循环荷载下染色标定砂土内部侵蚀试验研究

内部侵蚀是造成堤防、大坝、路基等诸多结构失稳的主要原因之一。现有对土体内部侵蚀特性的研究大多基于静态加载,且无法定量描述细颗粒迁移的相关规律。为此,采用自主研发的土体渗透试验装置,对2组不同级配的染色标定砂土开展循环荷载作用下的内部侵蚀试验,探究循环荷载下砂土内部侵蚀过程中的水力响应机制,并定量描述流失颗粒的粒径组成及成分来源。试验结果表明:循环荷载–水头作用下,在现有土体稳定性判别方法中表现为稳定土体的试样A仍发生了一定质量的颗粒流失,之后又会达到新的平衡状态;而表现为不稳定土体的试样B则会发生持续且显著的颗粒流失,渗透系数显著增加。随着外部水头的提升,流失颗粒平均粒径逐渐增大、且流失颗粒所来源于土层逐渐加深。循环荷载–水头作用下,砂土试样间产生上下波动的孔隙水压力,在各层位间形成振荡的水力梯度,从而影响土体内部稳定性。研究结果加深了对内部侵蚀特性的认识,为完善相关病害的发展机制研究提供理论与试验支撑。     

基于Markov链的岩土材料颗粒破碎演化规律研究

从单一粒径组颗粒破碎演化规律角度入手,研究了多粒径组颗粒破碎演化规律。首先,提出了能够描述单一粒径组颗粒破碎状态的两参数Weibull分布函数;此外,提出了多粒径组颗粒有效破碎概率概念;在上述基础上建立了一个能够较好的描述多粒径组颗粒破碎演化规律的Markov链模型,选取了不同岩土材料、试验条件和颗粒大小下的试验数据对该模型进行了验证,表明提出的模型能够描述各种试验条件下多粒径组颗粒破碎的演化规律。     

基于课堂演示实验的《土力学》课程教学改革探讨

《土力学》是一门实践性很强的基础专业课程,仅通过传统《土力学》课程教学,学生不能准确、深刻地理解其中众多抽象的理论与概念。阐述了目前国内高校《土力学》课堂教学、实验教学存在的一些共性问题,探讨了开展课堂演示实验教学的必要性,并给出了可用于开展课堂演示实验内容的建议,最后以有效应力原理为例,对课堂演示实验的思路加以说明。大力发展并推广课堂演示实验对提高学生的创新能力、教师的教学反思能力以及课堂教学质量均有积极促进作用,是《土力学》课程教学改革的一次有益尝试。     

考虑颗粒破碎的砂土UH模型及其参数反演

颗粒破碎对粒状土临界状态的影响十分显著，研究认为在e-lnp空间内，粒状土的临界状态线会随着破碎的进行向下漂移，而捕捉颗粒破碎量与临界状态线漂移量之间的一一映射关系是一项巨大的挑战。通过引入颗粒破碎参数eB对砂土UH模型进行了修正，并将其嵌入实数编码免疫遗传算法（RIGA）中，构建了RIGA-MUH模型，提出了可获取不同破碎程度下临界状态线的新方法。为得到更加准确的临界状态参数，模型通过调整粒状土临界状态下在误差函数中的权重比进行优化改进，并通过Toyoura砂和Cambria砂的常规排水三轴压缩试验结果，验证模型的稳定性、合理性和准确性。结果表明，该模型可以得到某一颗粒破碎量下精度较高的临界状态线，为提出考虑颗粒破碎的本构方程提供一种新方法。