土工合成材料对沥青路面抗裂性能的影响

为防止沥青路面反射裂缝的产生,施工过程中通常采用土工合成材料处置。通过室内模拟试验,对土工合成材料在动载、高温及压实状态下的抗裂性能进行研究,并对模拟试验前后土工合成材料的力学及微观特性进行分析。结果表明:反射裂缝试验(reflective cracking test,RCT)后,不同土工合成材料的拉伸强度均降低,呈现良好拉伸性能的土工合成材料不一定对沥青路面抗裂性能有促进作用;基于裂缝扩展效果分析,将土工合成材料的抗裂效果分为3个等级;具有相似物理特性的土工合成材料不一定具有相同的抗裂性,沥青路面抗裂性能主要取决于土工合成材料原料在摊铺过程中抵抗高温以及压实过程中抵抗剪切变形的能力,土工合成材料的耐劣化性是决定其抗裂效果的关键因素。     

土工合成材料加筋的试验研究

以 6种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料 ,即针刺无纺土工织物、涤纶纤维经编土工格栅、玻璃纤维土工格栅、单向塑料拉伸土工格栅、双向塑料拉伸土工格栅和土工网 ,进行三轴试验比较各种土工合成材料对砂的加筋效果 ;进行直剪试验和拉拔试验比较各种土工合成材料与填料 (砂和石灰粉煤灰 )的界面作用特性 ,得到一些有益的结论 ,可指导土工合成材料的优选和研究土工合成材料的加筋机理。     

土工合成材料加筋非饱和土界面作用特性研究

通过室内拉拔、摩擦试验研究绵阳非饱和土与不同土工合成材料间的界面相互作用特性及加筋效果试验,得出了三种土工合成材料在各级荷载作用下的应力-应变关系曲线;分析了曲线特征及土工合成材料与土体界面的相互作用特性,其结论为今后土工合成材料在绵阳地区的工程应用提供了理论参考依据。     

灰质泥岩蠕变特性试验研究

为了研究灰质泥岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对灰质泥岩进行了分级加载三轴压缩蠕变试验。试验结果显示,随偏应力增大,灰质泥岩瞬时应变、蠕变应变及稳态蠕变率等均随之增大,且稳态蠕变率和偏应力的关系可用幂函数描述,但蠕变应变占总应变的比重增幅却非常缓慢;灰质泥岩蠕变过程具有非线性特征,其弹性模量随蠕变时间增加而逐渐减小,该变化过程可用Logistic函数反映。利用6元件扩展Burgers模型对试验结果进行了拟合,结果表明:拟合曲线和试验结果吻合良好,误差较小,说明该模型能够准确反映灰质泥岩的蠕变特性。     

分级加载下深部粉砂岩单轴压缩蠕变试验研究

为研究深部硬岩的蠕变特性,采用分级加载方式对深部粉砂岩进行了单轴压缩蠕变试验。试验结果表明,分级加载作用下深部粉砂岩产生瞬时的轴向应变和侧向应变后随即进入蠕变阶段,深部粉砂岩的侧向蠕变发展较轴向蠕变快;在蠕变过程中存在一个应力阈值,其中轴向蠕变的应力阈值比侧向蠕变的大。随轴向分级荷载的提高,岩石的瞬时弹性模量呈先增加后减小的变化趋势,瞬时泊松比呈上凹型增长,轴向蠕变应变先减小后增大,侧向蠕变应变呈前期增长平缓的上凹型增长;根据试验过程中的等时应力-应变曲线的变化趋势,可以看出深部粉砂岩蠕变过程具有非线性特征,且侧向蠕变较轴向蠕变更明显。     

软粘土路基三轴蠕变特性试验及模型研究

针对软粘土路基累积蠕变沉降变形的特点,开展可塑土、软塑土路基开展三轴固结不排水蠕变试验,确定软粘土路基抗剪强度,得出不同围压下软粘土破坏偏应力,为三轴固结不排水蠕变试验分级加载提供依据。鉴于软粘土非线性蠕变特性比较明显,以围压100 kPa下软粘土的蠕变试验为例,结合最小二乘法的拟合分析,建立了以幂函数为应力-应变关系,以双曲线函数为应变-时间关系的蠕变方程。该蠕变力学模型能够更好地反映和预测竹城公路软土蠕变特性。     

