筋土接触面直剪试验研究

为研究筋材与砂土接触面剪切特性,在改造的直剪仪上进行了筋材与砂土界面的直剪试验。结果表明:筋土接触面摩擦关系曲线符合摩尔-库仑强度准则。在本次试验的含水率范围内,筋土接触面的粘聚力随着含水率的增加而增加,摩擦角随着含水率的增加而减小。含水率为4%,筋土接触面的粘聚力和摩擦角随着砂土干密度的增大而增大。     

剪切路径对土与结构接触面三维循环特性影响研究

运用80t大型三维接触面试验机,通过改变往返圆弧剪切路径的半径和旋转角度幅值研究不同剪切路径下接触面三维循环力学特性,重点分析了剪切路径的影响规律。剪切路径由于影响两正交切向位移大小、方向转变及结构面附近土颗粒运动形态,从而导致接触面剪切体变及可逆性剪切体变-x或y向位移关系、切向应力位移关系及切向应力间关系形式差异显著。随旋转角度幅值的增大,接触面x向应力位移关系形式由双曲线向椭圆形转变;残余摩擦角由35°逐渐减小到33°,而后趋于稳定;峰值摩擦角则保持35°不变。不同剪切路径下接触面力学特性亦有诸多相同之处：抗剪强度具有各向同性;往返型路径下均产生明显的不可逆性和可逆性剪切体变,随循环剪切的进行,前者单调增长,后者峰值逐渐减小而后趋于稳定;不同剪切路径下接触面可逆性剪切体变-主切向位移关系及主剪应力-主切向位移关系具有良好的一致性;且后者曲线形式随循环剪切的进行由双曲线形式逐渐向理想弹塑性模式转变。     

粗粒土与结构接触面三维力学特性的直剪试验研究

运用80t三维多功能土工试验机,对粗粒土与人造粗糙钢板接触面的三维力学特性进行试验研究,包括常法向应力条件下单调剪切试验(法向应力σ=200kPa、400kPa、700kPa、1000kPa)及十字、单向圆形和往返圆形路径下循环剪切试验(σ=400kPa)。结果表明:在单调和循环剪切时接触面均产生了明显的剪切体变,循环剪切时可分为遵循不同规律的可逆和不可逆两部分;不同剪切路径下接触面切向应力-应变关系曲线有很大差别,但主剪应力-主切向位移关系类似;随循环剪切的进行,接触面在逐渐剪切硬化,主剪应力-主切向位移曲线形式均由双曲线形式向理想弹塑性模式转变;接触面抗剪强度具有各向同性,其与法向应力关系符合摩尔-库伦准则;法向应力对接触面单调力学特性影响显著,剪切路径对其循环力学特性(剪切体变、切向应力-应变关系及破坏状态等)有重要影响。     

球形粒状介质与钢板接触面力学特性的试验研究

 理想接触面力学特性的研究对其离散元数值模拟具有佐证材料和推动意义;运用自主研制的80 t大型三维接触面试验机对球形粒状介质与钢板形成的理想接触面三维单调、循环剪切力学特性进行分析和总结。试验结果表明理想接触面与实际粗粒土与结构接触面力学特性有较大不同。理想接触面亦产生明显的剪切体变,循环剪切时可分为可逆性和不可逆性两部分;不可逆性剪切体变主要由颗粒调整、孔隙减小所致;可逆性剪切体变主要由颗粒爬升、翻滚造成,受剪切路径影响明显;理想接触面剪切硬化现象不明显,切向应力–切向位移关系呈现明显非线性,曲线形式亦受剪切路径影响;接触面抗剪强度与法向应力关系符合莫尔–库仑准则,其摩擦角?i 约为20.2°,小于粒状介质本身内摩擦角;剪切路径对主应力比时程曲线形式影响明显,对主应力比峰值影响不大。     

钢板、高聚物、土不同材料界面剪切特性试验研究

为了研究高聚物与不同介质界面的剪切特性,基于直剪试验,研究了土体含水率、法向应力、界面类型、高聚物密度和成型方式等因素对界面剪切强度的影响。研究结果表明：钢板-高聚物界面破坏形式与其它界面存在差异,呈现脆性破坏。不同界面的剪切强度与高聚物密度、法向应力和土体含水率存在关系。界面的剪应力值随高聚物密度和法向应力的增大而逐渐增大,随含水率的增大而减小。当法向应力和土体含水率一定时,非预成型高聚物-土体界面剪切强度大于预成型高聚物-土体界面,但随着含水率的增大,高聚物成型方式对高聚物-土体界面剪切强度的影响逐渐减小。当其它条件一致时,钢板-高聚物界面、高聚物-土体界面、土体自身和钢板-土体界面的剪切强度依次减小,使用高聚物后,界面抗剪强度分别提高了73%,108%,125%和115%,钢板-高聚物-土体界面的抗剪强度明显优于单纯钢板-土体界面。     

