丹江口大坝后期加高工程现场原位抗剪试验研究

 介绍了丹江口大坝后期加高现场原位抗剪试验研究成果，内容包括：法向应力与峰值抗剪强度的关系；法向应力与残余抗剪强度的关系；法向应力与摩擦抗剪强度的关系；两种水泥混凝土剪切变形特性；剪切面特征及描述。研究成果为设计提供了新老混凝土结合面的抗剪参数，为抗滑移稳定性分析提供了依据，同时论证了大坝加高采用贴坡嵌固的施工方案的可行性     

土壤强固剂加固红土的剪切特性

土壤强固剂可以有效改善红土的剪应力-剪位移关系，提高红土的抗剪强度，但对红土剪应力-剪位移关系双曲线的形式影响很小，使红土加固前后的剪应力-剪位移关系及其归一化关系近似呈双曲线型，加固后各双曲线参数减小，而剪应力渐近值、极限剪位移模量和平均剪位移模量却有不同程度的提高，各参数都随垂直压力呈线性变化。     

龙滩高坝碾压混凝土的层间抗剪强度参数

龙滩工程碾压混凝土重力坝，最大坝高２１６．５ｍ，当大体积持原重力坝断面尺寸前提下，要求碾压混凝土浇筑层面有较高的抗剪强度，根据现有工程经验和库仑抗剪理论，采用富胶凝材料ＲＣＣ技术，经大规模现场试验和较大尺寸原位抗剪试验，获得可靠的试验成果，为龙滩高ＲＣＣ坝的设计提供了依据。     

土与结构接触面等应力增量比路径单剪试验力学特征分析

利用大型单剪仪(DHJ-30)进行含砾粗砂与结构物接触面的等应力增量比路径单剪试验,研究加载路径及初始法向应力对接触面物理力学性质的影响。研究结果表明,土与结构物接触面的破坏强度与加载路径无关,破坏与否与加载路径相关,只有加载路径与抗剪强度包线相交才会发生破坏;初始法向应力一定时,加载应力增量比越小则剪应力~切向位移关系曲线初始阶段的切向劲度系数越大,法向压缩量峰值越大,最终剪胀量越小;加载应力增量比一定时,初始法向应力越大则剪应力~切向位移关系曲线初始阶段的切向劲度系数越大,法向压缩量峰值越大,最终剪胀量越小。     

混凝土板与水泥土搅拌桩的抗滑试验研究

为了测定水闸混凝土底板与水泥土搅拌桩体之间的抗剪强度,设计了现场大型原位直接剪切试验方法,用以模拟工程实际。通过对4个加固处理后的水泥土搅拌桩体施加不同的垂直应力,变形达到相对稳定后进行水平剪切试验。针对不同垂直应力下的抗剪强度结果,采用最小二乘法,求解得到抗剪强度参数凝聚力为21.2 kPa,内摩擦角为26.7°。现场试验结果表明,在设计荷载作用下的综合摩擦系数达到设计要求,水泥土搅拌桩具有较好的抵抗闸室底板滑动破坏的特性。     

南水北调穿黄工程黄土原位直剪试验研究

利用应变控制式直剪仪对南水北调穿黄工程南岸黄土进行了现场原位直剪试验.通过对现场试样的直剪试验,研究在不同垂直压力下土样的抗剪强度,根据一组试样的抗剪强度与垂直压力关系确定强度包线,从而求出抗剪强度参数c,ψ.同时对每个试块的剪切面进行现场密度、含水率试验,进而分析得到了该地区黄土在不同密度、含水率下的力学指标.该试验为穿黄工程以及该地区的相关工程的设计和施工提供了较为真实可靠的抗剪强度指标.     

