贵阳红黏土的应力-应变软化模型及参数研究

通过对不同含水量和不同围压下的贵阳红黏土进行三轴固结不排水试验,系统地研究了贵阳红黏土的软化特性及孔隙水压力的变化规律。试验结果表明:贵阳红黏土破坏形态具有明显的剪切带;应力-应变曲线出现了带有驼峰的应变软化现象,固结过程中孔隙水压力与时间呈指数函数关系,剪切过程中孔隙水压力与轴向应变呈双曲线型。研究认为,土体的结构屈服应力和固结不排水试验中产生的孔隙水压力是造成贵阳红黏土软化的主要因素。根据沈珠江、张尔齐等人的软化模型,对贵阳红黏土进行拟合,求解模型参数及置信区间,为贵阳红黏土进一步的数学模型建立提供理论基础。     

层状岩体各向异性损伤力学特征的试验研究

为分析层状岩体各向异性损伤对材料力学参数劣化的影响,室内钻取8种层理倾角的岩样进行单轴压缩试验,基于岩石材料强度服从Weibull分布建立损伤变量的演化方程,分别得出损伤变量随累计应变、层理倾角及破坏模式的变化规律,并分析其各向异性的内在机理。研究结果表明,各向异性损伤主要反映不同倾角的岩石参数在加载过程中不同的劣化程度;损伤变量随累计应变增加逐渐增加,增速呈慢-快-慢趋势;不同倾角岩石的损伤变量的分布规律与岩体弹性模量、抗压强度对应关系较好,即缓倾角和陡倾角时,损伤较小;在发生沿层理面方向的滑移破坏时(倾角为53°左右),损伤变量最大且对层理倾角变化最敏感;损伤变量各向异性度随累计应变的增加呈增加趋势;损伤变量与破坏模式之间有良好的对应关系。研究成果可为工程实践提供理论指导。     

卡基娃水电站导流洞进口边坡稳定性分析及治理

卡基娃水电站导流洞进口边坡在开挖过程中发生局部垮塌,随着雨季的到来,坍塌范围不断向上游及后缘扩大,形成了高达130 m的高边坡,坡体产生了明显的滑塌裂缝。详细研究了边坡的工程地质条件,从工程因素和自然因素对开挖边坡的滑塌情况进行追踪及原因分析,按照规范中的方法计算分析其稳定性,提出了相应的防治措施,可为类似边坡工程治理提供借鉴。图2幅,表2个。     

大型地下洞室三维弹塑性损伤动力有限元分析

采用动力时程分析法研究地下洞室地震响应特性。根据运动学动力平衡方程,以Newmark直接积分法为基础,结合三维弹塑性损伤有限元理论,编写动力时程计算程序。采用塑性附加荷载、损伤附加荷载思想考虑单元塑性及损伤情况,每时步计算对单元损伤状态进行继承,反映损伤不可逆性。采用增量变塑性刚度迭代法,求解非线性动力方程。计算结果表明,该方法一般3步内收敛,计算快,精度高。阐述大型地下洞室动力响应时程分析中,模型边界条件的设置方法及动荷载的输入方式。通过对渔子溪大型水电站地下厂房洞室群的模拟计算表明,该程序计算速度较其他商业程序速度快,计算结果合理,准确,可以应用于地下工程动力时程分析。     

固化红黏土路用复合材料试验研究

为解决贵州红黏土路基工程中由水稳性差、强度不足、变形较大以及胀缩性明显等引起的一系列公路病害问题,本文以贵州某公路路基原状红黏土作为试验原料,通过在天然红黏土中掺入不同含量的固化剂开展室内试验,研究了改性红黏土的水理性质与力学强度特性,并结合现场试验路段的施工和检测,对红黏土复合材料进行了评价.结果表明:随着固化剂的增...     

