考虑软化特性的软黏土动应力-应变关系研究

针对在地震、波浪、交通等循环荷载的作用下饱和软黏土残余孔隙水压力上升，从而导致软黏土刚度、强度发生软化的这种现象，对循环荷载作用下考虑循环软化特性的饱和软黏土动应力-应变进行了研究.以往的研究大多忽略初始偏应力对软黏土循环软化及动应力 应变关系的影响.通过对萧山正常固结饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验，研究了循环次数、循环应力水平、初始偏应力对饱和软黏土刚度软化及应力 应变关系的影响.试验结果表明，随着循环次数的增加，土体刚度逐渐减小；循环应力水平的提高和初始偏应力的施加都将加快刚度软化和累计塑性应变的发展，从而加速土体的破坏.同时，在试验的基础上推导了反映土体刚度软化规律的经验公式，利用该公式并结合修正的Masing准则对软黏土的动应力-应变关系进行描述.     

新疆荒漠区风积沙动应力-动应变关系试验研究

采用新疆荒漠区风积沙,进行90组试样的动三轴试验,研究其动应力-动应变关系,基于试验结果分析含水率、围压、压实度、荷载作用频率和初始静偏应力对动应力-动应变关系的影响规律,应用Kondner R L双曲线模型对动应力-动应变关系进行拟合,得出不同工况时的模型参数。研究成果可为新疆荒漠区风积沙路基的设计和施工提供一定的参考。     

应变控制下水泥土动静力特性试验

为了研究循环荷载下水泥土的动静力特性,通过GDS振动三轴仪进行应变控制下的静力和逐级循环加载试验.静力试验表明:应变速率越大,水泥土强度越大,应变速率为5%时的峰值应力相对于being0.05%时提高了47.57%;掺入比决定水泥土应力-应变关系曲线的软化或硬化型式.通过逐级循环加载试验,进一步分析水泥土的应力-应变关系和动模量的发展规律,通过对双曲线模型的修正,建立描述水泥土应力-应变关系的经验模型.该模型共有3个参数,论述了各个参数的物理意义和确定方法,结果表明,本文模型简单实用,能够较好地反映水泥土的应力-应变关系.     

考虑动应力-动应变关系及剪切波速相似的模型软岩配制方法

根据振动台模型试验的相似设计原理,结合某地下工程底部软岩性质,利用重晶石粉、黏土、石膏等材料,研制了一种可以有效模拟原型软岩动力特性的相似材料。开展正交试验,通过对数据进行极差和方差分析,得到重晶石粉、黏土、石膏等原材料含量对相似材料密度、初始剪切模量及参考应变的影响规律,并基于正交试验结果,进行软岩相似材料的最终配比试验。结果表明：相似材料中重晶石粉对相似材料的密度起主要控制作用,参考应变值随石膏含量的增加而增大,随黏土含量的增加而减小,相似材料的初始剪切模量随黏土含量的增加而减小,随重晶石粉和石膏含量的增加而增大。配制的软岩相似材料可以很好地模拟原型软岩动应力-动应变关系和剪切波速特性。     

黄土在地铁列车荷载作用下的临界动应力比及动应变发展模型的试验研究

以黄土地区地铁项目为研究背景,利用20kN电液伺服控制动三轴试验机,对地铁列车荷载长期循环作用下不同类型黄土的动变形分别进行了试验研究,得到了不同类型黄土累积塑性变形的发展规律,提出了确定黄土临界动应力比的新方法,确定了不同类型黄土动应变发展的模型.研究结果表明:干型黄土的临界动应力比大于0.6,湿型黄土的临界动应力比为0.45~0.49,饱和型黄土则为0.22~0.24;拓展的Langmuir模型和经典Freundlich模型分别对于稳定型和破坏型黄土动变形发展的回归分析是有效的,反映了黄土在地铁列车荷载作用下的动变形特性.     

动荷载作用下土工格栅应变软化特性

土工格栅的强度衰减特性对加筋路堤和加筋挡墙的稳定性有重要影响。对塑料土工格栅进行了应力控制式单向循环拉伸试验,研究了循环拉力、预拉力、加载频率等对格栅应变软化及变形的影响。试验结果表明,随着循环拉力、预拉力的增加,格栅的累积应变增大,软化指数增大,强度减弱;荷载振动频率的减小也会产生类似的结果。通过对试验数据的分析,总结了格栅应变软化的规律,并将其引入改进的1wan模型中,建立了能描述循环拉伸荷载作用下土工格栅的拉力一应变关系的模型,通过将模型计算结果与试验结果的对比,验证了模型的正确性。     

