粗粒料试验中界面摩阻力的试验研究

土工试验中界面摩阻力的存在对试验成果的影响不可忽视,摩阻力影响到试验成果的可靠性,摩阻力的大小和减小摩阻力的措施是普遍关心的问题。目前,还没有一种很好的试验方法直接测定土体材料与加载结构(钢结构)间的摩阻力,并研究减小摩阻力的措施。为此,专门设计了一种试验设备,并针对粗粒料进行了系统的试验,探讨了界面摩阻力的试验方法、粗粒料界面摩阻力大小和某种减小摩阻力措施的有效性。试验表明,粗粒料与加载结构间的摩阻力与正应力成正比,摩擦系数达0.45左右,经一定"减摩"措施处理后,摩擦系数可降至0.1左右,要更大程度上消除摩阻力是一件非常困难的事。因此,在土工试验设备设计及试验成果整理中有必要考虑界面摩阻力这一影响因素。     

千枚岩碎屑土三轴试验剪切带扩展性状的CT研究

土体剪切带的产生和发展是岩土工程界一直关注的问题。对千枚岩碎屑土进行了固结排水剪切试验,并在试验过程中采用CT可视化技术进行了实时监测扫描,得到同一断面位置不同应变条件下的系列CT切片,从CT切片中可观测到试样随应变的增加而出现的明显的剪切带。采用CT技术真实再现了三轴试样在轴向力作用下,局部裂纹扩展逐渐贯穿形成完整剪切带的过程。对CT切片进行了7个区域的CT数平均值和CT数标准差统计,分析认为,轴向应变在3%~10%范围内是剪切带形成和发展的主要阶段,在应变3%前试样主要被压缩,在应变3%后试样在偏应力的作用下逐渐出现微裂隙,并随应变的增加,微裂隙越来越明显。CT数统计值出现微裂隙的应变和宏观观测到微裂隙的应变不对等,在判断剪切带微裂隙出现应变上建议以CT数统计值为准值。     

一种新型非饱和土温控三轴试验系统的研制与初步应用

为研究温度对非饱和土水力、力学和声学性质的影响,自主研发一套带有弯曲元和精密体变量测的温控式三轴仪。本设备通过在GDS应力路径非饱和土三轴试验系统中增设温控内压力室的方式,实现了对温度变化的精确控制及量测;通过将压差传感器与温控内压力室相结合,实现了温度变化情况下试样体变的精确量测;同时增设了一套弯曲元测试系统,增加了仪器的功能,实现了温度变化情况下对试样实时波速的测试。通过对杭州湾粉细砂土开展4个温度水平的三轴剪切试验以及同一温度水平下的波速测试,结果表明:新仪器能够稳定的控制温度变化条件、精确测量温度变化条件下试样的体变以及测量温度变化条件下试样的实时波速,初步检验了仪器性能的可靠性。该设备整体结构简单,拆装方便,可实现常规非饱和(饱和)土试验与温控非饱和(饱和)土试验之间自由切换,互不干扰。设备研制的成功,将为非饱和(饱和)土的热-水-力-声耦合特性的研究提供方便有效的测试装置。     

干密度对土工格栅与膨胀土界面拉拔性状的影响

采用高密度聚乙烯(HDPE)单向土工格栅与聚脂(PET)双向土工格栅,以及南水北调中线工程新乡段的膨胀性泥灰岩风化土,在填土尺寸为600 mm×600 mm×600 mm的大型叠环式剪切仪上进行拉拔试验,研究了干密度对土工格栅与膨胀土界面拉拔性状的影响.结果表明:干密度较大时,土工格栅刚体平动及其速率增大时的拉拔力较大,峰值拉拔力较大,峰值时土工格栅的变形量较大;干密度较大时,筋土界面摩阻力-相对位移曲线更偏于弹塑性特征,其界面切向刚度较小;干密度对界面似摩擦角的影响显著,而对似粘聚力的影响较小.     

不同中主应力条件下粗粒土应力变形特性试验研究

采用长江科学院大型真三轴仪,对粗粒土进行了一系列不同中主应力系数条件下的真三轴试验和平面应变试验,研究了中主应力对粗粒土的应力变形的影响规律。试验结果表明,中主应力比b一定时,应力–应变关系曲线的斜率和峰值强度随着固结压力的增大而增加,在低围压条件下,体变关系曲线在加载过程中表现为先剪缩后剪胀的特性,而在高围压下,整个加载过程中表现剪缩的特性;固结压力一定时,随着b值的增大,应力在峰值后的软化现象愈加明显,体变全过程曲线表现出剪胀特征对应的固结压力越来越低,小主应变–大主应变关系曲线的斜率绝对值增大。研究成果可为进一步研究粗粒土的本构模型奠定基础。     

“5·12”汶川地震对土石坝的损害及应急处置

基于四川汶川地震灾区开展水库震损核查工作的实践,归纳了土石坝的震损现象,指出了各自的危害,初步分析了产生的原因,提出了应急处置措施,包括实际已采取的措施,以及从专业理论角度考虑可以采用的措施,针对有关研究和震区水利工作提出了建议。由于不可能在短期内对震损大坝做到彻底加固,每个震损工程都由地方政府领导作为责任人,配备专人观察水库的运行情况和震损现象的发展,制定了水库下游人员撤离的预案,以防止大坝溃决造成人员伤亡。     

吸湿条件下土工格栅加筋膨胀土边坡稳定分析

正在设计中的中国南水北调中线工程有约340km的渠段通过膨胀土(岩)地区,拟采用土工格栅加筋膨胀土开挖料处理膨胀土(岩)渠坡.为研究吸湿条件下土工格栅加筋的效果,基于土工格栅与压实膨胀土间相互作用的试验结果.以及提出的膨胀土吸湿变形的模拟方法,对土工格栅加筋膨胀土边坡的应力与变形进行了数值分析.采用Mohr-Coulomb模型模拟膨胀土,线弹性模型模拟土工格栅;并采用理想弹塑性模型模拟土工格栅与压实膨胀土间的界面.研究了土工格栅与膨胀土的界面和压实膨胀土的强度参数,以及土工格栅的弹性模量等因素对加筋效果的影响.研究结果表明:土工格栅与压实膨胀土间界面的强度参数对加筋效果的影响较大;而采用相同的加筋参数,填土的强度参数对坡体的水平变形影响不大;土工格栅的弹性模量越大,对边坡变形的约束作用越明显.     

敞开心扉谈论忠诚

设备包机切莫因小失大；无危则安 无损则全。     

公路隧道岩体分级的模糊综合评判法

建立了公路隧道岩体分级的模糊综合评判法.对<公路隧道岩体分级标准>数据进行了分析和整理,确定了适宜的分级指标和分级标准;对评价论域进行了模糊处理,以适应评价指标交叉的要求;建立了各定量和定性指标对不同论域等级隶属度的计算方法;确定了权重选取标准;给出了模糊综合评判的计算步骤;针对韩家岭公路隧道现场实践,进行了现场隧道围岩分级的模糊综合评判,对评判结果进行了分析.     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。