单裂隙卸荷岩体力学特性分析

现存的工程岩体,大多处于卸荷力学状态。岩体伴随地质构造运动产生了特征不同的结构面。结构面是岩体结构中力学强度最薄弱的部位,导致了岩体力学性能的不连续性、不均一性和各向异性。通过试验,探讨了贯通裂隙影响岩体稳定的相对不利倾角以及单贯通裂隙岩体卸荷过程的力学特征,得出裂隙位置的变化促成岩体变形的递变;特殊位置的裂隙促使岩体的各向导性更加明显的结论,为相关工程问题提供理论参考。     

裂隙-荷载耦合作用下砂岩强度变形细观损伤机理研究

通过岩石力学伺服试验机，对完整砂岩与裂隙砂岩进行单轴压缩试验与单轴循环加卸载试验，探究荷载－裂隙共同作用下砂岩力学性质的演化规律。试验结果表明:循环荷载作用对完整砂岩与含预制裂隙砂岩的力学性质有显著的强化作用；随着循环周数增加，试样弹性模量呈现出“强化”现象，且第一周加卸载循环对弹性模量的强化作用最为显著。结合试样的细观损伤机理，分析了初始抗压强度、加载路径、应力状态与宏观缺陷等条件对循环荷载下峰值强度演化规律的影响，并阐明了弹性模量“强化”现象的细观机理。     

卸荷裂隙岩体在桥基荷载作用下的力学行为研究

为研究卸荷裂隙附近岩体在桥基荷载作用下的力学行为,在分析桥基和岩体相互作用以及裂隙模拟方法的基础上,建立了二维有限元模型,分析卸荷裂隙不同的深度和倾角下,裂隙表面的位移和应力影响系数变化情况。结果表明：桥基荷载下,裂隙表面的位移以竖向位移为主;应力影响系数随着裂隙深度先增加后减小,最后趋于固定值;卸荷裂隙倾角达到90°时,应力影响系数急剧增大,这说明竖向裂隙对边坡的应力影响最大。     

水平竖直组合荷载作用下桩基承载特性的离心模型试验研究

通过几组离心模型试验及成果分析,研究桩基在水平荷载H、竖直荷载V组合荷载作用下的承载机理。研究结果表明:在相同位移条件下,桩基的水平承载力随着桩基施加下压荷载的增加而减小;在相同水平荷载作用下,桩头水平位移随着施加的下压荷载值增大而增大;桩基受到的下压荷载越大,桩头转角(桩身倾斜程度)越大;桩基在承受水平、竖直组合荷载作用时,二者是相互影响的,在设计过程中必须要注意水平荷载H和竖直荷载V的组合作用。     

含裂隙类岩材料疲劳损伤过程声学特性研究

采用单轴压缩等幅疲劳试验方式,对含预设裂隙的类岩模型试样、相应加锚模型试样及完整试样进行循环荷载试验,对试样进行实时超声波速、波形、时域波幅的测量及分析。结果表明:超声波速随裂隙倾角增大而减小,裂隙倾角0°试样波速最大,裂隙倾角90°试样波速最小;纵波波速随疲劳损伤的发展呈较明显的倒S形三阶段衰减规律,锚固试样波速衰减曲线比无锚杆试样平稳;波形在疲劳损伤过程中从近似半圆形逐渐发生畸变,波形相关系数随疲劳损伤累积呈下降趋势;时域幅值变化不稳定,锚固试样的时域幅值大于相同情况下无锚杆试样。更多还原     

非完整贯通单裂隙渗流研究

为了分析裂隙内接触面积对渗流的影响,在假设条件及质量守恒原理基础上,建立了非完整贯通单裂隙渗流的数学模型,并针对不同尺寸的接触点情况进行模拟。由模拟结果可知,接触面积的存在对裂隙渗流产生一定的影响,并且在接触面积相同时,单个接触点的尺寸越小,对渗流的影响越大。     