循环孔隙水作用下混凝土动态特性试验研究Symbol`@@

对0、10、50次孔隙水循环下不同应变速率(10 -5、10 -4、10 -3、10 -2/s)的混凝土和中低应变速率(10 -4、10 -3/s)下不同孔隙水循环次数(0、10、50、100、200次)的混凝土进行了常三轴压缩试验,试件尺寸为300 mm×600 mm。对循环孔隙水压作用后混凝土的峰值应力物理力学参数的变化规律进行了统计分析,并对混凝土在不同加载速率下的吸能变化规律进行了分析。结果表明：随着应变速率增大,混凝土的峰值应力呈增大趋势,随孔隙水压循环次数的增加,峰值应力大体呈现先增大后减小的阶段性变化;混凝土的吸能能力随加载速率的增加,表现出明显增大的趋势。混凝土的吸能能力随孔隙水压循环次数的增加表现出一定的离散性,但整体上呈先增大后减小的趋势;选用基于Weibull统计理论的混凝土材料分段式动态损伤本构模型对试验数据进行拟合,经验证,此模型与试验结果吻合较好。     

土工格栅加筋橡胶砂应力-应变特性试验

基于静三轴剪切试验,分析了5种配比（0%、10%、20%、30%、40%）、4种格栅布置方式（无筋、水平1层、水平2层、水平3层）、3种围压（50、100、200 kPa）下土工格栅加筋橡胶砂的应力-应变关系特性和模量衰减特性。结果表明：(1)土工格栅加筋使得橡胶砂应力-应变关系曲线明显升高,加筋后橡胶砂的硬化特性增强。(2)采用扩展邓肯-张模型进行拟合,随着橡胶颗粒含量的增加,橡胶砂初始模量降低,模量衰减程度可由衰减参数定量反映;模量曲线衰减程度随加筋工况“水平3层加筋、无筋、水平2层加筋、水平1层加筋”依次增大。(3)土工格栅加筋使得橡胶砂的参考应变增大、应力-应变模型指数减小,即模量归一化应力应变曲线非线性程度减弱,随着土工格栅加筋密度和配比的增大,土工格栅对橡胶砂应力应变特性的加筋效应更显著。     

地铁行车荷载作用下饱和黄土的累积塑性应变

通过应力控制式循环三轴试验,探讨了地铁行车荷载作用下饱和黄土的累积塑性应变.试验表明:饱和黄土累积塑形应变存在三个典型的发展阶段,即:衰减阶段、稳定阶段和破坏阶段.固结围压、循环试验中的排水条件、动应力及其循环次数、以及动应力比是影响饱和黄土累积塑性应变的重要因素.在排水循环三轴试验中,饱和黄土的累积塑性应变随初始固结围压的增大而减小,随循环次数、动应力和动应力比的增大而增大.基于试验数据,建立了预测饱和黄土累积塑性应变的反正切函数模型.该模型与试验数据符合良好,且仅需三个土体参数,应用比较方便.     

冻融环境下混凝土应力-应变关系的试验研究

采用ASTM C666快速冻融方法,对18个(6组)抗冻等级为D300的混凝土棱柱体试件分别进行N=0、100、150、200、250、300次冻融循环试验,并利用SEM扫描电镜观察冻融作用前后混凝土内部显微结构的变化,最后对各组试件进行单轴受压破坏试验,得到了不同冻融循环次数作用后混凝土的应力-应变试验曲线.根据试验结果,得出了混凝土随着冻融循环作用次数的增多,其内部结构以及各项基本力学性能(包括极限承载力、横向变形系数、弹性模量等)均呈现不同程度的衰减趋势,并建立了与相对动弹模损失率相关的应力-应变全曲线方程及相关参数,为进一步开展混凝土结构在冻融环境下的工作机理与计算模式的研究提供依据.     

1215钢与Ti6Al4V合金的动态应力应变行为

通过热模拟实验研究易切削材料1215钢和难切削材料Ti6Al4V合金的动态应力应变行为,讨论易切削材料和难切削材料动态形变行为的差异及其原因,分析切削过程中2种材料的形变再结晶行为。结果表明:1215钢在高温低应变速率条件下,可以诱发动态再结晶过程,出现明显的软化;对于Ti6Al4V合金,在Zener-Hollomon参数(Z参数)较小时,没有出现明显的软化,相反在高应变速率下出现了软化,这种现象难以用动态再结晶理论来解释。     

基于扭剪试验的细砂区域长距离流滑机制分析

大量灾害现场发现,即使地面倾角极其平缓（1°~5°）,地表也可能因地震荷载而发生长距离的横向变形。为了解此类砂土变形特性,在改良的空心圆柱扭转剪切仪中采用涌水量概念进行试验,随后采用恒定剪应力静态液化试验,确定排水条件以及小初始静力剪切条件下试样流动的可能性。为突出对比,相同试样被用以进行不排水循环加载试验,观察其行为特征。研究发现：（1）在小初始静态剪应力下可以观察到丰浦砂连续流动的特性;（2）砂土的连续流动特性由初始密实度决定,初始密实度也影响砂土的体积膨胀特性;（3）静态液化试验显示流动砂土试样在涌水机制下可产生流动,而即使样本发生了液化,其在典型的不排水试验中却表现出非流动特性。     