大型三维土与结构接触面试验机的研制与应用

已有的土与结构接触面试验研究集中在二维加载条件下的接触面力学特性,而实际工程中接触面的受载条件大多为三维的,即接触面的剪应力方向在剪切过程中是不断变化的。针对粗粒土与较粗糙结构面的大型三维接触面的试验手段目前较为缺乏,自主设计研制了一台用于土与结构接触面特性试测的大型三维加载试验机。该试验机具有高加载能力,提供大试样截面,能够进行较大粒径土体与较粗糙接触面在较大应力变化范围内的单调和循环加载试验;采用液压伺服控制系统,法向可提供应力、常位移、常刚度等边界条件;切向两个方向均可按应力或位移控制,能够实现接触面上单向往返、十字、圆形、椭圆等不同的任意设定的加载路径。试验表明,该试验机能够很好地再现粗粒土与结构接触面在上述的复杂加载条件下的力学响应,为接触面的三维力学特性的研究提供了基础。     

PVC土工膜双向拉伸试样优化研究

目前PVC土工膜双向拉伸力学特性试验研究主要采用普通十字型试样,其四肢为矩形,夹角处采用圆弧过渡,试样破坏时,中心区域可测得的最大真应变约为30%,远小于PVC土工膜在双向拉伸条件下能够达到的最大应变。为了获得更加完整的PVC土工膜双向拉伸应力–应变曲线,在原普通十字型双向拉伸试样的基础上,通过数值分析和试验验证相结合的方法对试样形状及尺寸进行了进一步优化,确定了加固哑铃型试样型式,并通过细部优化得到了该试样的具体尺寸参数;试验验证表明,该试样具有应力传递效果好、应力集中程度低、中心区(薄圆)应力值大且分布均匀的特点,试样破坏时测得中心区最大真应变达到100.4%,能够满足PVC土工膜双向拉伸力学特性试验研究的要求。     

土工合成材料蠕变的研究

蠕变是土工合成材料应用于永久性加筋土结构中的重要特性。本文介绍了蠕变的机理和影响因素、试验仪器、操作步骤和试验成果的整理方法，以及为减短试验持续时间而推荐的时温叠加法和分级等温法，比较了不同规范的要求，同时也简要介绍了土工合成材料的动力蠕变试验和土工泡沫及土工合成材料粘土垫层的蠕变试验，以及铺设破坏与蠕变结合的试验。文中还给出了对蠕变研究的一些建议。     

加速土工合成材料蠕变试验的荷载叠加法

根据自由体积理论证明了温度、应力与分子运动的关系,在分析了时温叠加法原理的基础上,阐述了荷载叠加法的原理,提出了加速土工合成材料蠕变试验和预测其长期特性的荷载叠加法和荷载转移公式因子。对RS50土工格栅的室内蠕变试验结果作了分析,利用荷载叠加法把几种不同荷载水平下的蠕变试验曲线形成了几条光滑的主曲线。由此得出了设计使用年限下的应力-应变曲线,计算出了RS50格栅的蠕变折减系数,为工程设计提供了依据。     

Novel experimental techniques to assess the time-dependent deformations of geosynthetics under soil confinement

