两类剪切屈服面的非饱和土BBM模型对比研究

针对使用椭圆形剪切屈服面的非饱和土BBM弹塑性模型计算抗剪强度偏低的问题,提出了非饱和土水滴形剪切屈服面函数,对原模型进行了改进,将水滴形屈服面扩展到非饱和土中,提出了非饱和土水滴形剪切屈服面函数,采用相关联的流动法则改进了BBM模型。通过对同一组试验的数值模拟,对比研究了改进模型的合理性以及与原模型的差别,结果表明,在控制吸力条件的三轴压缩状态下采用水滴形屈服面的改进BBM模型对非饱和土强度及变形的计算更为合理。     

重塑非饱和土抗剪强度指标与含水状态变化的关系

土体含水状态的变化对非饱和土强度的影响极为明显,对重塑非饱和粉质粘土抗剪强度进行分析,建立非饱和土抗剪强度的计算模型.通过室内非饱和土快速剪切试验,得到不同含水量的非饱和土抗剪强度指标,根据数值分析,建立重塑非饱和粉质粘土抗剪强度指标与含水量的关系,为工程设计及施工提供依据.     

关于具有软化性能土的应力-应变关系的研究

研究了土的一种典型的应力-应变关系线,即显示出软化性能的应力-应变关系,在指出这种应力-应变关系线的特征基础上,给出这种典型应力-应变关系线的数学表达式,以及割线模量和切线模量的表达式;给出了该数学表达式的参数确定方法,并以一个实例来说明如何从试验资料确定这些参数。这项成果为建立一个可以表示土软化性能的非线性力学模型提供必要的基础。     

含水率对花岗岩残积土邓肯-张模型参数影响

制作了不同含水率花岗岩残积土击实试样,进行一系列固结排水三轴试验.得出在不同围压和不同含水率条件下,花岗岩残积土击实试样在三向应力作用下均呈现鼓胀破坏的变形特征,其固结排水应力-应变曲线均为加工硬化型,与邓肯-张模型的条件式基本吻合.通过邓肯-张模型参数的计算与分析,得知含水率对花岗岩残积土的邓肯-张模型参数整体上影响较大,其中粘聚力受影响最显著,无因次指数n和低围压时的初始变形模量受影响较显著,基本规律为:抗剪强度指标粘聚力、内摩擦角值,初始变形模量及无因次基数K均随着含水率的增大而减小;无因次指数、破坏比随含水率的增大而增大;各参数与含水率关系曲线均在最优含水率处出现拐点,且当含水率大于最优含水率时,其对各参数的影响不同程度地加大.     

非饱和土的结构强度

从非饱和土中孔隙分布规律出发，推导出了非饱和土结构强度与基质吸力的关系。理论公式与试验结果相符合，并且便于实际应用。     

含水率对滑带土力学特性的影响研究

通过4组不同含水率千枚岩碎屑土滑带样的三轴排水剪切试验,研究了含水率对滑带土力学特性的影响。研究表明：千枚岩碎屑土滑带样三轴剪切破坏后没有明显的剪切面;应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;随千枚岩碎屑土滑带样的含水率增大,其粘聚力和内摩擦角都是减小的,但敏感性有所不同。     

含水率对金坪子滑坡土体力学特性的影响

通过8组不同含水率千枚岩碎屑土滑坡土体的三轴排水剪切试验,研究了含水率对滑坡土体力学特性的影响.研究表明：滑坡土体三轴试验应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;随着含水率增大,滑坡土样粘聚力和内摩擦角均呈减小趋势,滑体土和滑带土对含水率的敏感性有所不同.     

中砂类B组路基土静力特性试验分析

为了研究中砂类B组路基土的静力特性,在了解其物理特性的基础上,采用中砂及粉质黏土配置了4种不同细粒含量的中砂类B组土,根据常规三轴压缩试验研究了围压和细粒含量对试验土体应力-应变关系及静强度的影响.结果表明,在相同细粒含量条件下,随着围压的增大,试样的应力-应变曲线上升显著,在同一应变值时,应力相差较大,且150 k Pa的曲线应力差值最为明显;在相同围压条件下,细粒含量对应力-应变曲线的影响不明显,细粒含量低于30%时,应力-应变曲线走势几乎一致,应变增大的同时应力提高.     

