干密度对非饱和黄土基质吸力的影响

为了研究起始湿度、天然密度以及竖向荷载对吸力特性的影响,对西安原状黄土进行不同起始湿度、密度条件下的常含水量压缩试验,提出无应力作用下同时反映初始含水率和天然干密度的基质吸力表达式。研究结果表明:天然干密度、初始含水率、应力相关的干密度对基质吸力的影响程度都与试样的起始湿度有关,起始湿度小于试样塑限含水量时,影响都比较大,起始湿度大于试样塑限含水量时影响都很小。净竖向荷载对吸力特性的影响与起始湿度、天然密度有关,净竖向荷载小于等于400 kPa时,对吸力的变化影响很小,可不考虑净竖向荷载影响,可用未受荷载作用时的SWCC曲线来描述原状试样的吸力特征;净竖向荷载大于400 kPa时,对吸力的变化影响较为显著。视起始湿度和天然密度的不同,净竖向应力相关的干密度增大引起基质吸力非单调增减或单调下降,天然干密度的增大引起基质吸力单调上升。     

冻土断裂韧度测试的理论与方法

在讨论冻土脆性破坏特征的基础上,分析了线弹性适用条件及平面应变断裂韧度测试对试样尺寸的要求。在测试方法上,详细说明了试样的制备,条件载荷值Pq的确定以及实验过程的一些细节问题。最后就冻结黄土KⅠc(Kq)测试结果,分析了KⅠc(Kq)与温度、含水量及加载速率的关系     

黄土的未饱和湿陷、剩余湿陷和多次湿陷

1　未饱和湿陷和剩余湿陷　50年代,我们曾作了一个试验[1],其原状土样取自河南嵩县伊河二级阶地上的马兰黄土。用环刀从大样取若干试样,用蒸馏水分别饱和之。然后置ＣａＣｌ2干燥器中,按不同时间取出而得不同湿度(含水量)的试样,最后作压缩试验。试样共7个,Ｎｏ.1为天然湿度,Ｎｏ.6为饱和湿度,Ｎｏ.2～5为以上两种湿度之间的一些中间湿度样品,而Ｎｏ.7为饱和后复经风干的试样。试验分9个压力档次:0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,05,0.6,0.7,0.8ＭＰａ。90年代初为了进一步验证上述研究,我们又作了一些实验[2],从西安大雁塔以南马兰黄土中取一大样。为了考察可溶盐对湿陷性的影响,     

基于PFC2D的砂土原生各向异性微观机理数值试验

采用颗粒流PFC数值模拟方法,生成符合标准砂室内单元试验结果的离散元数值试验试样。运用重力沉积法建立不规则砂土颗粒单元的平面双轴试验模型,给定不同沉积步数对试样不同初始原生状态进行模拟,然后分别从水平和竖直方向上施加荷载增量,得到不同沉积条件下不同加载方向上砂土试样宏观应力应变曲线和力学参数。数值试验结果显示,重力沉积步数对颗粒微观长轴定向排列、平均配位数有显著影响;初步建立了砂土微观结构变化和宏观应力应变曲线及力学参数的联系;分析了砂土试样表现出的宏观原生各向异性力学特性与内部颗粒结构的关系。     

颗粒形状及粒间摩擦角对堆石体宏观力学行为的影响

基于三维变形体离散单元法对堆石体进行细观研究,采用随机模拟技术生成堆石体三维数值试样,模拟其常规三轴剪切试验,研究堆石体颗粒形状及粒间摩擦系数对宏观力学性能的影响,揭示其细观组构和细观力学参数与堆石体宏观特性的关联性,建立细观力学参数与宏观力学参数的相关关系。数值模拟结果表明：颗粒形状对堆石体宏观特性影响明显,颗粒的长短径比越大,数值试样的峰值强度和残余强度均明显增大,峰值强度对应的轴向应变也逐渐增大,而数值试样的初始模量有所减小;在细观层面上,颗粒的长短径比越大,颗粒的接触法向向加载方向倾斜越明显,接触法向的各向异性程度越大;粒间摩擦角对堆石体宏观特性的影响显著,随着粒间摩擦角的增大,峰值强度明显增大和初始模量均明显增大,数值试样在剪切时的体积收缩量也有所增大,反映了堆石颗粒间的相互作用对颗粒体骨架的宏观力学行为的影响。     

