发现除了砂标方法 1标定曲线离散率太高,明显不能运用于实际以外;砂标方法 2和砂标方法 3标定曲线离散率小,可以满足室内试验精度及实际工程应用要求。然后在室内进行大型压缩试验,研究砂标方法2、砂标方法 3以及厂家提供的水标方法和笔者改善后的修正水标法在土中的适用性,经研究发现砂标方法 2和修正水压标定法对土压力的计算较适用。     

饱和度对砾质土性质影响三轴试验研究

对糯扎渡土石坝心墙砾质土料进行了不同饱和度条件下三轴不固结不排水剪切试验,对非饱和砾质土的应力应变及强度特性进行了研究。结果表明,相同围压下,试样的变形模量随着含水率增大而逐渐减小;试样的强度随着含水率的增加而减小;试样的粘聚力和内摩擦角均随含水率增加而线性减小,且粘聚力比内摩擦角减小幅度较明显。     

软土主、次固结变形机理分析及试验研究

软土性质软弱,易产生变形,对其在不同加荷比下的工程特性进行研究很有必要。从地下水动 力学理论出发,对主、次固结变形机理进行了分析。对3种软土进行了一维固结试验,试验结果表明:压 缩指数与液限和塑限具有良好的线性关系;相较于加荷比等于1的情况,加荷比小于1时,主固结阶段 变形明显减小;加荷比小于1时,次固结变形存在由慢到快的变形趋势,但次固结系数较加荷比等于1 时减少明显。试验成果对工程实际具有一定的指导作用。     

粗粒料湿化变形三轴试验研究

对小浪底斜心墙堆石坝的砂岩粗粒料采用单线法进行中型三轴湿化变形试验,研究了该种土料的湿化变形特性。通过对试验结果和湿化变形规律的分析,总结了湿化轴向应变、湿化体积应变与湿化应力水平、围压之间的关系。试验结果表明,湿化轴向应变与湿化应力水平呈双曲线关系,湿化轴向应变与围压呈线性关系;湿化体积应变与湿化应力水平和围压均为线性关系。根据对试验结果的分析以及计算湿化变形的单线法,提出了一个适用于计算粗粒料湿化变形的数学模型。该湿化变形模型参数共6个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法。对模型进行了验证,结果表明该湿化模型计算曲线与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映粗粒料湿化变形的特征。     

混凝土防渗墙接头大比尺模型试验与计算

介绍防渗墙接头大比尺模型试验，量测了混凝土防渗墙内的应力、廊道与防渗墙之间的相对位移以及填土表面的下沉.试验分空接头、软接头和刚性连接及插入式方案4种情况.对每种试验情况都进行二维和三维有限元计算， 并将实测值与计算值对比.空接头防渗墙内应力在试验情况下只有刚性连接的一半， 软接头及插入式方案的可减缓墙内应力.三维计算防渗墙应力与实测值符合，二维计算值偏大。     

修正双屈服面模型三维化在水泥砾质土中的应用

采用变换应力方法将空间滑动面破坏准则应用于修正双屈服面模型,使该模型合理三维化。在不增加新参数的情况下可描述水泥砾质土的力学特性,利用水泥砾质土三轴试验结果对三维化后的修正双屈服面模型进行初步验证。结果表明,在低水泥掺入比(wc≤5%)的条件下,三维化后的修正双屈服面模型能够较好地反映水泥砾质土应力~应变关系的软化现象,且充分体现了体变~应变关系在低围压下的剪胀性和高围压下的剪缩性;但当水泥掺入比wc为8%且围压为200 k Pa时,水泥砾质土的脆性显著增强,其剪胀性也十分显著,水泥砾质土达到峰值强度后呈现脆性破坏,导致该模型计算值与试验值误差较大。该研究成果可为水泥砾质土应用于高土石坝心墙料力学特性研究提供一定的技术支撑。     

