直剪饱和固结快剪与三轴固结不排水剪切试验比较

在水利工程中,通常采用直剪试验的饱和固结快剪和三轴固结不排水剪切试验测定土的抗剪强度指标,取土样分别进行这两种试验,并对这两种方法的特点及测定结果进行比较,为工程实践中选择更加科学合理的剪切方法提供依据.     

三轴和直剪试验的固结快剪指标

地三轴试验中固结不排水剪阻角的常规定义提出修正，并给出根据常规和修正后的定义确定的两个剪阻角的关系式。该式一度曾被有些人误解为表示三轴和直剪试验测出的固结忆剪强度指标之间的关系，文中讨论了如何合理评价这些指标的差异。     

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。     

三轴和直剪试验的固结快剪指标

对三轴试验中固结不排水剪阻角的常规定义提出修正，并给出根据常规和修正后的定义确定的两个剪阻角的关系式。该式一度曾被有些人误解为表示三轴和直剪试验测出的固结快剪强度指标之间的关系，文中讨论了如何合理评价这些指标的差异。     

土与结构接触面直剪试验颗粒流模拟分析

以直剪试验为原型,采用颗粒流模拟程序PFC建立粗粒土与混凝土接触面的直剪模型,分析了不同粗糙度、不同试样高度对粗粒土与混凝土接触面强度的影响,并建立了细观摩擦系数与接触面宏观力学参数的关系,为确定接触面的强度提供了一种手段和参考依据。     

渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究

为研究渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面抗剪强度及其随主要影响因素的变化规律,采用直剪仪开展了不同含水率、冻结温度、法向应力及冻结时间条件下渠道下卧土-混凝土衬砌冻结接触面直剪试验研究。结果表明:剪切的初始阶段,接触面存在局部剪应力释放现象,释放量大小受土体含水率、法向应力、冻结时间因素影响,但不受冻结温度的影响;在本试验参数范围内,接触面峰值抗剪强度随着土体含水率、法向应力、冻结时间的增加而增大,随冻结温度的降低而增大;接触面的抗剪强度实质上是冻土中的冰晶与混凝土衬砌接触面之间的胶结力,以及土体与混凝土衬砌接触面之间的黏聚力与摩擦力;峰值抗剪强度大小主要受胶结力影响;黏聚力和摩擦力主要受法向应力、冻结时间的影响。     

基于孔穴扩张和临界状态的黏土超固结比估算

黏土超固结比常规测试方法很难消除应力释放和土体扰动的影响,提出基于孔穴扩张和临界状态概念的利用旁压试验估算黏土超固结比的新方法,该方法能够充分利用旁压试验成果和临界状态参数。运用该方法估算了4种不同类型黏土的超固结比,并与改进的固结试验得到的超固结比展开对比。结果表明:在重度超固结比黏土中,该方法与固结试验获得的超固结比变动范围相近;在轻度超固结比黏土中,该方法获得的超固结比稍大于固结试验获得的超固结比;估算结果能够满足工程勘察要求。该方法作为一种估算黏土超固结比的原位测试新方法,扩大了旁压试验成果的应用范围,具有一定的工程实用价值。     

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。     

广东常见筑坝土料固结快剪与慢剪抗剪强度指标试验成果的对比

广东筑坝土料通常含有较多砾石，其原状土样难以制得完整的三轴试样，往往使得试验成果不可靠。此外，由于三轴仪存在结构复杂，价格较贵，三轴试验用土较多，试验周期较长等缺点，因此，许多试验室，尤其是中小试验室，在测试土的抗剪强度指标时，仍较多地采用直剪试验的方法。 由于慢剪的试验周期较长等原因，许多工程没有进行慢剪试验，只有固结快剪试验成果，无法按照设计规范分析坝体在稳定渗流期的安全系数，也不清楚采用固结快剪、慢剪这两种试验方法所得土的抗剪强度指标计得的安全系数差别有多大，因而也难以与其它工程对比。为了…     

镶嵌-碎裂结构建基接触面抗剪强度试验研究

金沙江某水电站第23、24坝段,在开挖至建基面时,仍存在一定深度、一定范围质量较差的Ⅲ-Ⅳ类镶嵌-碎裂结构岩体,由于此类岩体影响着大坝的抗滑稳定性,因此,在现场通过原位大剪试验,对原位镶嵌-碎裂结构岩体与混凝土接触面抗剪（断）强度进行了试验,并运用优定斜率法确定了接触面的抗剪（断）强度的标准值。试验表明：镶嵌-碎裂结构岩体在原位状态下仍具有一定的力学性能;原位镶嵌-碎裂结构岩体与混凝土接触面具有较高的凝聚力C和摩擦阻力f,且都达到了Ⅲ类岩体的标准;接触面的抗剪断强度仍然是大坝抗滑稳定的控制边界。     

原状黄土-压实黄土接触面抗剪强度特性研究

针对西北黄土地区治沟造地工程中采用削坡填沟方法新造土地的原状土和压实土接触面产生破坏等问题,通过直剪试验研究了不同含水率和不同压实度条件下接触面抗剪强度指标的变化规律,并对比了同一条件下单一压实黄土的抗剪强度指标.结果表明:接触面的内摩擦角和黏聚力随含水率增高而减小,随压实度增高而增大;相比压实度对抗剪强度指标的影响,...     

