河道淤泥气泡混合轻质土剪切流变特性及模型

利用剪切流变试验对以水泥为固化剂的河道淤泥气泡混合轻质土的流变特性进行了试验研究。试验结果表明,经固化处理的河道淤泥气泡混合轻质土在荷载作用下具有类似于硬粘性土的流变特征。剪切流变可以分为3个阶段：在剪应力水平较低时,剪切流变曲线呈衰减稳定型;随着剪应力水平的提高,剪切流变曲线呈非稳定的等速型;当剪应力水平增大到一定程度时,剪切流变曲线呈加速型。河道淤泥气泡混合轻质土的流变性随着混合轻质土强度的提高而降低。根据试验所呈现的剪切流变规律,可以发现河道淤泥气泡混合轻质土的剪切流变符合七元件黏弹塑性剪切流变模型,模型能够比较好地描述河道淤泥混合轻质土在各种剪应力水平下的衰减、等速以及加速流变过程。     

A New Type of Granular Soil Stabilizing Binder

A new type granular soil stabilizing binder was prepared. Its composition was designed in the system of slag-clinker-gypsum-activating agent. Its properties were compared with those of 425# Portland blastfurnace-slag cement.     

茅口灰岩单轴压缩条件下的流变特性试验研究

取重庆北碚车站隧道茅口灰岩,根据现场岩层覆盖厚度及其茅口灰岩容重,取单轴压缩应力为6 MPa,采用MTS815多功能岩石试验机对岩样进行24 h单轴压缩蠕变试验,得到岩石轴向应变-时间曲线。分析岩石应变-时间曲线,发现茅口灰岩具有弹性-弹粘性之流变特性,与Poyting-Thomson model相似。用Origin软件对流变试验数据用Poyting-Thomson model方程进行拟合,得到低应力下流变拟合曲线,该拟合曲线能较好反应试验数据。因此,Poyting-Thomson model能较好反应茅口灰岩流变特性。最后求出了茅口灰岩低应力作用下流变模型各项参数。     

非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型

基于非线性流变力学理论,建立了非饱和滑带土非线性Burgers蠕变模型。模型中不仅考虑滑带土非饱和特性-基质吸力对土蠕变特性的影响,同时考虑了与时间、应力状态有关的非线性黏滞体的流变特性,由非线性黏滞体替换Burgers模型中的线性黏滞体。对非饱和滑带土开展三轴蠕变试验,并对试验结果采用最小二乘法曲线拟合,获得了不同基质吸力下的蠕变参数,并将试验结果与Burgers模型拟合曲线以及提出的非线性Burgers模型拟合曲线进行对比。结果表明,采用非线性Burgers模型能很好地拟合试验结果,且与试验曲线的吻合程度、相关系数明显高于线性Burgers模型。     

高温高湿盐环境下SBS改性沥青胶浆的高温性能

基于自行设计的室内盐蚀干湿循环试验,采用动态剪切流变仪,对SBS改性沥青胶浆进行温度扫描试验和多重应力重复蠕变恢复(MSCR)试验. 以3.2 kPa应力下的不可恢复蠕变柔量J_nr,3.2为胶浆高温流变性能评价指标,分析试验环境和干湿循环耦合作用对胶浆流变性能的影响. 采用灰色关联理论,探究J_nr,3.2与常规流变参数、干湿循环次数及试验环境之间的关联性. 结果表明,随着盐蚀干湿循环次数的增加,胶浆的复数切变模量、车辙因子及J_nr,3.2均呈增大趋势,相位角和蠕变恢复率呈减小趋势. 在同种试验条件下,硫酸盐环境对胶浆高温性能的影响最大. J_nr,3.2与改进型车辙因子、试验环境的灰色关联度最大,关联度系数均大于0.93. 建议采用日常清扫、定期洒水冲洗的方式来减小路面盐分的积累,提高高温高湿环境中沥青路面的抵抗变形的能力.     

营口地区软土流变模型参数及流变特性研究

根据辽宁营口地区淤泥质粉质粘土的流变试验,对流变模型参数及流变特性的变化规律进行探讨.研究表明:运用模型理论建立的流变模型的线性粘弹性参数在低应力水平下是惟一的,但非线性粘弹性参数不惟一,并随应力水平的变化而变化,而粘塑性参数的大小决定了应力应变等时曲线的形状.此外,流变模型的参数随试验条件的不同而变化.基于营口地区淤泥质粉质粘土的粘弹性及粘塑性流变特性,指出二者随时间和应力水平的变化表现出不同的流变特性.     