不同强度坝基与坝体接触面力学特性试验研究

为研究不同强度坝基与坝体接触面的抗剪强度特性，结合芝瑞抽水蓄能电站，采用NHRI-4000型高性能大型接触面直剪试验仪，通过直剪试验，对比研究了不同强度基岩与坝体接触面的力学特性。结果表明，坝基与坝体软弱接触面的应力-应变关系大体仍符合Clough等提出的双曲线接触面模型；随着接触材料由较硬基岩到软岩，接触面剪应力与剪切位移曲线由典型的软化型转变为硬化型，且采用双曲线接触面模型整理得到的坝体与坝基接触面的力学指标发生了急剧衰减。作为坝基与坝体的接触部位，坝基为软弱基岩、尤其是软弱覆盖层时，相关接触面的力学特性值得重视及进一步研究。     

岩石节埋综合峰值抗剪强度准则

本文根据粗糙表面摩擦变形理论文献提出了岩石节埋新单峰值抗剪强度准则的基本原硬。根据抗剪强度准则，可以解释任何正应力上的岩石切埋峰值抗剪强度，它包括两部分，一部分为纯摩擦，另一部分为几何因素。前者是由于正应力作用下岩石接触面剪的切剪强度造成的，与粗糙度和尺寸无关。后者是由于导致膨胀的表面粗糙造成的。在给定正应力的作用下，节理首先变形，然后顺着由变开粗糙度决定的倾斜面剪切。根据岩盘材料的抗剪强度测定摩擦分量的量值，另一方面，几何分量的量值与正应力有关，它是根据表面粗糙度和接点理论预测的。通过一系列模拟岩石节埋直剪试验结果设定了新的准则。根据几何分量的变化解释了因正应力、尺寸或粗糙度各向性等原因造成的峰值摩擦角变化。     

基于二维正态分布的岩体抗剪强度参数取值范围确定

针对以往研究中岩体强度参数确定具有较强人为随意性的缺点,对同一类型岩体直剪试验中的正应力、剪应力进行统计分析,并对其开展联合分布的拟合研究,得到了正应力、剪应力联合分布的概率分布模型。在给定的正应力条件下,通过不同概率保证率,可以利用概率分布模型得到剪应力的上下限值,然后在一组不同正应力、剪应力数值中回归得到岩体抗剪强度参数取值范围。以二滩水电站中蚀变玄武岩与混凝土胶结面的直剪试验数据为例,计算得到了在80%保证率下的混凝土与基岩胶结面抗剪强度参数的取值范围分别为f∈(0.68,0.91)与c∈(0.25,1.78)。通过实际工程算例表明,所提出的基于二维正态分布的岩体抗剪强度参数取值的方法可为实际工程中确定岩体抗剪强度参数提供参考。     

塔带机入仓混凝土骨料分离的预防与处理

三峡二期厂坝混凝土采用塔带机入仓浇筑，具有入仓强度高，覆盖面积大，连续均匀布科等优点；但混凝土通过100一400m的供料线和塔带机运至仓面，混凝土骨料分离现象难于避免；如何预防与处理混凝土骨料分离是保证大坝混凝土浇筑质量的关键。三峡二期厂坝工程混凝土浇筑施工实践，对塔带机的下料高度、布料方法、混凝上级配的相应改进、浇筑工艺的优化等方面积累了很多成功的经验，较好地解决了塔带机入仓浇筑大坝混凝土的骨料分离问题。     

直剪试验方法对轻量土抗剪强度的影响规律研究

【目的】为了快速、准确地获取轻量土抗剪强度相关指标,确定不同直剪试验方法对轻量土抗剪强度的差异,【方法】通过快剪、固结快剪以及慢剪试验,分析了轻量土剪应力-剪切位移曲线、黏聚力和内摩擦角在不同剪切方法及不同配比下的变化规律。【结果】结果显示：轻量土的抗剪强度及抗剪强度指标随着其配比不同表现出一定的差异,其中,随着EPS颗粒体积比的增大,剪应力-剪切位移曲线由应变软化型转变为应变硬化型,轻量土抗剪强度大幅降低。随着水泥掺量的增加,轻量土抗剪强度总体呈现增大的趋势,同时轻量土黏聚力随EPS颗粒体积比增大而大幅减小,随水泥掺量的增大略有增大;内摩擦角随EPS颗粒体积比的增大急剧减小,随水泥掺量增大略微减小。其中以快剪试验为例,当水泥掺量为15%、EPS颗粒体积比由20%增长至40%和60%时,轻量土黏聚力相对减少量为22.20%、44.73%。【结论】结果表明,不同EPS颗粒体积比下,慢剪方法对轻量土试样黏聚力的变化较为敏感,而快剪方法对轻量土试样内摩擦角的变化较为敏感。与素土相比,三种直剪方法下得到的不同配比轻量土剪应力-剪切位移曲线形态、抗剪强度值均比较相近,实际工程中可用直剪快剪方法获...     