用于材料动态力学性能研究的测试装置

研制了用于材料动态力学性能研究的测试装置，介绍了新研制的测试装置，根据一维应力波理论，导出了动态应力－应变关系的数学表达式，最后给出了船用９０７Ａ钢动态压缩的试验结果。     

HFRP约束混凝土圆柱应力-应变关系

试验研究了碳纤维布、芳纶纤维布、玻璃纤维布和玄武岩纤维布层间混杂约束混凝土圆柱体的应力-应变关系.结果表明,混杂纤维增强聚合物(hybrid fiber reinforced polymer,HFRP)可明显提高圆柱体的强度,尤其能显著改善其延性.对试验结果与国内外大量研究成果进行对比分析,建立了HFRP约束混凝土圆柱体的应力-应变曲线模型.该模型使用轴向、横向和体积应变来衡量约束混凝土的内部损伤,以体现HFRP变约束力对被约束混凝土微观损伤的影响,使模型简化且具有明确的物理含义;该模型采用了更能真实体现约束效应的割线模量,并引入了依赖于混凝土本身特性的割线模量软化系数进行计算.与试验曲线的比较表明,该理论模型与试验曲线吻合良好.     

复杂应力状态下钙质砂的动强度

利用土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪模拟海洋波浪的加载形式,对相对密度为30%的钙质砂进行了扭转和竖向耦合循环剪切试验,着重研究了复杂应力状态下初始主应力方向角α0和中主应力系数b对钙质砂动强度特性的影响.研究表明:初始主应力方向对钙质砂的动强度具有显著的影响,随着初始主应力方向角α0的增大,动强度明显降低,且降低的程度随破坏振动次数的增加而增加;b值对动强度也有影响,影响程度与α0相比要小.     

天津滨海新区吹填土的动模量和阻尼比试验

针对天津滨海新区吹填土,通过动三轴试验模拟地震荷载,对吹填土的动模量和阻尼比进行了试验研究,探讨了频率和围压对它们的影响．研究表明：吹填土的动模量和阻尼比随着频率、围压的增加而增大;并得出了吹填土的最大动剪切模量,可供岩土和其他土木工程的地震安全性评价工作参考．     

广州地区软土应力应变特性研究

本文对广州地区淤泥质软土固结排水剪切的归一化性状进行研究，在此基础上提出了一个适合于描述该类软土应力应变特性的本构模型，该模型参数少，且易于确定，对于其他地区的软土，模型也具有一定的适用性。     

矩形钢套筒约束混凝土轴心受压应力应变关系

进行了6个矩形钢套筒约束混凝土试件的轴心受压试验,试验结果表明：矩形钢套筒能够对其内部混凝土形成有效约束,显著提高混凝土受压峰值应力,使约束混凝土受压应力应变曲线的下降段更加平缓,有效改善混凝土的极限变形能力。在试验的基础上,通过对试验中钢套筒的应变和钢套筒内混凝土的受力状态进行分析,给出了矩形钢套筒对混凝土横向有效约束力的计算方法,借用Mander模型,进一步提出了受约束混凝土单轴受压应力应变计算模型。将计算模型与试验的钢套筒约束混凝土应力应变曲线进行对比,二者吻合良好。     

电厂粉煤灰筑坝的动力特性试验研究

利用振动三轴仪对饱和粉煤灰的动模量、阻尼比和动强度进行了试验，研究了动应变、固结压力、试样密度、初始剪应力等影响因素。试验结果表明，动模量随动应变增减成倍成量级增减，并随固结压力、试样密度、初始剪应力增减而增减，阻尼比随应变增大而增大。抗液化强度固结压力、试样密度、初始剪应力的增加而增加，但初始剪应力的增加量是有一定限度的。试验结果可用于工程计算、类似土体及工程借鉴。     

残积土应力应变特性及对边坡稳定的影响分析

简要介绍了残积土边坡滑动变形特点和地质分布特征，分析了残积土的强度特性，由残积土时隔8年的强度指标和三轴固结排水剪切试验结果，根据边坡残积土的沉积固结特征，确定了利用Janbu法分析现存边坡的稳定性所取用的残积土强度参数，该边坡残积土的应力-应变关系呈理想塑性，伴有体积减小的剪缩特征，由其应力-应变特性，雨季降雨入渗将会引起边坡局部的突然性滑动变形，周期性作用可能引起边坡失稳。