宁波软土流变试验及经验模型

为了研究宁波软土的流变特性及经验模型,进行一维固结流变试验和三轴排水流变试验,并采用西原模型拟合模型参数.试验对比分析表明,固结试验的侧限作用会阻碍试样流变的发展,应力-应变等时曲线偏向应力轴,而三轴流变试验试样的流变能够得到充分地发展,应力-应变等时曲线偏向应变轴,能够更好地体现软黏土的流变性状.将一维西原模型应力-应变关系扩展到三维,采用修正剑桥模型屈服函数描述材料的塑性屈服.推导荷载恒定时土样的轴向应变计算公式,根据三轴排水流变试验结果进行曲线拟合,确定西原模型参数.结果表明,该模型能够较好地符合宁波软土的流变规律.     

合肥非饱和膨胀土单轴压缩蠕变试验研究

针对合肥地区非饱和膨胀土进行单轴压缩蠕变试验,根据应变-时间关系曲线,探讨该区非饱和膨胀土的蠕变特性。试验结果显示：非饱和膨胀土蠕变经历两个阶段,即瞬时弹性蠕变阶段和稳定蠕变阶段。瞬时弹性阶段时间比较短,蠕变快,很快进入蠕变稳定阶段,蠕变稳定阶段持续时间很长。在相同含水率情况下,应力作用值越大,瞬时弹性蠕变量越大,稳定蠕变阶段时间越久;在相同应力作用下,含水率越大,瞬时弹性蠕变量越大。在40 kPa的小应力作用下,应变-时间呈线性关系;在100 kPa、200 kPa的较大应力作用下,应变-时间呈非线性关系,拟合函数为对数函数。     

缓凝剂对水泥稳定粒料土性能的影响

为了使通用水泥拌制的混合料有较长的延迟碾压时间,研究了缓凝剂ZL和木钙对水泥稳定粒料土性能的影响。研究结果表明,可以通过掺加缓凝剂的方法延长水泥稳定粒料的延迟碾压时间。ZL和木钙均可将水泥稳定碎石的延迟碾压时间延长到9h。在效果相近时,ZL比木钙更加经济适用。ZL和木钙两种缓凝剂对水泥稳定粒料土的强度发展无不良影响。     

水环境中高水速凝材料蠕变特性及其流变模型

为了研究高水速凝材料作为采空区充填体是否具有长期、有效控制上覆岩层移动变形的能力,对高水速凝材料进行了瞬时物理力学试验和微观扫描分析,及利用重力连续加载方式进行了干燥和水环境中的蠕变试验,根据蠕变试验曲线进行了高水速凝材料的流变模型辨识和参数反演。结果表明：高水速凝材料在空气环境中容易丧失强度,水环境条件工作更利于提高其自身结构和承载力的稳定性;高水速凝材料的长期蠕变稳定性取决于荷载水平是否达到其材料的长期屈服强度;Burgers流变模型能更好地描述水环境中高水速凝材料这种“类”软岩的蠕变特性。     

沥青路面粒料基层设计模量取值

未处治粒料具有显著的非线性特点．因此设计模量取值时需考虑路面结构参数的影响．采用正交方法对影响沥青路面粒料基层应力状态的路面结构参数进行了分析，认为上覆层厚度和土基模量是影响粒料基层弹性模量的关键因素．并给出了粒料基层弹性模量取值方法，较目前的经验取值方法更为合理．     

粗粒土湿化特性的研究

本文针对云南一面板堆石坝垫层粗粒料,研究了在P=Const的剪切条件下湿化对材料各种特性的影响,同时提出了计算湿化变形的公式,供实际工程参考使用。     

岩石流变的一种非线性黏弹塑性流变模型研究

将黏滞系数视为非定常量,建立黏滞系数的非线性函数关系,提出一种能描述岩石蠕变全过程的非线性流变力学模型,且在一定条件下模型可蜕变为Burgers模型或西原正夫模型。推导了岩石在常应力和常应变条件下的流变方程;研究了岩石的非线性蠕变特性和松弛特性。对不同应力条件下的岩石蠕变试验结果进行拟合,并将本文的非线性岩石流变力学模型与试验结果进行比较。结果表明,试验曲线与理论曲线较吻合,从而证明了本模型的正确性与合理性。     

软土流变特性试验研究

根据室内三轴流变试验的结果,研究了北京地区粉质粘土的流变特性。结果表明,该类软土具有较明显的变形时效性及其在不同应力水平下的蠕变特性。通过分析蠕变曲线的规律,选择了广义开尔文五单元理论模型和时间硬化经验蠕变公式来描述软土的流变特性,并达到了良好的精度,建立了适合北京地区典型软土的流变理论模型和经验模型。     

Experimental Study of Seepage Properties of Non-Darcy Flow in Granular Coal Gangues

By using the steady-state seepage method, a patent seepage device together with the MTS815.02 Rock Mechanics Test System is used to test the seepage properties of non-Darcy flow in a granular gangue with five different grain sizes during the compaction. The experimental results show that the seepage properties are not only related to the stress or displacement level, but also to the grain size, the pore structure of the granular gangue, and the current porosity The permeability and the non-Darcy flow coefficient can be fitted respectively by the cubic polynomials and the power functions of the porosity, Formally, the flow in granular gangue satisfies the Forchheimer＇s binomial flow, but under the great axial and confining pressure and owing to the grain＇s crushing, the flow in granular gangues is different from that in rock-fills which are naturallv oiled un. As a result, the non-Darer flow coefficient may be negative.     

