论无粘性砂卵石与堆石的力学性质

无粘性砂卵石与堆石,广泛用于土石坝与面板堆石坝的建设。本文根据我院十余年来大量工程的大三轴试验结果,就抗剪强度、应力应变、剪胀性等性质问题进行了讨论,展现了这些材料性质的某些规律。砂卵石的抗剪强度与堆石相近甚至更好,剪胀性对强度与泊松比有明显影响。本文还讨论了邓肯模型的试验结果,归纳了该模型参数的一些变化性质。     

粒径大小对非饱和尾矿抗剪强度的影响研究

尾矿库是金属矿山最大的危险源之一。而尾矿坝是尾矿库的主要构筑物,尾矿坝的稳定性与尾矿库的安危息息相关。尾矿坝主要由尾矿堆积而成。尾矿材料的抗剪强度决定了尾矿堆积坝的稳定程度。本文利用改造的土工试验仪器,在非饱和状态下,针对颗粒大小对尾矿抗剪强度的影响进行了试验分析,结果显示,非饱和尾矿的中值粒径与抗剪强度参数的粘结力呈指数函数关系,与内摩擦角呈指数函数关系;且随着中值粒径的增大,非饱和尾矿的内聚力(c)会降低,而内摩擦角(φ)却会增大。     

考虑粗糙度和粒径影响的钢-砂界面剪切特性试验研究

结构表面粗糙度和土颗粒组成大小对界面的摩擦特性有重要影响,揭示不同介质间界面的力学特性对工程建设具有重要意义。利用改进的直剪仪,对钢板与四组不同粒径组砂粒进行界面剪切试验,研究不同砂粒组、粗糙度和法向应力下的钢-砂界面剪切应力-位移关系、粗糙界面剪切面性状、粗糙界面抗剪强度构成。结果表明:界面峰值剪切应力随法向应力、砂粒组和粗糙度的增大而增加;光面钢板与砂粒在接触表面形成光滑的剪切面,刻纹路部位钢板与砂粒间的剪切面随纹路宽度与粒径的大小而有所不同;粒组粒径不大于刻纹宽度时,在砂-砂间形成剪切面;粒组粒径介于刻纹宽度1~2倍时,可能在砂-砂间形成曲形剪切面,也可能在钢-砂接触部分形成剪切面,粒径远大于刻纹宽度的,形成水平间断剪切面;刻有纹路的抗剪强度由未刻纹路区域与纹路区域提供;界面摩擦角随粒径和粗糙度增大而增加,大致在22°~30°。     

影响砂土抗剪强度的主要因素

根据砂土的室内剪切试验-全模试验和半模试验,分析了影响砂土抗剪强度的主要因素。指出了均匀砂和不同级配的砂对砂土抗剪强度的影响。从室内试验可以看出,均匀砂中,砂样的抗剪强度随着法向应力的增大而增大,而且抗剪强度增长幅度与法向压力基本成正比增长的趋势。相同法向压力下,砂土的抗剪强度随着粒径的增大而增大,内摩擦角也随之变大。可以很好的说明,砂土的抗剪强度与颗粒大小有关。     

再生混凝土多孔砖砌体抗剪强度试验研究

通过试验研究了再生混凝土多孔砖砌体的抗剪强度。试验结果表明:再生混凝土多孔砖采用半盲孔设计,提高了砖和砂浆的粘结性,大大增加了剪切面积;砂浆的销键作用能有效提高砌体的抗剪强度;再生混凝土多孔砖砌体的抗剪强度高于烧结普通砖、烧结多孔砖砌体、混凝土空心砌块砌体的抗剪强度。提出了再生混凝土多孔砖砌体的抗剪强度计算公式和设计值的建议取值:再生混凝土多孔砖砌体的抗剪强度平均值计算公式为:fV,m=0.142!f2,砌体的抗压强度设计值f为:f=0.35fV,m。     

砂卵石土静力特性研究

通过砂卵石土的直剪压缩试验,对试验过程及试验结果进行了深入分析,探讨了非饱和、饱和砂卵石土的强度与变形影响因素,并建立了砂卵石土的抗剪强度与压应力之间的计算公式。     

