循环载荷作用下周期充水岩石变形规律的研究

针对三峡库区所面临的周期蓄、排水而带来的重大工程实际和理论问题,在综合阐述国内外在有关循环载荷作用下岩石疲劳变形损伤破坏研究成果的基础上,从岩石变形全过程曲线的4个基本阶段及其相应3个特征点角度,提出了探讨循环载荷作用下周期充水岩石变形损伤演化规律的研究思路和基本方法,为正确认识岩体在周期性荷载作用下的破坏机理进而科学地评价工程岩体的长期稳定性奠定了理论基础。     

单向循环荷载下超固结软黏土的永久变形特性

为研究超固结饱和软黏土在单向循环荷载作用下的永久变形特性,采用GDS动三轴,对不同超固结度的温州饱和软黏土试样进行了一系列单向循环加载试验,分析了循环动应力水平以及超固结比对饱和软黏土永久轴向应变的影响。试验结果表明:在单向循环加载作用下,超固结饱和黏土存在循环动应力阈值,通过几何作图法综合确定温州饱和软黏土的循环动应力阈值为0.59~0.68,可作为软土路基沉降控制的标准。基于试验结果并结合指数模型,构建了可以综合考虑循环动应力水平、超固结比以及循环次数的饱和软黏土永久轴向应变显式计算模型,适合饱和软黏土地基在交通循环荷载下的累积变形分析。     

循环荷载下花岗岩强度及变形特征试验研究

为研究循环加卸载作用下岩石的强度及变形特征,以隧道工程区域内的花岗岩为对象,采用室内岩石力学试验方法,得到了以下结论.(1)单轴循环荷载作用下花岗岩的最终破裂面明显多于单调加载,而三轴条件下,两种加载方式的破坏模式较为接近;(2)循环荷载作用下花岗岩的峰值强度显著降低;单调加载下的花岗岩表现为脆性破坏,而循环加载下花岗...     

Hysteretic Behavior of RHS Columns Under Random Cyclic Loading Considering Local Buckling

International Journal of Steel Structures - In this paper, a hysteretic model of rectangular hollow section (RHS) columns that includes the deteriorating range caused by local buckling is proposed....     

慢速往复荷载下砂土的细观力学与耗能机理探讨

以颗粒流数值软件PFC2D为计算平台,采用数值模拟技术并结合已有的土工试验结果,从宏、微、细观不同尺度和能量耗散角度,展开对砂土在慢速往复荷载作用下表现出的宏观力学响应、微观结构变化、细观力链演变以及能量耗散规律等方面的研究。结果表明数值模型能较好再现砂土的宏观力学响应,颗粒旋转、翻滚、下沉以及上升等内部结构变化,以及强弱力链的形成与重构,并能动态跟踪不同能量的变化,进一步揭示了砂土在连续变形过程中的细观力学机制及其能量耗散机理。     

饱和软粘土在循环荷载下的孔压数值分析

在经典的Terzaghi一维固结理论基础上,推导出循环荷载作用下考虑土体非线性的一维固结微分方程,并应用Matlab软件编写相应微分方程的求解程序,得到超孔隙水压力随时间变化的曲线。结合单层地基在正弦循环荷载形式作用下的固结算例,对所得数值解进行了探讨,揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基孔压分布的特性,得到了一些有益于工程实践的有意义的结论。     

地铁振动荷载作用下隧道土体变形数值模拟

上海地区地铁隧道主要埋设于第③层淤泥质粉质粘土和第④层淤泥质粘土层中,根据长期监测资料的分析,地铁列车的振动对隧道周围土体强度和变形有较大的影响.利用室内动三轴试验结果确定土体的动弹性模量,采用数值模拟的方法计算饱和软粘土地区地铁振动荷载作用下隧道周围土体的变形,由此进一步计算出地铁振动荷载作用下引起的地面沉降量.通过计算的地面沉降量与实测值比较,其结果与工程实际相吻合.因此可以利用此方法对地铁运营后的沉降量进行评价和预测,为地铁工程的设计、安全运营以及对周围建筑物的影响提供有价值的参考.     