非饱和黏性土直剪强度特性及其修正分析

为研究非饱和黏性土的直剪强度特性,采用非膨胀土及两种不同干密度的弱膨胀土进行了包含低应力状态下8种不同上覆压力的直剪试验。试验结果表明,随着上覆压力的增大,最大剪应力及所对应的剪切位移逐渐增大,试验中低应力状态下测定的土体凝聚力小于高应力状态,且试验中的上覆压力对膨胀性土凝聚力的影响大于非膨胀性黏土;而低应力状态下测定的土体内摩擦角大于高应力状态。对直剪试验中上下盒接触面积减小对抗剪强度参数测定的影响进行了分析,分析表明,接触面积减小对抗剪指标有影响,但极其微小。提出对膨胀土边坡浅层破坏进行稳定性分析时应采用低应力下的抗剪强度参数。     

钢-土界面剪切规律时效性室内试验研究

钢-土界面时效性对研究钢护筒嵌岩桩的承载力具有重要意义。在总结前人研究成果的基础上,通过改进室内直剪试验,研究预压时间对钢-土接触界面剪切特性的影响。试验设计预压时间分别为0,1,2,4,6,17,24和48 h,探索不同预压条件下得到的钢-土界面在不同法向应力条件下受剪时的应力应变关系。通过引入摩尔-库伦准则,分析了剪应力与水平位移的关系、抗剪强度等随界面预压时间的变化,发现剪应力随水平位移的增加而增大并趋于稳定;随着预压时间的增加,摩擦角、黏聚力呈增大趋势,并在一定时间后趋于稳定;钢-土界面剪切的极限强度不仅与界面上的法向应力有关,还与界面预压的时间有关,极限剪应力随预压时间的增加有较明显的增长,当法向应力较小时界面极限剪应力的时效性越明显。     

基于离散元法研究颗粒球度对粗粒土抗剪强度的影响

粗粒土颗粒形状是决定其宏观力学性质的主要影响因素之一。为探究粗粒土颗粒形状对其抗剪强度特性的影响规律,以不同颗粒形状的3种粗颗粒土为研究对象,利用离散元数值分析手段,以球度指标为量化参数,研究了颗粒形状对粗粒土直剪试验过程中应力、位移变化及宏观抗剪强度的影响,并分析了抗剪强度参数的变化规律。同时通过室内直剪试验双向验证所揭示规律的可靠性。研究结果表明:法向荷载相同时,随着球度的减小剪应力越过峰值应力后的应变软化现象越明显,同时其峰值应力、位移及残余强度均逐渐增加;球度相同时,随着法向荷载的增大其峰值应力、位移和残余强度均呈规律性递增。黏聚力和内摩擦角随着球度的减小而增加,球形颗粒的黏聚力明显小于其它两种球度的颗粒。     

弱超固结黏土-混凝土接触面力学特性直剪试验研究

为探讨黏土的超固结比对黏土-混凝土接触面力学特性的影响,利用直剪仪对不同弱超固结黏土与混凝土的接触面进行直剪试验。试验成果分析表明：黏土的超固结比从1增加到2时,接触面的黏聚力增大40%,内摩擦角增大38%。弱超固结黏土与混凝土接触面尚未剪切破坏时,剪应力-剪切位移曲线符合双曲线模型;接触面剪应力达到抗剪强度后,接触面破坏,进入滑动摩擦不收敛状态。接触面的抗剪强度、初始切线劲度系数与破坏比随着超固结比的增大而逐渐增大;接触面的抗剪强度符合摩尔-库伦破坏准则。建立了黏聚力、内摩擦角、ΔL/τ-ΔL关系中的斜率和截距与超固结比的经验公式,结合摩尔-库伦破坏准则,又建立了简单的接触面本构模型。并用试验数据验证其合理性,可供相关工程参考。     