结构物标准砂界面剪切机理试验研究

桩基表面粗糙程度与砂粒径大小对砂土层桩侧摩阻力有显著影响。本文利用改装的室内直剪仪开展了不同粗糙界面的木板、钢板、混凝土板与北京标准砂间的直剪试验,研究界面剪切应力剪切位移关系、界面抗剪强度构成和界面摩擦角变化规律。结果表明:剪切应力位移关系可用对数幂函数模型拟合,硬化阶段采用对数模型,软化阶段采用幂函数模型,模型峰值剪切应力与试验峰值剪切应力的比值集中在0.92～1.02之间;峰值剪切应力与平均灌砂深度呈正相关关系,其从未刻纹路的界面Ⅰ到刻有纹路的界面Ⅱ增加值最大;刻有纹路的界面抗剪强度由未刻纹路区域、纹路棱角和纹路内的砂三部分提供,未刻纹路区域提供的抗剪强度最大,纹路棱角次之,纹路内的砂最小;木、钢和混凝土与标准砂的界面摩擦角分别集中在11°～23°、14°～23°和22°～27°范围内。研究成果可为砂土层桩侧摩阻力估计提供试验参考。     

后浇混凝土与砖砌体粘结面抗剪强度的试验研究

后浇混凝土与砖砌体粘结面的抗剪强度在砖砌体结构维修、加固改造的设计中是不可缺少的强度指标.根据砖砌体结构房屋材料和混凝土材料使用现状,采用不同强度等级的普通烧结粘土砖和不同强度等级的混凝土,制作了一批双面剪切抗剪试件.通过试验分析,得出了常用的不同强度等级材料在2种材料界面抗剪强度的设计值,为工程应用提供参考.     

抽水蓄能电站堆石坝料抗剪强度参数统计分析研究

堆石料抗剪强度参数是堆石坝抗滑稳定计算最主要的参数。每个堆石坝工程均进行堆石料抗剪强度试验,进一步掌握堆石料抗剪强度参数量值大小、规律性及主要影响因素,根据北京勘测设计研究院勘测设计的7个工程101组试验资料,在对堆石料进行风化程度分类的基础上,采用数理统计分析方法,统计分析石渣料、碎砾石土、砂卵石土作为主堆石料、次堆石料、垫层料、过渡料的抗剪强度参数及规律性。进一步分析浸水饱和、密实度、颗粒级配(5 mm含量)、磨圆度、风化程度、岩性对堆石料抗剪强度参数的影响。结果表明,堆石料风化程度对抗剪强度参数影响最为明显,其他因素则均有不同程度影响。     

再生卵石混凝土剪切力学性能试验研究

基于再生卵石混凝土直剪试验,研究了再生卵石骨料取代率和试件尺寸对再生卵石混凝土剪切力学性能的影响.结果表明：与天然卵石混凝土相比,再生卵石混凝土的抗剪强度有较大提升,再生卵石骨料取代率为50%时抗剪强度提升最大,提高幅度最大为47%;峰值位移随着再生卵石骨料取代率的增大而增大,最大提高了115%;再生卵石骨料取代率和试件尺寸对混凝土剪胀性能影响较小;最后,给出了尺寸换算系数,建立了再生卵石混凝土抗剪强度尺寸效应律公式,计算值和实测值吻合良好.     

甲基丙烯酸酯类用于基岩固结灌浆试验研究

能否用有机化合物作基岩的固结灌浆材料,是我们研究化学灌浆的出发点之一。本文叙述了用甲基丙烯酸酯类化学灌浆材料,对一坝址石英闪长岩的弱风化带进行团结灌浆试验,通过试验所测得的岩石变形模量由26.3×10⁴kg/cm²提高到47.4×10⁴kg/cm²,静力弹性模量由29.6×10⁴kg/cm²提高到57.9×10⁴kg/cm²,声波速度Vp由4894m/s提高到5272m/s,单位吸水率ω由0.0351/（min·m·m）降低到0.0121/（min·m·m）,缝面的粘结强度由零提高到13.4kg/cm²。     

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。     

土质防渗体高土石坝关键技术研究

本文综合介绍了＂七五＂国家科技攻关专题研究成果《土质防渗体高土石坝研究》，其中主要包括揭示和测定筑坝材料和坝基软弱夹层工程性质的新概念、方法和设备，包括土石坝设计主要内容的两大综合软件系统ＥＲＤＩＤＳ和ＡＳＥＤ及有关分析方法，若干新型合理的坝体结构形式或设计原则，以及现代施工质量控制与管理方法等。本项研究成果已荣获１９９３年度国家科技进步一等奖。     

霍布金生压力杆法测定砂岩、石灰岩动态破碎应力和杨氏模量

本文用霍布金生压力杆法测定了砂岩、石灰岩的动态破碎应力和杨氏模量,其平均应变率达1×10~2～2×10~2/s。文中对使用这种方法涉及到的一些具体技术问题:如子弹、试件、输入和输出波导杆长度的选择;应变片粘贴;摩擦的影响等给予了详细讨论和说明。对长度/直径=1的试件,实验结果说明:动态与静态相比,砂岩的杨氏模量约提高了30％,强度约提高了40％;石灰岩的杨氏模量约提高了20％,强度约提高了30％。破坏的形式都是沿轴向破裂。     