重组竹的单轴与纯剪应力应变关系

重组竹是将竹丝束平行组坯、经高压胶合而成的一种生物质复合材料,是一种极具潜势的建筑结构材料。研究重组竹的基本力学性能和应力应变关系,是建立此类材料本构关系和进行重组竹结构非线性分析的基础。将重组竹理想化为横向各向同性复合材料,通过试验,给出了重组竹各主轴方向的单轴与各主平面的纯剪力学参数,建立了各种应力状态下的应力应变关系。结果表明,重组竹力学性能优于常用的结构用木材,且变异性较小。重组竹顺纹受拉强度约是顺纹受压强度的2倍;横纹受拉强度远远低于横纹受压强度;横切面内的剪切模量及强度远远低于另外两个方向,且横纹剪切强度是顺纹剪切强度的3倍。重组竹的应力应变关系和破坏模式与纤维参与受力程度密切相关。顺纹受拉时,拉应力完全由纤维承担,破坏表现为纤维的脆性拉断,强度最高,应力应变为完全线性关系;其他应力状态下,破坏均发生在基体或纤维-基体界面,若裂纹的扩展受到纤维限制,破坏呈渐进性,强度较低,应力应变曲线由早期的线性关系转入后期的非线性关系;当裂纹的扩展未受到纤维限制,破坏强度最低,应力应变呈线性关系。     

大掺量粉煤灰混凝土应力－应变关系

为研究大掺量粉煤灰混凝土后期力学关系,通过3种配合比的粉煤灰混凝土90 d及365 d的单向轴向加载试验,探讨其轴向和横向应力应变的力学特性以及耗能等。同时,采用我国规范公式以及国外具有代表性的公式进行应力应变计算并与试验结果相比较。研究表明：随着粉煤灰掺量和龄期的增加,混凝土抗压强度以及抗压强度对应的应变及弹性模量均能有效增大,但横向变形能力降低;中国规范公式和日本公式与试验数据吻合程度较高,尤其龄期为365 d时基本一致。因此,中国规范普通硅酸盐混凝土公式和日本常用普通硅酸盐混凝土公式能够较好的评价粉煤灰混凝土后期应力应变关系。     

矩形钢套筒约束混凝土轴心受压应力应变关系

进行了6个矩形钢套筒约束混凝土试件的轴心受压试验,试验结果表明：矩形钢套筒能够对其内部混凝土形成有效约束,显著提高混凝土受压峰值应力,使约束混凝土受压应力应变曲线的下降段更加平缓,有效改善混凝土的极限变形能力。在试验的基础上,通过对试验中钢套筒的应变和钢套筒内混凝土的受力状态进行分析,给出了矩形钢套筒对混凝土横向有效约束力的计算方法,借用Mander模型,进一步提出了受约束混凝土单轴受压应力应变计算模型。将计算模型与试验的钢套筒约束混凝土应力应变曲线进行对比,二者吻合良好。     

FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型

为精确模拟FRP约束混凝土的单轴受压性能,提出了FRP约束混凝土圆柱应力-应变分析模型的建立方法.在分析国内外大量试验数据基础上,依据八面体强度准则提出了FRP约束混凝土圆柱极限强度的计算方法,分析FRP约束混凝土圆柱极限应变与侧向约束强度的关系,建立了极限应变的计算方法;分析应力-应变全曲线试验结果中轴向应变与环向应变的关系,建立由轴向应变确定环向应变的计算公式;以Mander本构模型为主动约束关系,采用增量方法计算了FRP约束混凝土圆柱的应力-应变系曲线,模型预测结果与多数试验结果吻合较好.     

非饱和土体气态水和液态水混合迁移的耦合计算

在干旱半干旱地区。非饱和土体中的气态水迁移通常是比较显著的。综合考虑液态水和气态水两种迁移方式研究非饱和土体中的水分迁移问题。目前尚属疑难问题．本文基于非饱和土体气态水迁移引起的含水量变化方程，结合非饱和土体液态水迁移引起的含水量变化方程。提出了实现两者耦合计算的方法．并以实验土样的水分迁移为例进行了计算。计算结果与试验结果是吻合的，从而验证了本文方法的合理性．     