能量桩桩-土接触面力学特性室内试验研究

基于地源热泵桩埋管形式的能量桩技术逐渐在工程中得到推广应用;但是,针对冷热交换影响下能量桩的承载力特性研究相对较少,尤其针对能量桩-土接触面的摩擦力学特性研究相对更少。基于室内土工试验和南京地区3种具有代表性的典型土样,针对能量桩-黏土、能量桩-粉土和能量桩-砂土接触面的摩擦力学特性进行室内土工直剪试验;着重分析不同桩体温度和桩周土体含水率等情况下能量桩-土接触面力学特性。研究结果表明,相同含水率情况下,能量桩-黏土接触面的温度效应最明显、能量桩-粉土接触面的温度效应次之、能量桩-砂土接触面的温度效应最小;相同桩体温度情况下,桩周土体含水率的大小对能量桩-黏土接触面力学特性的影响最明显、对能量桩-砂土接触面力学特性的影响最小;相关研究成果为能量桩承载力的设计与计算提供一定的参考依据。     

高频循环剪切下结构与松砂接触面的土体特性

应用颗粒离散元分析理论,深入地研究了高频循环剪切荷载下松砂与结构的接触面土体响应特性,对各种颗粒因素和剪切条件对接触面土体孔隙率和体应变的影响进行详细分析.数值仿真分析结果表明,松砂颗粒摩擦系数和颗粒刚度越大,接触面附近土体剪缩性越不明显;松砂的颗粒刚度比对其力学性质影响不大;边界围压越大,松砂的剪缩性越明显;高频循环...     

土与混凝土接触面大型直剪试验方法研究

土与结构接触面直剪试验是研究接触面力学特性的有效途径,在常规直剪仪的基础上改进了混凝土制备方法,即分别制作混凝土垫块和面块,预埋吊装钢筋,并以三峡库区碎石土为研究对象,开展了一系列不同法向应力和不同初始含水率条件下的碎石土与混凝土室内大型直剪试验,得到了其接触面力学特性的变化规律,试验结果表明该试验方法方便可行,可为土与结构相互作用大型直剪试验研究提供一定的参考。     

筋土界面剪切特性的研究综述

介绍了拉拔试验和直剪试验两种筋土界面参数的测试方法,阐述了影响试验的主要因素以及试验方法的选择标准,并对筋—砂土界面剪切特性和筋—粘性土界面剪切特性进行了研究,最后论述了接触面上剪应力—位移的关系,以保证加筋土结构的内部稳定性。     

土与混凝土接触面特性的大型单剪试验研究及数值模拟

利用研制的大型单剪仪,对细粒土进行了土-混凝土接触面单剪试验研究.从试验结果分析得到剪切破坏带及其厚度.针对土体在剪切带内既有沿界面的错动滑移薄变形,又有自身剪切变形的双重变形机制,提出了接触面剪切滑移薄层单元及其本构关系,并给出其参数的确定方法.通过有限元数值模拟,证明了所提出接触面单元和本构关系的合理性.     

某边坡勘察工程中直剪试验的应用

通过工程实例说明在边坡勘查工程中室内直剪试验与现场直剪试验不同方法和结果,由于室内试验土样与现场实际的土样情况难达到一致,笔者分析说明了现场直剪试验的必要性,为边坡勘查工程提供较为可靠的抗剪强度指标。     

福州浅层淤泥抗剪强度指标分析及应用

本文通过利用淤泥的三轴压缩试验和直接剪切试验强度指标分别计算地基承载力和土压力系数 ,分析剪切试验强度指标应用的可行性     

钢板剪力墙-框架相互作用性能

在侧向荷载作用下,考虑填充板和框架杆件之间的相互作用,研究了钢板剪力墙双体系的非线性性能。对多组钢板剪力墙试件进行数值分析,研究填充板对框架性能的影响,评估其抵抗侧向力的有效度。结果表明:按规范设计的钢板剪力墙具有理想的屈服顺序,填充板首先进入塑性。这说明:填充板在加载初期非常有效,转角可达到1%,承担了大部分层间剪力。然而,一旦填充板中屈服区域继续发展,它们将逐渐失效;当屈服区域延伸至墙体,附加荷载将基本上由框架杆件承担。     

淤泥土与新填土接触面抗剪强度试验研究

在坝前淤泥面加坝中,淤泥坝基和新填筑坝体的接触面是整个加坝体的薄弱部位。以宁夏南部山区西吉县南川水库坝前淤泥面加坝工程为研究对象,在参考该工程勘察报告和施工组织设计的基础上,通过改进常规应变式直剪仪测定了在不同工况下淤泥土和新填土接触界面的抗剪强度参数,分析了淤泥土的含水率和压实度对接触面的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的影响。试验结果表明:淤泥―新填土接触面剪切特性受淤泥土的含水率和压实度共同影响;压实度相同时,随着淤泥含水率的增加,接触面抗剪强度先小幅度减小再快速减小,黏聚力先增大再快速减小,接触界面内摩擦角小幅度减小;含水率相同时,随着压实度的增加,界面抗剪强度增大,内摩擦角增大,黏聚力先缓慢增加,再快速增加,具有明显阶段性。     