A new experimental approach to assess the impact of soil confinement on the long-term behavior of geosynthetics is presented in this paper.The experimental technique described herein includes a novel laboratory apparatus and the use of different types of tests that allow generation of experimental data suitable for evaluation of the time-dependent behavior of geosynthetics under soil confinement.The soil-geosynthetic interaction equipment involves a rigid box capable of accommodating a cubic soil mass under plane strain conditions.A geosynthetic specimen placed horizontally at the mid-height of the soil mass is subjected to sustained vertical pressures that,in turn,induce reinforcement axial loads applied from the soil to the geosynthetic.Unlike previously reported studies on geosynthetic behavior under soil confinement,the equipment was found to be particularly versatile.With minor setup modifications,not only interaction tests but also in-isolation geosynthetic stress relaxation tests and soil-only tests under a constant strain rate can be conducted using the same device.Also,the time histories of the reinforcement loads and corresponding strains are generated throughout the test.Results from typical tests conducted using sand and a polypropylene woven geotextile are presented to illustrate the proposed experimental approach.The testing procedure was found to provide adequate measurements during tests,including good repeatability of test results.The soilegeosynthetic interaction tests were found to lead to increasing geotextile strains with time and decreasing reinforcement tension with time.The test results highlighted the importance of measuring not only the time history of displacements but also that of reinforcement loads during testing.The approach of using different types of tests to analyze the soilegeosynthetic interaction behavior is an innovation that provides relevant insight into the impact of soil confinement on the time-dependent deformations of geosynthetics.     

定侧压混凝土双轴抗压疲劳变形特性试验研究

本文通过自行改造的MTS疲劳试验机对混凝土在定侧压下等幅和变幅抗压疲劳的变形性能进行了试验研究。根据试验实测的混凝土循环应力-应变数据,分析了混凝土双轴受压疲劳应变、刚度与超声波速的衰减规律,提出了与侧压水平相关的疲劳第二阶段应变率和混凝土疲劳寿命之间的关系式。根据试验得到的试件疲劳破坏形态分析了定侧压下混凝土双轴受压疲劳破坏的机理。试验结果表明:定侧压下混凝土受压疲劳破坏形态与侧压水平相关,而且疲劳应变发展仍符合三阶段规律,第二阶段应变率与疲劳寿命之间也具有很好的相关性。     

湿筛二级配大坝混凝土双轴应力下的强度特性

采用大连理工大学自行研制的电液伺服三轴试验系统,结合溪洛渡大坝实际工程,对大坝湿筛二级配混凝土进行了单轴拉、单轴压、双轴拉压、双轴压压及双轴拉拉应力状态下的强度特性试验研究.在进行双轴拉压试验时,提出了一种新的加载方式,即双钢板-塑料毛刷组合连接方式.试验结果表明:该加载方式能使试件端部拉应力传递更加均匀,有效消除了拉端粘贴钢板对试件受压变形的约束作用,提高了试验精度,同时能大大提高试验效率;根据试验结果建立的双轴应力状态下的主应力空间破坏准则可以为大体积水工混凝土结构设计及非线性分析提供参考.     

定侧压混凝土双轴等幅拉压疲劳性能试验研究

针对预应力混凝土桥梁在使用荷载下出现的双轴拉-压疲劳状态,通过自行改造的MTS试验机对定侧压下混凝土等幅拉-压疲劳性能进行了试验研究。在对试验结果进行分析的基础上,综合单轴拉-压疲劳的结论给出了该种疲劳状态下混凝土的S-N关系和双轴疲劳强度包络线。根据试验过程中实测的应力-应变数据分析了混凝土的变形性能,提出了疲劳总应变、第二阶段应变率及疲劳变形模量与疲劳寿命之间的关系式。研究结果表明:定侧压作用下混凝土拉-压疲劳破坏形态与侧压水平无关;侧压降低了混凝土拉-压疲劳强度,侧压水平越高其降低得越明显。     

长期荷载作用下SCS墙受力性能研究

根据混凝土的多轴徐变理论,基于弹塑性力学基本原理,采用比例加载方式研究了长期荷载作用对钢板混凝土(SCS)墙平面内极限承载力、钢板屈服时承载力(屈服承载力)和应力-应变关系的影响。在此基础上,分析了加载比例、截面配钢率等因素对长期荷载作用下SCS组合墙力学性能的影响规律。对比结果表明,长期荷载作用对SCS墙的极限承载力影响程度较小,对屈服承载力影响较大;在双轴受压和双轴拉压的受力状态下SCS构件屈服承载力显著降低,单元割线刚度减小;双轴受拉情况下SCS构件承载力几乎不变,割线刚度提高。     