季节冻土区黄土抗剪强度变化特征及其影响因素

黄土作为一种特殊的土质,其力学特性极易受水热效应的影响。为研究温度、压实度、含水率等因素对季节冻土区黄土抗剪强度的影响,以中国西部典型的兰州黄土为研究对象,通过低温三轴试验,探讨温度、压实度、含水率的变化对冻结兰州黄土抗剪强度的影响。结果表明：冻结兰州黄土的黏聚力及内摩擦角随着温度的降低呈升高趋势,其中,黏聚力受温度的影响较大,而内摩擦角受温度的影响相对较小;冻结兰州黄土的黏聚力及内摩擦角随着土体压实度的增加而增大;对于含水率,由于土体中冰晶以及未冻水会使土骨架自身强度以及土颗粒与冰之间的胶结力发生变化,以土体最优含水率为分界点,分界点两边的冻结兰州黄土抗剪强度呈相反的变化趋势。由此可知温度、压实度及含水率会对冻结兰州黄土的抗剪强度产生较大的影响,在有黄土覆盖层的季节冻土区工程建设中应充分考虑。     

黄河冲淤积非饱和高塑性黏土的抗剪性状

为揭示非饱和土的抗剪性状与强度机理及关键影响因素,将非饱和土三维状态下的的抗剪强度公式简化为二维轴对称应力状态下的总应力强度公式,并采用常规三轴仪对黄河冲淤积非饱和高塑性黏土进行不同含水率、不同压实度下的不固结不排水试验。试验结果表明:黄河冲淤积高塑性黏土颗粒组成及物理性状具有自身的特殊性,粉粒含量高、塑限低,存在可碾压最小含水率临界范围,即高于最佳含水率约4%左右;该含水率范围是强度下降的临界点。该类土在应力作用下的抗剪性状受饱和度影响,表现为固、液、气相之间的相互作用与转换;对抗剪强度贡献最大的是基质吸力,且抗剪强度比其他非饱和类土大。本研究结论可为揭示非饱和高塑性黏土强度形成机理、确定现场碾压控制指标与工艺提供理论参考。     

基于Geo-Slope的非饱和土边坡稳定性分析

在边坡稳定性分析与评价时应考虑基质吸力和支护方式的双重影响。鉴于传统边坡稳定性分析中存在的问题,应用Geo--Slope软件分析了考虑基质吸力影响的非饱和土边坡稳定性。揭示了基质吸力对边坡稳定性的影响程度,同时亦分析了潜在滑移面随基质吸力的开展状况和边坡安全系数对吸力内摩擦角的敏感度。     

差异含水率条件下飞灰及其螯合物的应力应变及环境特性

垃圾焚烧飞灰因极高的重金属含量而被认为是一种危险废弃物,但与火山灰成分的相似使该材料有着资源化利用的潜在价值。以飞灰及其螯合物为研究对象,探讨了含水率、养护条件等因素对材料应力应变及环境特性的影响。研究结果表明：飞灰螯合物重金属浸出浓度较低,并有着较强的吸水特性;飞灰及其螯合物强度早期随着养护时间的增长呈上升趋势,破坏应变随之减小,脆性不断增大;材料强度在中后期出现明显分化,飞灰（90%湿度养护）强度约为螯合飞灰的23.11倍。飞灰强度随含水率的增大而减小,可归结于孔隙水对压实能量的吸收和结构的影响;螯合飞灰强度均随养护时间和含水率增加而显著增大。     

南宁市冲积相粘性土磁效应机理及初步分区

在分析粘性土磁效应机理的基础上,根据Ⅰ、Ⅱ级阶地河流冲积相粘性土的分布及其特性和孔隙水化学特性,尤其是孔隙水中的总铁含量以及铁离子的赋存形式,将南宁市邕江Ⅰ、Ⅱ级阶地河流冲积相粘性土初步划分为磁效应强化区、磁效应较弱区两个磁效应区.随着城市附加磁场的增大,磁效应强化区粘性土的强度将大幅度增加;磁效应较弱区粘性土的强度也将有所增加,但其增加的幅度不高.     

Analysis of nonlinear settlement for an unsaturated soil under stage continuous loading

A new approach was proposed to describe settlement behavior of an unsaturated soil with subgrade filling for high-speed railway. Firstly, based on Terzaghi consolidation theory, equations considering the variation coefficient of consolidation with void ratio and saturation for consolidation of an unsaturated soil under stage continuous loading were derived, and according to analytical solutions of equations, a formula for settlement computation under stage continuous loading was obtained. Then, combined with the width-to-height ratio of subgrade to compute ground reaction, and by means of in-situ plate loading curves, a correctional approach was presented for the analysis of nonlinear settlement of foundation. Also, the comparison between calculated and measured loadsettlement behavior for an unsaturated soil in Qingdao-Ji＇nan high-speed railway was given to demonstrate the effectiveness and accuracy of the proposed approach. It can be noted that the presented solution can be used to predict the settlement of an unsaturated soil foundation under stage continuous loading in engineering design.