干湿循环和化学腐蚀共同作用下单裂隙非贯通试样力学特征的试验研究

以水库库岸边坡消落带节理岩体的实际赋存环境为背景,采用在类岩石材料中预制裂隙的方法来模拟节理岩体,通过干湿循环试验的方法,研究了裂隙试样在酸性Na_2SO_4溶液、中性Na_2SO_4溶液和碱性NaOH溶液中浸泡并经历干湿循环作用后的力学特性和破坏特征,分析了浸泡在不同化学溶液中的裂隙试样在经历不同干湿循环作用后其力学特征的变化规律。研究结果表明:自然及不同化学溶液下裂隙试样的峰值强度和弹性模量随着裂隙倾角的增加均呈现出先减小后增大的变化规律。不同化学溶液和干湿循环共同作用下裂隙试样的劣化程度逐渐加剧,其峰值强度和弹性模量随干湿循环次数的劣化规律基本一致,但不同裂隙倾角下其劣化程度却存在一定的差异,其中裂隙倾角为45°时,试样的劣化程度最大,90°和30°时居中,而60°和0°时最小。酸性化学溶液加剧了裂隙试样的干湿损伤劣化程度,而碱性化学溶液对裂隙试样却存在一定的抑制作用。完整试样和裂隙倾角为90°试样的破坏特征基本相似,为张拉破坏模式;0°时裂隙试样呈现为"H"型的张拉破坏模式;在30°和45°时其呈现出张剪混合破坏;60°时为剪切破坏。     

循环荷载后围压水对混凝土力学特性影响

对不同围压(0, 2, 5, 10 MPa)下的水饱和混凝土试件,历经25次循环荷载作用后(荷载下限140 kN,上限260 kN,频率0.1 Hz),进行了不同加载速率(地震荷载作用下的混凝土应变速率响应范围10-5/s~10-2/s)下的静动态常三轴抗压性能试验。分析了混凝土峰值应力、峰值应变以及损伤特性。结果表明:历经循环荷载后,随着加载速率的增加,混凝土峰值应力增大,峰值应变整体上逐渐增大,损伤变量D增长速度减缓;随着围压增加,混凝土峰值应力和峰值应变逐渐增大,损伤变量D增长速度降低,但损伤极限差值越来越大。基于上述试验结果,得到了历经荷载循环后混凝土动态峰值应力与围压、加载速率有关的经验计算式及历经荷载循环后混凝土动态峰值应变与围压、加载速率有关的经验式。     

循环荷载作用下饱和黏土刚度衰减特性研究

海上风电基础设计中必须考虑海底土体在循环荷载作用下的软化效应,利用GDS动三轴仪进行不同围压、不同循环应力比和不同循环次数下土体的动三轴实验。将各因素进行归一化处理,采用回归方法分析土体剪切模量的衰减与这三者之间的关系,得出相应的计算模型并用相关数据验证,发现两者吻合较好。更多还原     

组合荷载作用下工字形钢梁的临界荷载

给出了组合荷载作用下工字形钢梁控制工况的稳定计算简图，并应用能量法给出了均布荷载、集中荷载及其组合作用时工字形钢梁的临界荷载的计算方法和计算通式。     

厂坝间巨型压力钢管在常规荷载作用下受力特性研究

水电站坝后式厂房，在厂坝间交界处的压力钢管不设伸缩节，而是采用在一段钢管外周设垫层结构，以适应荷载作用下钢管的变位，这是一种有效的途径。通过对某大型水电站的三维有元计算，得出了在常规荷载作用下厂坝间垫层压力钢管的变位及受力情况。从对计算结果的分析，为使这种垫层结构的受力能得到进一步的改善，建议：尽量提高河床坝段厂坝间接缝混凝土的高程，使厂坝能较好地联系受力；尽可能增加垫层管段的长度；尽量推迟厂坝间压力钢管的最后一条环缝的施焊时间，且在施焊前尽可能蓄高水库的上游水位，这时厂坝自重引起的不均匀沉陷已基本终了，且已蓄水位的荷载对垫层管不再增加应力。     

混凝土动荷载的试验方法与特性研究综述

对目前混凝土动荷载的试验方法与特性进行了综述介绍,分析了动荷载的分类、常用的试验方法及设备仪器,从循环荷载下和冲击荷载下两方面阐述混凝土的疲劳性能和动态性能研究成果,最后总结提高混凝土动力性能的改善措施,为以后的研究提供参考.     