孔隙水压力对饱和砂的剪切模量和阻尼比的影响

本文通过动三轴进行饱和砂的液化试验,考察三种砂的剪切模量和阻尼比随孔隙水压力变化的规律。由试验可知:①饱和砂的剪切模量与阻尼比随孔隙水压力的增加而降低;②在一般情况下,剪切模量、阻尼比与孔隙水压力及剪应变幅之间的关系可分别表示为可分离变量的函数:G（u,γ）=f（u）·Gm（γ）及λ（u,γ）=g（u）·λ_m（γ）,对试验所用的三种砂已给出表达式;③在接近液化时,橡皮膜对试验结果有较大的影响,应进行修正。     

河津黄土地基湿陷变形试验研究

本文通过大量的室内外试验,包括三个大面积试坑浸水试验以及三个天然地基和强夯地基上的浸水载荷试验,详细讨论了黄土地基自重湿陷变形和外荷湿陷变形的规律;探讨了《湿陷性黄土地区建筑规范（TJ25-78）》中有关湿陷性黄土场地湿陷类型的评判方法;根据试坑浸水试验结果,认为原勘察报告对场地湿陷类型的判定有误,应为非自重湿陷性场地;在按计算自重湿陷量评判时,应乘以调整系数m₀;采用模糊数学方法,对自重湿陷敏感性进行了综合评判,并提出了评判指标β和分档标准,试验及计算简便,可靠度达90％以上;通过非线性有限元分析,湿陷量计算值与实测值还较接近。     

振冲法加固海底软土的试验研究

振冲法已比较成熟,但在受潮位影响的海底制桩则国外少见,国内是首次。我们设计了一套海上打设碎石桩的施工工艺,经实践证明是成功的,并且效率也较高。随后在海底进行了三组大型载荷试验,测得复合地基的容许承载力为130kPa,而天然地基为50kPa,复合地基为天然地基的2.6倍。 另外还测得应力分担比n=3。 上述经验与数据已在福州筹东电厂江堤中使用。     

Nonlinear elastic model for compacted clay concrete interface

In this paper, a nonlinear elastic model was developed to simulate the behavior of compacted clay concrete interface (CCCI) based on the principle of transition mechanism failure (TMF). A number of simple shear tests were conducted on CCCI to demonstrate different failure mechanisms; i.e., sliding failure and deformation failure. The clay soil used in the test was collected from the “Shuang Jang Kou” earth rockfill dam project. It was found that the behavior of the interface depends on the critical water contents by which two failure mechanisms can be recognized. Mathematical relations were proposed between the shear at failure and water content in addition to the transition mechanism indicator. The mathematical relations were then incorporated into the interface model. The performance of the model is verified with the experimental results. The verification shows that the proposed model is capable of predicting the interface shear stress versus the total shear displacement very well.     

Three-dimensional seismic response analysis of a concrete-faced rockfill dam on overburden layers

Reasonable seismic response analysis of a high rockfill dam is of great engineering significance in guiding its design and ensuring its seismic safety during operation, especially of a concrete-faced rockfill dam (CFRD) on overburden layers. The three-dimensional seismic behavior of the Miaojiaba CFRD is simulated and analyzed by the finite element method (FEM). The results indicate that: 1) the amplification coefficient along the dam axis gradually increases with the altitude, and reaches maximum at the dam crest; 2) the vertical residual deformation mainly exhibits downwards and reaches maximum near the dam crest; 3) the earthquake significantly aggravates the deformation of peripheral joints; 4) the impounding condition and overburden characteristics have great effects on the dam’s seismic response.     

Assessment of concrete quality using non-destructive techniques,Ghatghar project,Maharashtra, India

The Ghatghar Pumped Storage Scheme involves the construction of two roller compacted concrete dams. Cracks were observed when the 14.5m × 478 m dam across the river Pravara near Ghatghar village, Maharashtra, India was about 4.1 m high on the right side and 3.3 m high on the left side. A total of 1,206 measurements were made using seismic refraction, sonic tomography and ultrasonic testing to assess the competency of the dam, covering a volume of 5029.86 m³. The ultrasonic testing conducted on five RCC cores and an equal number of rock cores recovered from the body of the dam and site indicated a velocity of 4,050–4,250 and 3,900–4,100 m/s, respectively. The velocities obtained from the seismic refraction and tomographic survey ranged between 3,375 and 4,625 m/s and from the ultrasonic survey 3,800–4,300 m/s. The velocity range obtained from both the seismic (refraction and tomographic) and ultrasonic methods indicates good to excellent quality concrete and the results show the visible cracks have not affected the integrity of the dam.