冶勒水电站坝基超固结粉质黏土物理力学特性

冶勒水电站大坝坝基由超过400 m厚的粉质黏土和卵砾石层组成,研究其土体物理力学特性对工程设计和施工具有重要意义。通过物性试验、静力和动力试验对坝基粉质黏土进行物理力学特性研究,结果表明:土体级配良好,属低液限、超固结、低压缩性粉质黏土,先期固结压力为4.5~6.0 MPa,压缩模量为35.7~152.3 MPa,变形模量为35.00~80.74 MPa;摩擦角为33.70°~35.94°,黏聚力为0.12~0.21 MPa,抗剪强度指标高;动剪切模量为568 MPa,动弹性模量为1 686 MPa,动强度参数随振动次数的增加略有降低,但降幅较小。最终提出了一种特殊土体——超固结粉质黏土的物理力学参数指标。     

复合混凝土-石膏墙板接触面抗剪性能试验研究

对复合混凝土－石膏墙板进行了聚苯板与石膏板之间、石膏板与混凝土之间连接面的抗剪性 能试验,比较了３组９个试件的破坏过程、裂缝形态、荷载位移曲线、抗剪承载力和最大相对位移。试验 结果表明,石膏板与混凝土之间和聚苯板与石膏板之间的粘接起决定性作用,连接面的抗剪承载力均远 大于石膏板和聚苯板保温层自重及相应设计荷载要求。     

南海某深水井场海洋黏土工程特性分析

为探究南海深水区域海洋黏土工程特性,基于多种室内土体强度测试方法对南海某平台场址高塑性海洋黏土强度特性进行了系统测试分析。量化了应变控制连续加荷固结试验（ＣＲＳ）和标准固结试验（ＯＤＥ）方法确定应力历史的差异;验证了基于单剪试验（ＳＳ）的 ＳＨＡＮＳＥＰ试验方法在该海域的适用性,并结合原位应力状态和应力历史绘制了沿深度方向的强度剖面;基于 ｋ0 固结三轴压缩／拉伸试验（Ｃｋ0ＵＣ／Ｅ）量化了土体强度各向异性;测试了高围压下土体不固结不排水抗剪强度;根据 Ｃｋ0Ｕ和 ＳＳ确定了土体的有效／总抗剪强度参数;整合分析了不同试验方法下土体归一化抗剪强度沿深度分布规律。成果可为南海深水海洋结构物基础设计提供工程地质参数测试分析方法和应用经验。     

坝基混凝土直剪试验数值模拟分析

该文以坡月水库为研究对象,利用ABAQUS有限元软件对坝基混凝土与基岩胶结面开展原位直剪试验的有限元数值模拟。在验证了数值模型正确性和模拟方法可行性的基础上,对胶结面处的不同工况下的应力-应变关系、应力分布及破坏机理进行分析。结果表明：胶结面处应力分布呈两端大中间小,剪应力最大值集中在胶结面的边角处;胶结面处的损伤首先产生于加载端,并沿剪切方向逐渐发展,直至贯通整个胶结面;胶结面的抗剪能力随法向应力的增大而增强,使得胶结面完全破坏时的最大剪切应力逐渐增加。通过数值模拟与分析,可以充分揭示坝基胶结面处的断裂损伤演变规律,为大坝的建设及安全运行提供科学的理论依据。     

三轴不固结不排水剪的试验方法

介绍土工试验标准与土力学教科书中关于三轴不固结不排水剪的试验方法。指出按照目前规范方法获得的三轴不固结不排水剪强度参数规律与教科书中论述的相应规律有明显的差别:对于均匀土层,按照规范得到的饱和正常固结土的抗剪强度值基本不随取样深度而变化,与实际情况(现场十字板抗剪强度试验结果)不相符;按照教科书方法得到的抗剪强度值则随取样深度增加而增大,与实际情况(现场十字板抗剪强度试验结果)相符。为统一试验方法和提高试验参数的可用性,建议修订土工试验标准中规定的三轴不固结不排水剪试验方法。     

原状黄土与混凝土接触面特性的大型单剪试验研究

考虑到目前关于土与结构接触面研究当中的土样主要采用的是重塑土,与实际有所差别。利用自制的大型单剪仪对原状黄土与混凝土接触面进行了单剪试验研究。从试验结果中分析原状土与重塑土分别与混凝土接触面特性的差异,从两个方面分析出接触面的厚度。并对其接触面的本构关系进行了研究。     

塑性混凝土抗剪强度试验研究

为了探讨塑性混凝土抗剪强度的影响因素,采用直接剪切的试验方法,测得了塑性混凝土抗剪强度参数（粘聚力和内摩擦角）。在大量试验的基础上,对各组成材料对塑性混凝土抗剪强度的影响进行了详细的分析,得出了各因素对塑性混凝土抗剪强度的影响规律。结果表明,减小水胶比及粘土和膨润土的用量,增加水泥用量,同时在满足其他性能指标的前提下,适当减小粉煤灰和外加剂的掺量．可以提高塑性混凝土的抗剪强度。     

小湾坝体混凝土与基岩接触面抗剪强度研究

通过在300m级的小湾高拱坝坝区的片麻岩上进行的4组混凝土与基岩接触面抗剪试验的研究，确定了坝体混凝土与基岩接触面的抗剪强度指标。对抗剪强度特性和试验成果进行了详细分析。所得成果已在小湾拱坝初设中被采用。