桂林重塑红粘土裂隙发育特性研究

对桂林重塑红粘土裂隙发育特性进行室内干湿循环试验,并结合分形特征对裂隙进行分析。结果表明,桂林重塑红粘土在初次干湿循环主要进行环向收缩,无明显表面裂隙;重塑红粘土裂隙随干湿循环次数增加逐渐发育,裂隙率、分形维数、裂隙总长度增大,而裂隙平均宽度存在增大后减小的现象;随干湿循环次数增加,试样裂隙率随初始含水率增加而减小,随初始含水率及干密度增加,分形维数减小,而裂隙总长度、裂隙平均宽度与初始含水率、干密度之间未表现出明显规律;当初始含水率高于最优含水率达到31%时,试样表面裂隙发育不明显;在第2至第5次干湿循环中,试样裂隙率与分形维数相关性较高。     

干湿循环条件下粉质黏土在循环荷载作用下的动力特性试验研究

利用改进的可控制吸力式非饱和土C.K.C循环三轴仪,对反复干湿循环条件下的粉质黏土进行了动三轴试验研究,探讨了其在饱和条件下干湿循环对累积塑性应变与振次关系以及对动强度特性的影响,同时分析了不同基质吸力下反复干湿循环后的动强度特性。研究表明:干湿循环对粉质黏土的变形特性有明显影响,相同动应力及振次条件下干湿循环试样的累积塑性应变小于原始试样;干湿循环后土体的临界循环动应力以及动强度明显增大;反复干湿循环后,粉质黏土的临界循环动应力和动强度随基质吸力的增加而增大,但其随基质吸力增加而增长的速率随基质吸力的增加而减小。干湿循环前后土体的电镜扫描(SEM)试验发现,干湿循环使得土颗粒排列更加紧密,干湿循环过程中试样内部并未出现微裂缝。     

循环荷载下桩网复合地基中桩的承载特性分析

循环荷载下桩网复合地基中桩的承载特性变化值得关注,特别是循环荷载幅值及加筋层数对桩承载特性的影响尚有待研究。通过桩网复合地基的室内模型试验分析了循环荷载幅值、循环次数、土工格栅层数对复合地基中桩的桩身轴力、桩侧总摩阻力、桩端阻力的影响。研究结果表明,桩身轴力及桩端阻力随着循环荷载次数及幅值的增加而增加,而桩侧总摩阻力随循环荷载次数增加而减小;随着土工格栅层数的增加,桩身轴力、桩侧总摩阻力及桩端阻力随之增大。循环荷载幅值及土工格栅层数对桩承载特性的影响较大。结论可为桩网复合地基设计提供参考。     

TBM引水隧洞组合结构联合承载特性及荷载分担率研究

为探究TBM引水隧洞在Ⅴ类围岩条件下组合结构联合承载特性影响及荷载分担率研究,基于有限元软件,依托榕江关埠引水隧洞工程,建立三维计算模型,开展管片的施工开挖及受力,对计算结果进行特性分析。结果表明：TBM隧洞施工开挖开始至结束地表的断面竖向沉降值逐渐增加,且开挖的开始和结束阶段是较为危险阶段,实际工程中应给予重视监测;组合结构联合承载中管片的竖向位移和最大压应力均小于管片单独承载,且外压工况下管片压应力最大,最大值为18.22 MPa,均满足相应的规范要求;外压控制下主要由管片承担荷载,钢圈和锚杆作为储备力分担荷载,其中管片平均承担93.06%,内张钢圈平均分担6.11%,锚杆平均分担0.84%。因此组合结构可为引水隧洞工程中管片的安全设计提供参考。     

