基于响应面法的杭州海相软土固化强度模型

为了综合考察土初始含水量、土有机质含量、水泥掺量比及固化剂CX-13掺量对固化效果的影响,对不同土体提出固化方案,以有机质含量、初始含水量、水泥掺量、CX-13掺量作为4个自变量,以固化土28 d无侧限抗压强度作为响应值,采用旋转中心组合设计安排试验.利用响应面法对试验结果进行回归分析,建立各自变量与强度响应间的量化模型.考察各自变量间的交互作用关系,并从机理上对各交互关系进行探讨.结果表明：固定初始含水量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的有机质含量随水泥掺量的增大而减小;固定有机质含量与CX-13掺量,强度响应峰值对应的初始含水量随水泥掺量的增大而增大;固定有机质含量与初始含水量,水泥的最佳掺量与CX-13掺量呈正相关关系.     

基于SEM图像的软土三维孔隙率计算及影响因素分析

 为了获取丰富的SEM图像信息用于土体微观结构研究,对杭州紫金港软土进行了大量的SEM图像扫描。通过分析软土SEM图像的特点,建立了三维空间计算模型,首次提出利用Image-Pro Plus(IPP)软件计算软土三维孔隙率的方法,并分析了计算步距、放大倍数、阈值大小、分析区域大小等对软土三维孔隙率计算结果的影响。研究结果表明：计算精度跟步距大小有关,步距越小精度越高,采用步距2有利于兼顾计算容量和精度要求;对软土三维孔隙率放大倍数宜采用1 200±300倍;阈值取值跟放大倍数有关,放大倍数越大阈值也应相应增加;分析区域面积不宜太小,能有效反映整张图像信息的区域面积应占图像总面积的70%以上。     

超大变形分析无网格法并行计算

鉴于无网格法相较于其他技术计算任务更重,以及求解问题本身的高度复杂和大强度计算,并行计算对此显得尤具吸引力。重构核质点法(RKPM)是一种对固体和结构进行大应变弹塑性分析的常用无网格法,考虑到它能精确建模超大变形问题而无网格扭曲现象,以及能方便地对需要精细化的区域进行简单改变质点定义即可求解,在此仅集中讨论该方法。并行程序包括网格分区预分析和并行计算,后者包括各处理器上分区间的显式信息传递。文中用基于图像的Metis程序来进行网格分区,由于其重定义技术能应用于不同几何部件的共享区域,该程序常见于基于网格的分析中。并行模拟和MPI信息传递在SGI Onyx3900超级计算机上完成。文中对不同分区的并行计算效果和性能进行了比较分析,并给出了无网格法与有限元法的对比结果。     

基于裂离参量的粒状土颗粒破碎量化方法

以粒组为分析对象,将颗粒破碎引起粒状土级配变化的过程划分为3个阶段。在此基础上,针对单个粒组与粒状土整体的颗粒破碎情况分别提出了裂离比R_k与加权裂离率B_d的新概念。在进行等比级数简化假设的基础上,给出了两者的计算方法。研究已有文献中搜集的21组颗粒破碎试验资料发现：在所研究的围压范围内,对于不同粒状土材料,B_d-均呈现出线性关系。且对于多数试验结果,该关系存在一个明显的斜率折点。综合考虑围压、母岩强度与原始级配对B_d的影响发现,对于灰岩、角砾岩、砂岩料等不同粒状土材料,B_d的变化规律具有归一性。整理已有试验资料中不同粒状土的加权裂离率B_d与破碎率B_g发现,B_d与B_g间存在一定的指数化关系。最后通过优势分析,指出基于裂离参量的粒状土颗粒破碎量化方法有其自身的特点与优势,具备广阔的研究前景。     

基于SEM图像信息的软土三维孔隙率定量分析

为了获取丰富的SEM图像信息并用于软土微观结构定量研究,对杭州地区紫金港软土进行了SEM图像扫描;定性描述了软土微观结构孔隙特征,建立了基于Image-pro Plus（IPP）图像分析软件的三维孔隙计算模型;基于微积分思想,统计了软土的三维孔隙率;分析了软土孔隙率数量和大小随阈值的变化趋势与三维计算模型可行性的联系,并讨论了二值化处理获取的平面孔隙率与本文提出的公式统计的三维孔隙率之间的关系。结果表明:本文提出的三维孔隙率计算公式是可行的,统计结果符合孔隙三维空间分布逻辑;较二值化处理获取的平面孔隙率,本文获取的三维孔隙率更加接近孔隙真实情况,求取方法思路清晰,为软土微观定量研究建立了一条新途径。