改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响

利用水相悬浮法在聚丙烯纤维表面接枝丙烯酸,对聚丙烯纤维表面进行了改性.研究了改性聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响.利用扫描电镜(SEM),Nicolet傅里叶变换红外光谱仪(IR)对改性聚丙烯纤维表面形貌、表面活性官能团和水泥砂浆试样断口形貌进行了分析.结果表明:经过改性处理的聚丙烯纤维表面接枝上了丙烯酸;与普通聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样相比,改性聚丙烯纤维增强水泥砂浆试样的抗折强度明显提高.     

不同湿度条件下混凝土结构发生破坏的试验研究

为了增加混凝土结构的使用寿命，本文设计3个混凝土试验，试验频率为10Hz，针对同一混凝土在不同湿度下的密封圆柱形试样进行疲劳试验。研究结果表明：混凝土试样湿度会影响混凝土的疲劳性能，主要影响加载循环过程中混凝土温度和应变的发展情况。在相同载荷条件下，增加混凝土试样湿度会使混凝土试样温度和应变增加更快，也会导致混凝土破坏速度增加，疲劳寿命显著降低。在疲劳试验中，除了应变外，温升也可以作为一个损伤指标。本文研究结果进一步完善了混凝土的应用，可充分发挥其优势，在保障施工质量的同时提升施工效率，推动建筑行业的快速发展。     

纤维参数对水泥砂浆断裂韧性的影响

测试分析了纤维加入水泥砂浆后对其抗压、抗折强度的影响，并计算了折压比，研究了纤维参数对水泥砂浆断裂韧性的影响。结果表明。在水泥砂浆中掺加纤维能明硅改善其断裂韧性。聚尉烯纤维和碳纤维在改善水泥砂浆韧性方面效果较好；纤维掺量在一定范围内增大时，对水泥砂浆韧性的改善程度也增大，当纤维掺量为0.2％时水泥砂浆的韧性最好；纤维的长度和表面改性方法对水泥砂浆的断裂韧性也都有所影响。     

煤样的尺寸、形状及锚固效应

为研究煤样的尺寸、形状及锚固效应,加工了不同高度的圆形、正方形和长方形截面试样,对完整试样单轴抗压强度与高径比关系、锚固试样的强度和变形参数变化进行了试验研究,并通过数值模拟研究了钻孔存在、载荷分布及载荷大小对煤样强度的影响。结果表明,三种截面试样强度均随高径比增大而降低,与高径比呈负指数关系。无托盘非预应力锚杆若不能对试样破裂位置形成闭锁路径,则不能明显提高试样的承载能力。钻孔的存在可明显降低试样的峰值强度及弹性模量,托盘载荷可明显提高试样的残余强度,钢带载荷可明显提高试样的强度和变形参数。相同等效面力作用下,两侧面施加全侧面载荷试样及局部施加托盘载荷试样强度随等效面力增加而增大的程度有限,甚至在等效载荷较高时有所降低。研究结果对进一步理解试样的尺寸、形状及锚固效应有一定帮助。     

三峡库区碎石土抗剪强度指标的试验研究

以现场取得的碎石土为原料,通过筛分试验,确定其平均级配,以平均级配为基础,利用代替法设计试验级配。在试样含水量的确定上,抛弃了传统含水量的确定方法,结合碎石土的特点,以碎石土中细粒的多少来确定试样的含水量。在制样上抛弃了以往用控制干密度制样的方法,改用相同竖向压力下制样的新方法。对库区不同碎石含量、不同含水量的碎石土剪切强度进行了试验研究。根据抗剪强度与细粒含水量及碎石含量的变化关系,以细粒的液性指数和碎石含量为指标,提出了碎石土抗剪强度的实用计算公式。