循环荷载下裂隙对加固体强度及破坏模式影响

盾构端部加固体中的裂隙对加固体的强度及破坏模式具有不同的影响。基于沈阳市地下综合管廊实际工程,用三组不同配比的水泥砂浆模拟端部加固体,用预制PVC片模拟试件中0°、30°、60°、90°的单裂隙和30°、60°的平行双裂隙。对预制裂隙试件进行循环加载试验,研究存在裂隙的端部加固体力学特性和破坏模式。研究结果表明:胶结能力较好的1∶1配比的端部加固体预制裂隙试件具有最大的疲劳峰值强度和疲劳寿命,其疲劳峰值强度和疲劳寿命均会随着胶结能力的减弱而减小;裂隙的存在会使试件的疲劳峰值强度和疲劳寿命降低,尤其当试件出现竖向劈裂破坏时,竖向裂隙对其疲劳强度和疲劳寿命的影响尤为明显;单裂隙试件多为拉―压破坏和剪切破坏,双裂隙试件多为共轭剪切破坏,并伴随有明显的共轭剪节理出现。     

高强混凝土柱抗震性能的试验研究

通过在周期反复荷载作用下高强混凝土柱的受力性能试验,考察了轴压比、混凝土保护层厚度等因素对柱延性等性能的影响.结果表明:柱的延性随轴压比或混凝土保护层厚度的增加而减小.综合本次试验和以往对高强混凝土柱的试验结果,提出了在不同设计轴压比下的抗震最小配箍特征值.     

在动荷载作用下饱和砂土的液化及其强度

本文应用惯性力式双向振动三轴仪模拟了工程上常见的三种应力状态,对饱和砂土进行液化试验,求出孔隙水压力、动强度等一系列指标,供工程的抗震稳定分析参考和应用。此外,还对动孔隙水压力过程线的波峰中出现的“凹槽”进行了分析和解释。     

Settlements in Fine-Grained Soils Under Cyclic Loading

Based on the methods previously presented by the authors (Yasuhara et al., 1992, 1994, 1996) for predicting the degradation in strength and stiffness of soft clays in the course of cyclic loading, a methodology has been developed to estimate the cyclic loading-induced settlements. The method also includes not only immediate settlements but also post-cyclic long-term settlements due to dissipation of cyclically induced excess pore pressures in soft soils. The simplified formulae included in the proposed methodology are given as functions of the amplitude of cyclic-induced excess pore pressure normalized by the confining pressure, u/p'_c, plasticity index I_p and factor of safety against bearing capacity failure, F_s. The calculations of cyclic-induced settlements were conducted for soft soil deposits with different index and geotechnical properties. The results calculated using the proposed methodology are presented in the form of a design chart to give the settlement versus normalized excess pore pressure ratio relations including the effects of the plasticity index and safety factor for bearing capacity. An example of the calculated results using the proposed procedure for the earthquake-induced settlements of embankments founded on soft clay, is presented to demonstrate the practicality of the method for design at fields.     

考虑柱脚纵筋滑移的平面框架拟静力试验数值模拟

目前对于钢筋混凝土框架的数值模拟大多没有考虑柱子底部纵筋的滑移。基于OpenSEES平台对一榀三层三跨的带有翼缘板的混凝土框架多点位移控制的低周反复加载试验进行模拟。通过在柱纤维单元下串联一个零长度截面单元来模拟底层柱脚的应变渗透现象,用bond-slip材料定义柱底纵筋的粘结滑移关系。数值模拟结果表明:考虑柱底纵筋滑移模型较不考虑柱底纵筋滑移模型与实验结果吻合更好,但是后期模拟值略小于实验值。因此,柱底纵筋应力滑移模型仍需进一步试验研究和验证。     

The P2S Effect on the Accumulation of Residual Strains in Soft Rocks due to Irregular Cyclic Loading

Data and information on the cyclic loading behaviour of soft rocks, especially behaviour under irregular cyclic loading, are very limited. This paper shows that the present procedure of estimating residual strain accumulation due to irregular cyclic loading using a fatigue model from uniform amplitude cyclic loading can result in underestimated residual strains. Such underestimation occurs because the present procedure fails to take into account the so-called P2S effect on the softening behaviour of soft rocks under cyclic loading. The parameter P2S is defined as the sum of the magnitudes of the increments in residual strains due to the previous two loading half-cycles. When P2S is large, a large residual strain increment can be expected. This paper also shows that taking the P2S effect into account can improve the simulation of residual strain accumulation due to irregular cyclic loading.     