考虑层状岩体结构的深基坑开挖力学效应分析

层状岩体是自然界广泛存在的一种岩体结构,其在沿层面和垂直层面两个方向上的力学性质差异明显,可以归结为横观各向同性介质,由于层面的影响,受力屈服后的破坏模式也有别于均质岩体。基于横观各向同性弹塑性模型,对计算需要的各向异性面两个相互垂直方向的弹性常量、岩块和层面抗剪强度参数、岩块和层面抗拉强度等参数分别作了多组试验,得出了基本的物理力学指标。基于FLAC3D软件平台,对贵阳某层状岩体深基坑的开挖进行力学计算,分析了4个侧壁的应力状态、位移大小及破坏区分布。结果表明:近似顺倾向的边坡变形大于近似逆倾向及切向边坡,以层面滑移破坏为主,应力释放更明显,说明顺倾向、缓倾角的层状岩体结构对边坡的稳定程度起控制作用。     

木质素含量对客土喷播层抗剪强度影响的试验研究

防止水土流失和恢复生态环境是高速公路边坡生态防护的主要目的。根据目前国内外边坡生态防护的现状和发展趋势,介绍了一种添加木质素粘结基材的客土喷播技术。通过对木质素为粘结基材的客土喷播厚层的直剪试验和含水率的控制进行综合分析,论证了木质素粘结基材替代其他化学粘结基材进行道路边坡绿化的技术可行性,并且通过比选,优化木质素粘结基材的配比。     

层状各向异性岩体的室内单轴压缩试验分析

为研究层状岩体变形及强度的各向异性特征,将不同倾角的层状岩体制成标准试件进行单轴压缩试验,得到岩石试件弹性模量、峰值强度和残余强度,以及它们随层面倾角β的变化规律;并对试件峰值破坏形态进行了分析,最后通过理论计算验证试验结果的正确性。研究结果表明:随着层面倾角β的增大,层状岩体的弹性模量、峰值强度和残余强度呈先减小后增大的变化趋势。β为90°时,其模量和强度最大,β为45°~60°时较小,且β为90°时对应的模量和强度比β为0°时要大,表现出明显的各向异性特征。当β为0°~15°时,岩石产生沿轴向应力方向的劈裂破坏;β30°以后,岩石开始产生沿层理结构面的滑移破坏;β为90°时产生沿层理结构面的劈裂破坏。     

页岩结构面原位剪切特性及裂缝扩展试验研究

针对次生断裂构造挤压形成倾角差异的外倾单斜页岩,通过原位直接剪切试验,研究页岩结构面抗剪强度特性与裂缝扩展模式。试验结果表明:页岩结构面剪切应力与剪切位移曲线具有明显的阶段性,当结构面倾角处于24°～30°时,岩体存在峰值强度与残余强度阶段,当结构面倾角处于30°～38°时,岩体处于无残余强度阶段;页岩压剪裂缝扩展形态主要有4种,即沿单一层面开启的单裂缝、沿多个层面开启的裂缝网、贯穿基质体的转向裂缝,以及沿天然裂缝尖端开启的裂缝;胶结较弱的结构面易形成裂缝,岩层薄弱处易发生裂缝方向转向并形成贯穿多个层面的"台阶状"裂缝网,在主裂缝周边会产生定向排列的"雁列式"裂缝,进一步扩展与结构面贯通,使得岩体形成多条贯通性裂缝;页岩结构面压剪试验裂缝贯通模式为结构面剪切贯通裂缝、基质体张拉贯通裂缝、天然裂缝处张拉贯通裂缝、拉剪复合型贯通裂缝。研究成果有利于进一步认识倾斜岩层层面剪切力学特性,为顺层岩质边坡稳定性评价提供参数。     

碾压混凝土重力坝施工期温度场研究

根据碾压混凝土重力坝的施工特点，提出用国际通用大型有限元软件Ansys进行大坝施工期温度场仿真，并介绍了实现过程。典型碾压混凝土重力坝的施工期温度场仿真计算结果表明，浇筑温度及外界气温对坝体温度均有显著影响，碾压混凝土自然降温速度缓慢。