钢板剪力墙结构中墙-框架交互作用的特性分析

研究了钢板剪力墙(SPSW)双系统在侧向荷载作用下,由内置墙板与框架构件之间相互作用而引起的非线性反应。对大量钢板剪力墙系统进行了数值分析,基于分析结果讨论了内置墙板对框架性能的影响,并对其抵抗侧向荷载的有效程度进行了预测。结果表明:依据设计规范设计的钢板剪力墙可以获得预期的屈曲顺序,且塑性变形主要由内置墙板产生。研究验证了内置墙板在加载的初期是非常有效的(塑性变形达到角位移的1%),并且可以吸收大部分层间剪力。然而,一旦内置墙板中出现了斜向屈服区,墙板便开始丧失其有效性;当屈服区发展到整面墙的时候,外加荷载便开始由框架构件承担。     

钢板剪力墙中墙-框架相互作用性能研究

在侧向荷载作用下,考虑填充板和框架杆件之间的相互作用,研究了钢板剪力墙双体系的非线性性能。对多组钢板剪力墙试件进行数值分析,研究填充板对框架性能的影响,评估其抵抗侧向力的有效度。结果表明:按规范设计的钢板剪力墙具有理想的屈服顺序,填充板首先进入塑性。这说明:填充板在加载初期非常有效,转角可达到1%,承担了大部分层间剪力。然而,一旦填充板中屈服区域继续发展,它们将逐渐失效;当屈服区域延伸至墙体,附加荷载将基本上由框架杆件承担。     

增强钢剪切板的周期性能、变形能力及刚度分析

剪切板在提高结构的抗震性能方面起了重要的作用,它们一般出现在薄钢板剪力墙或在偏心支撑框架结构的连接梁腹板处。剪切板的后期压曲能力、变形能力、能量损耗现在已经广泛地被结构工程师接受并在设计中考虑,以获得更经济的设计结果。通过对加强板和未加强板的对比可知,未加强板更易延展,而加强钢板具有很强的屈服区间,故导致了很高的能量损耗。鉴于这两种极端的情况,剪切板的最大延展性和能量消耗响应不可能同时拥有。在数值分析中对增强剪力板的极限强度的效果进行了分析,并研究了加强和未加强剪力板的循环性能。最后,对未加强板滞回曲线中较小的范围,研究了最佳增强效果需要提供的合理能量损耗和延展性。     

豫东地区压实粉土地基岩土工程分析与评价

针对豫东地区在新农村建设过程中多采用压实填土作为多层民用建筑地基持力层的工程实践,通过压实粉土的室内试验和原位测试,研究了压实粉土的工程力学特性,分析了粉土作为填土填料的基本物理力学性质,对比研究了不同含水率下压实粉土与原状粉土的强度与变形性状。试验结果表明:施工质量控制好的压实粉土,在天然湿度状态下其物理力学特性较好,有着较高的强度和刚度,而不同的含水率对压实粉土的强度与变形特征较原状粉土影响大,在施工过程中应严格控制压实粉土的含水量。     

双肢钢板剪力墙性能及原理

双肢钢板剪力墙(SPSW-WC)系统由与楼面梁连接的一对钢板剪力墙组成。体现两肢相互作用程度的耦合度和SPSW-WC的塑性强度是了解该系统性能和改进其设计方案的重要参数。采用塑性状态分析和数字模拟方法对单肢和多肢SPSW-WC结构的耦合度和塑性强度进行探讨。研究主要集中于结构的均匀屈服机制,对柔性连接机制也进行了简单的讨论,给出了极限强度和耦合度的解析解。采用不同参数(结构高度或层数、连接长度、耦合梁刚度)设计了32种SPSW-WC结构。采用非线性静态数值分析模型对这些结构进行研究。极限强度和耦合度的数值模拟结果与分析预测结果相一致。研究表明:耦合度对结构重量有着重大影响,特别是高度较大的结构;最大限度提高材料效率的耦合度范围为0.4～0.6。     

加劲与不加劲钢板剪力墙的试验研究和理论分析

带或不带加劲肋的钢板剪力墙系统主要用于抵抗水平荷载,尤其是地震作用。现有文献对不带加劲肋的钢板剪力墙进行了大量的理论分析和试验研究,并提出了多种适用于超薄钢板剪力墙的分析方法,但对带加劲肋的钢板剪力墙研究较少。对2个带和不带加劲肋的单肢钢板剪力墙和其中的1榀外框架进行试验。结果表明,加劲肋提高了钢板剪力墙的性能,使钢板的能量耗散能力增加26%、剪切刚度增加51.1%,而对钢板的剪切强度影响甚微。此外,利用试验结果验证剪力墙-框架相互作用理论(PFI)的可行性。试验结果表明,该理论能够用于预测带或不带加劲钢板剪力墙剪切时的荷载-位移曲线。