堆石坝心墙抗水力劈裂性能研究

通过研究我国在建的糯扎渡土质直心墙堆石坝（坝高261.5 m）心墙的抗水力劈裂性能,介绍水力劈裂的断裂力学分析方法。在计算中,考虑发生水力劈裂的裂缝条件、库水进入裂缝后形成的“水楔”作用和裂缝端部应力场的奇异性;水力劈裂裂缝的扩展假定为I–II复合型裂缝问题;裂缝及其影响区的有限元模型用四节点等参单元建立;各种坝料的应力–应变关系用邓肯–张非线性弹性E-B模型模拟,裂缝处理为弹性模量很小的线弹性材料。对心墙上游面分别存在3条水平裂缝和3条竖直裂缝时心墙的抗水力劈裂性能进行分析研究。计算结果表明,该堆石坝土质心墙的抗水力劈裂能力可以保证。     

不同泥皮粗粒土与结构接触面力学特性实验

进行了粗粒土与结构面分别在夹膨润土泥皮、粘土泥皮以及无泥皮条件下的大型单剪试验,揭示了不同泥皮情况下接触面的力学特性与机理.试验结果表明,不同泥皮种类对粗粒土与结构面的强度有重要影响,夹有膨润土泥皮时,粗粒土与结构面的剪切强度显著减小,最大减幅可达45%,而夹有粘土泥皮时其最大减幅只有10%,远小于膨润土泥皮;试验测定的夹有膨润土泥皮时的摩擦角仅为夹有粘土泥皮时的60%左右.剪切破坏时,同一高度处,切向位移随法向应力的增大而增大;同样的法向应力及高度处,夹有膨润土泥皮时的切向位移小于夹有粘土时的切向位移,而法向位移相对要大些.此外,无泥皮低法向应力下,出现明显的剪胀现象,而泥皮条件下均表现为剪缩.     

土的基本特性、本构关系及数值模拟研究综述

按照对土的力学行为影响的程度,将土的基本特性分为三类:基本特性、亚基本特性与关联基本特性。基本特性包括三种:压硬性、剪胀性与摩擦性,它们是土区别于其他材料的最根本特性。亚基本特性包括应力历史依存性、应力路径依存性、软化特性、各向异性、结构性、蠕变特性、颗粒破碎特性以及温度特性等等,它们通过影响三种基本特性的发展演化规律而间接影响土的应力应变关系。关联基本特性包括屈服特性、正交流动性、相关联性、共轴特性以及临界状态特性等等,它们是考虑建立土的弹塑性本构模型过程中需要关注的基本概念或基本假定。在详细论述土的基本特性及其相互关系后,又通过对非线性弹性的Duncan-Chang模型、弹塑性的Cam-clay模型及其系列UH模型、Asaoka模型、Li-Dafalias模型、Yin-Graham EVP模型以及大陆学者的诸多模型进行深入剖析,具体阐述怎样对土的基本特性进行抽象概括建立本构模型、各本构模型能分别反映哪些特性以及是通过怎样的途径实现对土的基本特性的反映。随后,又探讨了将本构模型应用于数值模拟中的诸多思考以及土工计算方面的个人体会。分别讨论了土工数值模拟的精度以及影响因素,数值模拟中本构模型的选取及参数的获得,变形计算分析中土体初始状态的考虑方法,土体破坏过程模拟分析中对应变局部化的处理,以及在土与结构的接触特性分析中解决二者位移不连续问题的建议。     

基于分形理论的粗粒土缩尺效应及强度性质研究

基于分形理论研究了同种材料不同缩尺方法和不同缩尺粒径对分形维数的影响,并通过常规三轴剪切试验建立了分形维数与抗剪强度指标的相互关系。结果表明,与原型级配的粒度分形曲线相比,不同缩尺法得到的粒度分形曲线形态有较大差异,缩尺级配的分形维数均小于原型级配的分形维数,分形维数在数值上能表征土的级配;不同缩尺法得到的峰值强度变化规律与分形维数变化规律一致,在高围压下分形维数越大,不同缩尺法之间的峰值强度差也越大;凝聚力c随着分形维数的减小而增大,而内摩擦角φ随着分形维数的〖JP2〗增大而增大,两者近似一抛物线关系,并根据拟合表达式推导出了原型级配的φ值,具有一定的工程指导意义。