粉煤灰静力抗剪强度特性与设计强度指标选择

本文根据灰坝设计发展现状,系统分析了影响粉煤灰抗剪强度特性因素。其中,相对密度D_r、颗粒级配与构成为主要因素,固结历史与各向异性表现为沉积形态对抗剪强度特性影响。根据粉煤灰抗剪强度特性论述了设计强度指标选择方法、依据及试验与现场之间差异,粉煤灰应变硬化与应变软化三轴试验强度指标取值原则,破坏准则与设计参数选择关系等问题。     

泾阳南塬黄土环剪强度特性试验研究

研究大剪切位移条件下土的抗剪强度特性,对于边坡稳定性分析以及滑坡防治等具有重要意 义。利用环剪试验仪,研究了饱和状态下泾阳南塬黄土在不同法向应力和剪切速率下的抗剪强度特性。 试验结果表明:饱和黄土的抗剪强度随法向应力的增大而增大,呈明显的线性关系;随着剪切速率的增 大,饱和黄土的抗剪强度呈减小的趋势;在剪切速率较低时,饱和黄土的剪应力—位移曲线呈应变硬化 型,而剪切速率较高时,剪应力—位移曲线出现较明显的剪切峰值强度,表现为应变软化型,且剪应力达 到峰值强度时的剪切位移也随剪切速率的增大呈增大的趋势。     

土工垫加筋生态护坡草皮抗剪性能试验研究

土工垫加筋草皮具有减小浅层滑坡和表面侵蚀的作用,为探究土工垫加筋草皮抗剪强度特性,在室内培育土工垫加筋生态草皮的基础上,对土工垫加筋草皮原状样进行了室内直剪试验,获得了土工垫加筋草皮剪切应力与位移关系曲线、抗剪强度参数等结果,并通过对比试验分析了土工垫和植被根系加筋量、土体含水量等对其抗剪性能的影响。试验表明:土工垫和根系共同加筋作用不会改变应力与位移关系曲线变化特征,但可显著提高加筋草皮的抗剪强度,在本次试验中与素土相比加筋后强度最大增幅为164.7%,强度增幅受法向应力水平影响显著,随着法向应力的增大,强度增幅逐渐减小;基于摩尔-库伦强度准则,获得了土工垫加筋草皮的黏聚力和摩擦角,结果显示加筋增加了草皮的黏聚力,但对内摩擦角几乎没有影响;随着加筋量的增大,土工垫加筋草皮的抗剪强度均近似按指数形式增大,加筋量越高土体抗剪强度增量也越大;低含水率试样对应的抗剪强度较大,含水率增大时,由于基质吸力降低,抗剪强度也会降低。研究成果对加筋草皮的推广应用具有参考价值。     

剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响规律研究

为了确定剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了素土和不同配比轻量土在剪切速率为0.02,0.1,0.2,0.8,2.4 mm/min时的抗剪强度特性。试验结果表明：轻量土的剪应力-剪切位移关系曲线中存在硬化型和软化型两种形态,主要受EPS颗粒掺入比、水泥掺入比、法向应力的控制,素土的剪应力-剪切位移关系曲线形态为硬化型。剪切速率越大,试样达到破坏或稳定阶段历时越短。不同剪切速率下,轻量土的抗剪强度包线多为折线型,与传统结构性土体包线类似。作为一种结构性土体,配比对轻量土抗剪强度的影响是决定性的,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随水泥掺入比的增大、EPS颗粒掺入比的减小而增大。剪切速率对轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角影响较小,对素土影响较大。随着剪切速率增大,轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角变化幅度较小,无显著变化规律,素土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小。     

加筋土应力应变和强度特性的试验研究

用编织布和砂性土复合成的加筋土，在三轴剪切仪上，分别对不同强度，层数筋材的加筋土试样进行试验。探讨加筋土应力，应变和抗剪强度特性。通过对试验成果分析得出：加筋材料约束土体的横向变形；加筋土的抗剪强度和纯土比明显增大，其原因是使加筋生产凝聚力；加筋土抗强度值与筋材抗拉强度和层数有关，随筋材强度，层数增加而增大；筋材在较大应变时才能表现出来，在较小应变时向乎没有作用。