低周往复荷载下梁柱节点的试验研究

介绍了四种类型八个梁柱节点足尺试件在循环往复荷载作用下的试验过程和结果.分析了不同形式节点的承载性能和延性特征,总结了不同节点构造对节点脆性破坏的敏感性.基于研究结果,对梁柱节点形式的改进提出了建议,为我国结构抗震设计规范的修订提供了试验依据.     

高压力下尾矿砂的强度与变形特性

本文通过三种尾矿砂的三轴剪力试验对尾矿砂在高压力下的变形与强度特性进行了研究。试验表明,颗粒破坏的数量随着剪切变形和侧限压力的增大而增多,与试样的初始密度却无直接关系。在高压力下摩尔包线的形状稍弯曲,在本文试验的压力范围内（侧限压力小于70kg/cm²）,内摩擦角比在通常试验的压力下（侧限压力小于10kg/cm²）,可减小达8°～13°,比砂土在同样条件下减小得多一些。因此在进行尾矿坝稳定与变形分析时,都应考虑这种影响,即根据高压力下的试验结果,计算尾矿砂的抗剪强度、切线模量与切线油松比。文中对用低压力下内摩擦角所算得的切线模量、切线泊松比和考虑高压力下强度非线性变化计算的数值进行了比较。试验还表明,高压力下的切线泊松比,用但尼尔建议的方法进行计算与实测资料相符,用轴向应变与侧向应变为双曲线关系的假设进行计算则相差较大。     

循环荷载作用下钢材的试验及本构模型研究

为了研究钢材的超低周疲劳性能及循环荷载作用下的本构关系,对50组Q235-B和Q345-B钢材进行超低周疲劳试验。研究了Q235-B和Q345-B钢材的力学性能,如:单调加载性能、滞回性能及滞回准则。通过对钢材全过程滞回性能的研究,建立了循环荷载作用下钢材的简化单轴本构模型。基于有限元软件ABAQUS的用户子程序接口UMAT,用户可自定义钢材的单轴本构属性。通过引入纤维梁单元,可利用单轴本构模型进行结构分析。通过对比各种荷载作用下Q235-B和Q345-B钢材的试验数据,验证了本模型的正确性,利用本模型可进行钢框架的非线性时程分析。试验和数值分析结果均表明:Q235-B和Q345-B钢材在循环荷载和单调荷载作用下的性能有很大不同,钢材屈服后,循环荷载作用下的骨架曲线比单调荷载作用下更高;循环次数和振幅大小对材料韧性的影响很大。当受循环荷载作用时,钢材提前发生颈缩和断裂,这表明累积损伤降低了钢材的韧性。     

加载速率对岩石抗压和抗拉强度的影响

采用气-液式压缩联动系统的快速加载机,在加载速率为1×10~(-1)～1×10~5(kg·cm~(-2))·s~(-1)范围内对两种花岗岩进行单轴抗压和抗拉试验研究。试验结果表明:花岗岩的破坏强度随加载速率的提高而明显增加,同时抗压与抗拉强度之比值,并非一个恒定值,它随加载速率的提高略有增大。     

钢骨高强混凝土梁柱十字节点抗剪性能的研究

就两个不同梁柱刚度比、内置实腹Ｉ字钢的钢骨高强混凝土（＞Ｃ７５）梁柱十字节点试件分别进行了低周反复加载试验,就高强混凝土的作用,型钢腹板、箍筋、翼缘框等对节点的抗剪能力贡献进行了分析,对不同梁柱刚度比的抗剪能力做了对比,并提出了这种结构的节点抗剪承载力公式。     

确定岩石动、静力剪切强度的方法

本文探讨了确定岩石动、静力剪切强度的六种试验方法,并用这些方法,系统地研究了花岗岩、大理岩和砂岩的剪切强度。同时得出:①岩石的剪切强度随着加载速率的提高而明显增加（即动力剪切强度高于静力剪切强度）和随剪切面上正应力的增加而增加;②砂岩受400kg/cm²围压作用时剪切强度会出现一个由增加变为减少的转变点,即砂岩由脆性变为柔性的转变点,当围压低于此值时,砂岩的剪切强度随围压的增加而提高;当围压高于此值时,其剪切强度随围压的增加而降低等结果。笔者还建议使用简易的冲剪法去确定岩石的动、静力剪切强度。