滨海吹填土固结蠕变特性试验研究

围海造陆形成的吹填土地基与天然形成地基的工程特性存在诸多差异,为了保证吹填土地基的长期稳定性和安全性,有必要揭示吹填土与天然土工程特性的差异。利用单向固结仪,开展了不同加荷方式下滨海典型软土和围海造陆吹填土的蠕变特性试验对比研究,得到了不同试验条件下土体的应变、应力和时间的关系,对比分析两种软弱土蠕变性状的差异和影响因素,同时给出次固结系数的变化规律。试验结果表明,分级加载下两种滨海软土均具有明显的非线性蠕变特性,高应力水平下经排水加固的吹填土最终变形量明显低于软黏土,而次固结变形较大;吹填土的一维固结蠕变特性受加荷比和试样高度影响,加荷比越大、高度越高土样最终蠕变量越大;次固结系数与加荷比和荷载等级有关,表现为次固结系数随荷载增大先增大后减小,峰值随加荷比增大而减小。     

水对库区路基不同密实度碎石土的弱化试验分析

准确测定不同含水率不同密实度下的碎石土抗剪强度参数是碎石土路基稳定分析的重要前提,选取受库水影响的公路路基碎石土土样,进行了不同试验条件下的碎石土室内直剪试验。结果表明:碎石土粘聚力随碎石土中细粒土含水量的增加呈先增加后减小的现象,而内摩擦角则随细粒土含水量的增大呈现初始缓慢降低,而后急剧减小的趋势。若制备土样时的预压力值不同,特别是该预压力值小于直剪试验时对土样施加的正应力值时,试验拟合所得的抗剪强度参数值会受到其影响,表现有所差异。     

散粒体组构特征对系统自组织临界性的影响

为验证散粒体崩塌中的自组织临界现象是否是一种有限尺度效应,自组织临界现象的发生终究由系统的尺寸还是系统的组织原则来确定,进行了均匀和非均匀散粒体崩塌的实验.实验证明影响系统自组织临界性的关键内因应为系统组构特征而并非前人所认为的组元尺度或系统规模.进而采用离散单元法对均匀和非均匀砂堆的应力传递和分布状况进行了数值模拟,从孔隙率、配位数和信息熵三个指标的比较来看,非均匀散粒体系统内部颗粒之间相互充填更充分,应力分布和传递状况更趋复杂,从而系统结构更具稳定性,系统呈现自组织临界性.同时,模拟结果表明,二者应力传递路径的分维值并无明显差别,说明分形结构目前尚不能作为系统自组织临界性质的判据.     

速溶蛋黄粉喷雾干燥工艺优化及其特性

采用喷雾干燥技术制备速溶蛋黄粉并对不同溶解程度的蛋黄粉进行特性研究。在单因素试验基础上,采用Box-Benhnken试验设计结合响应面分析法探讨了喷雾流量、进料温度和进风温度对蛋黄粉速溶性的影响,优化干燥工艺参数。通过流变学性质、颗粒结构和稳定性分析研究不同溶解程度的蛋黄粉性质差异。结果表明,蛋黄粉喷雾干燥最佳工艺条件如下:喷雾流量为17.37mL/min,进料温度为35.65℃,进风温度为185.36℃,此时速溶蛋黄粉溶解指数平均值为1.8506,溶解度平均值为98.74g/100g。特性研究表明,速溶蛋黄粉是典型的非牛顿流体,具有假塑性特征,且颗粒结构较完整,稳定性较好,与鲜蛋对比,具有较好的复原性。     

含水炭质板岩非线性蠕变损伤模型及应用

对深埋隧道炭质板岩进行高围压不同含水状态三轴蠕变试验.蠕变过程中,随着加载应力水平提高及含水量的增加,炭质板岩产生衰减、稳态及加速蠕变3阶段.将Burgers模型串联一个由非线性黏壶η(n,t)与塑性体并联而成的非线性粘塑性元件,改进后的模型可描述加速蠕变曲线.由该模型建立本构方程,拟合分析不同含水状态炭质板岩的蠕变参数,结果显示粘滞系数ηM、瞬时变形模量EM、粘弹性变形模量EK、粘弹性粘滞系数ηK随含水率增加呈指数形式递减,但递减规律并不相同.引入含水损伤变量D(w),计算得到各蠕变参数指数型含水损伤演化方程,进而建立了考虑含水损伤的非线性蠕变模型,可充分反映不同含水状态对炭质板岩的蠕变损伤特性.建立数值模型,计算不同含水状态隧道围岩时效变形规律,结果显示初期支护体系于168 h左右闭合能有效限制围岩蠕变变形发展,二衬宜于初期支护闭合后360 h左右施作.