现行砌石拱坝规范荷载组合探讨

该文根据工程实践及福建省3座中型水库砌石拱坝应力计算结果,认为砌石拱坝最大主拉应力不完全由现行的《砌石坝设计规范(SL 25-2006)》中的荷载组合确定,空库+温降变幅+自重和空库+温升变幅+自重是两种对砌石拱坝最大主拉应力影响较大的重要荷载组合,应引起设计者重视,将来规范编修予以增补,以避免设计工况遗漏导致砌石拱坝产生安全隐患。     

循环荷载下纤维加筋土与结构界面切特性研究

目前对于纤维加筋土体与结构界面的循环弱化影响规律尚需进一步研究。为此,针对循环剪切荷载下加筋结构力学特性变化规律,使用自主研发的大尺度恒刚度界面剪切仪,开展了纤维加筋土与结构界面在循环荷载作用下的力学特性试验研究。研究发现,界面剪应力、法向应力与剪切位移关系曲线分别呈"滞回环"和"碟"状发展,随循环次数的增加衰减速率逐渐减小,且峰值均出现在最大位移处。应力路径曲线呈"蝴蝶环"状发展,加入砂的土样界面摩擦角偏大。此外,由于纤维对土颗粒的约束作用,加筋土体的循环弱化程度小于非加筋土体。通过研究循环荷载下纤维加筋土与结构界面剪切特性,揭示了循环荷载作用下界面受力变形的规律和机理,为实际工程的应用提供参考。     

典型小流域裂隙岩体渗流补给特性试验研究

采用野外试验,在分析典型小流域坡地地质结构特征的基础上,针对下垫面的非均质性和空间变异性,通过测定坡地岩土的水分变化和流域出口裂隙岩体渗流对降雨入渗的响应,对天然降雨条件下的小流域水量转化特性进行了分析.得到如下结论：裂隙岩体渗流对暴雨过程具有明显响应;岩土二元结构下垫面具有较强的储水和透水功能,为降雨入渗过程中土壤层与裂隙岩体层之间形成暂时饱和区创造了地质条件,这为坡地渗流的集蓄技术提供了理论依据;水分在风化裂隙岩体中的运动存在优先流现象,这说明考虑下垫面的非均质性和空间变异性将有助于正确认识水分在风化裂隙岩体中运动的真实性,也说明等效连续介质模型在风化裂隙岩体中是不合理的.     

水岩作用下裂隙岩体变形特性试验研究

为了解水岩作用对完整岩体及损伤裂隙岩体变形特性的影响,在一定应力状态下将岩样预压损伤后,分别在0 MPa、0.4 MPa、0.8 MPa的水压力缸中密封浸泡30 d再进行重复加载破坏试验。试验结果表明:经预压破坏后,未浸水的裂隙岩样在不同围压下再次加载至完全破坏时,极限应变变化幅度较小,低于7%,弹性模量降低12%~23%,变形模量降低3%~5%,极限应变、模量变化与围压之间没有明显关系;压力水浸泡对岩体软化作用明显,经预压破坏含有裂隙的岩体,浸泡后再次加载时,极限应变增加0%~37%,弹性模量降低28%~61%,变形模量降低32%~57%。相同围压下,含预压裂隙岩样在浸泡后的强度相比完整岩样未浸水时有较大幅度的下降。比较不同水压浸泡后裂隙岩样,随着浸泡水压的增大,岩样强度降低程度越大;随着围压的增大,岩样强度随水压增大降低的程度逐渐减小。含预压裂隙岩样若不考虑压力水浸泡作用,第二次加载强度与第一次加载相比亦有所降低,围压越大,降低程度越小,裂纹对岩体强度的影响越小。与"完整"岩体相比,裂隙岩体对水软化作用更加敏感,长期浸泡后岩体力学性质弱化明显,更易产生不稳定问题。