岩土材料的剪胀方程

岩土材料的摩擦特性导致土体在剪应力作用下会发生体积的膨胀或收缩,因此建立剪胀方程是描述岩土材料力学行为的关键。基于经典弹塑性理论的框架,可以构建土的一般性剪胀方程。论文分析了Mohr-Coulomb、Drucker-Prager、SMP等强度准则对应的剪胀方程。总结了剑桥模型、清华模型,以及国内外常用本构模型的剪胀方程。探讨了三轴试验条件下剪胀方程与名义切线泊松比的关系,以及可能的取值范围。结合广义位势理论,进一步给出了利用剪胀方程构造本构模型的途径。     

粒状材料颗粒破碎的力学特性描述

基于粒状材料的颗粒破碎对材料剪胀特性的影响以及描述特征状态应力比的幂函数表达式,提出相应的屈服面和屈服面的表达式,并对屈服面随参数的变化规律进行分析。分析结果表明:通过选取适当的参数,屈服面能够完全回归到修正剑桥模型屈服面的形式。最后,结合适当的等向压缩条件和统一硬化参数,将屈服面应用到砂土的本构模型,能够很好地预测试验结果,合理描述砂土颗粒破碎的力学特性。     

基于变换应力方法的各向异性模型三维化

各向异性模型的三维化较各向同性模型更加复杂,如果采用g(θ)方法进行各向异性模型的三维化,会出现诸如屈服面不连续、内凹的现象.但如果采用变换应力方法,既能保证各向异性屈服面的连续光滑,又能使各向异性模型的临界状态面与强度准则相一致.采用基于SMP准则的变换应力方法,实现了初始应力各向异性化的修正剑桥模型的三维化,确定了...     

堆石料的应力-应变特性及其三维破碎本构模型

综合已有的研究成果,从压缩、剪胀和强度三方面分析颗粒破碎对堆石料应力-应变特性的影响。基于堆石料的变形和强度特性,引入新的硬化参数H,并推导出相应的屈服函数表达式,进而提出一个能够考虑堆石料颗粒破碎影响的弹-塑性本构模型。利用基于空间滑动面准则（SMP准则）的变换应力方法将模型进行三维化,并参照某堆石料大三轴试验结果对...     

临线堆载影响下高铁路基长期沉降预测方法

高铁对变形十分敏感,而铁道的临线区域又不可避免地会遭遇到土体等堆载的作用,因此工程中十分关注临线堆载下铁路路基变形的情况和趋势。通常采取的办法是对特定监测点进行定期观测,但是这种观测仅能反映铁路当前的变形情况,无法对未来做出判断。如能基于已有数据对铁路路基未来变形进行有效的预测,提早发现铁路未来某时间将会出现的预警变形,对于高铁的安全运营管理具有重要意义。笔者等提出的蠕变沉降实用算法,可根据有限沉降数据预测未来变形,论证了使用蠕变实用算法预测高铁路基长期变形的可行性并给出了根据已有实测数据时段计算特定误差下的有效预测范围的方法。     

土体的“锅盖效应”

通过对西部某机场道面产生不均匀沉陷问题的分析,发现机场建成后出现病害的原因之一是土的"锅盖效应"。在对土的"锅盖效应"形成机理分析的基础上,指出:即使在干旱低水位地区,"锅盖效应"也可引起地表隔气层下土体含水量升高,从而导致该类场地出现不均匀沉降和冻胀等灾害,这种地质现象应引起高度重视。     

北京新机场“锅盖效应”一维现场试验

地表覆盖层使土体表面蒸发效应受阻，引起水分在不透气的覆盖层下集聚，导致覆盖层下土体含水率升高的现象被称为“锅盖效应”。“锅盖效应”能够导致覆盖层下含水率升高，进而引起一系列的工程病害。目前对“锅盖效应”的研究手段主要是案例分析、室内试验和数值模拟，现场试验几乎未见报道。文章介绍在北京新机场试验基地进行的“锅盖效应”一维现场试验。试验采集了从2016年12月至2017年4月各个测点每日的体积含水率和温度数据。试验数据表明，无隔断条件下的试验土体中出现“锅盖效应”，验证“锅盖效应”是由土体中的水汽迁移所导致；对比有隔断和无隔断试验土体体积含水率的变化，认为隔断层能够有效的抑制“锅盖效应”。     

双向“锅盖效应”诱发戈壁荒漠长草机制分析

我国西北荒漠戈壁滩是气候干旱的不毛之地。然而，塔拉滩光伏电站建成后，场区内却出现了大面积长草的现象。本文探讨了光伏电站中野草生长的可能水分来源。从定性的角度初步探究了双向“锅盖效应”的诱发机理。通过对比光伏板区与非光伏板区分析了浅层土壤3个测点、大气的温度和水分变化规律，以及对双向“锅盖效应”的年循环和日循环水分变化规律进行简单的定量分析。结果表明光伏发电板组件及地表硬化覆盖层综合因素诱发了双向“锅盖效应”；在夏季光伏板可显著降低土壤表层温度；冬、春季以正向“锅盖效应”为主，是维持浅层土壤野草存活的主要水分供给，年循环水分提升幅度约11%~20%；而夏、初秋季以反向“锅盖效应”为主，保证了野草每日水分需求变化在小范围内波动。本文的相关研究也可为荒漠治沙提供参考。