论文的评审与写作

<正>0引言随着中国岩土工程学术队伍的成长和扩大,学术水平的不断提高,投向《岩土工程学报》的论文数量也在逐年增多。现在攻读博士硕士学位、晋升职称、评奖、完成重要科研项目等,都要看学报发表论文的情况,因此广大学者和研究生十分踊跃地向学报投稿。面对这些来稿,如何科学和公正地评审、取舍,就成了审稿人的重要任务。这不仅要对论文作者负责,同时也关系到学报的质量和水平。     

土工合成材料流变参数合理选择的研究

工程中应用土工合成材料时必需考虑其流变特性的影响,流变特性一般指蠕变、松弛、长期强度等方面的性质。当前在土工合成材料设计强度值的选择中,为考虑蠕变影响,往往对其极限强度乘一个蠕变折减系数后加以使用。这个系数如何取值对工程的安全性和经济性影响很大。由于对该系数研究不够,国际和国内都存在很大分歧,一般都取得十分保守。土工合成材料蠕变试验成果表明,蠕变的影响与作用的荷载水平关系很大,当荷载水平小于某一临界值时,材料的变形将渐趋稳定,不会导致蠕变破坏。而根据国内外大量工程实测资料表明,加筋土结构中筋材所受的力很小,仅及设计预测值的几分之一,甚至只有5%,变形也远低于预测值,筋材最大的受力和变形发生在施工结束时。同时,实测资料表明,土体中筋材存在松弛现象,它将减轻蠕变的影响。根据有关的机理分析、试验数据和实测资料,对筋材强度折减系数的合理取值提出了建议。     

第一拐点法确定结构面长期强度的研究

在岩石双轴流变试验机上进行了圆柱体标准试件单轴抗压强度试验、结构面常规剪切试验以及结构面剪切蠕变试验,利用蠕变曲线第一拐点法确定了不同粗糙度结构面试件在不同法向应力条件下的长期强度,并将其与结构面的瞬时强度进行了对比。     

Long-term behavior of GRS retaining walls with marginal backfill soils

The creep of geosynthetics leads to the increase of Geosynthetic-Reinforced Soil (GRS) wall's deformation. More importantly, the influences of creep of geosynthetics are also affected by the creep properties of soils. In this paper, a Finite Element procedure was validated against a model test on the creep response of a clay–geotextile composite. An extensive parametric study was then carried out to investigate the long-term response of 8-meter-high model GRS walls with marginal backfill soils. The influences of backfill creep, reinforcement creep, reinforcement stiffness, reinforcement length and reinforcement spacing were analyzed. A long-term analysis was conducted for 5 years and the results at the end of construction (EOC) and 5 years afterwards were compared. It is found from the analysis that the relative creep rate between geosynthetic reinforcement and backfill soil influenced not only wall deformation but also reinforcement loads and stress states in the soils. The load distribution in backfill soil and reinforcement is the result of battling between their time-dependent properties. Large reinforcement creep can lead to large post-construction deformation and increase in soil stress; on the other hand, large soil creep can induce a significant increase in reinforcement load. It is hence necessary to take into account the relative creep rate of reinforcement and backfill soil in the design of GRS walls. It may not be adequate to consider only the long-term strength of reinforcement, which is the state-of-the-practice at present.     

基于PFC2D的砂土原生各向异性微观机理数值试验

采用颗粒流PFC数值模拟方法,生成符合标准砂室内单元试验结果的离散元数值试验试样。运用重力沉积法建立不规则砂土颗粒单元的平面双轴试验模型,给定不同沉积步数对试样不同初始原生状态进行模拟,然后分别从水平和竖直方向上施加荷载增量,得到不同沉积条件下不同加载方向上砂土试样宏观应力应变曲线和力学参数。数值试验结果显示,重力沉积步数对颗粒微观长轴定向排列、平均配位数有显著影响;初步建立了砂土微观结构变化和宏观应力应变曲线及力学参数的联系;分析了砂土试样表现出的宏观原生各向异性力学特性与内部颗粒结构的关系。