土与结构接触界面改进直剪试验研究

目的 研究土与结构接触界面力学行为随接触材料类型及含水率变化规律．方法 通过改进的直剪仪进行黏土自身、黏土与混凝土、黏土与石、黏土与砖4个含水率共64个试样的剪切试验．结果 得到了不同含水率不同正应力下土与不同结构接触界面的剪切应力应变曲线，当土体含水率增大时，黏土内部摩擦角缓慢减小，而黏土与混凝土和黏土与砖接触界面的摩擦角急剧降低；土体内部的黏聚力逐渐减小。而土与结构接触界面的黏聚力均先增大后减小，各接触类型接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势．只在含水率为13％、法向应力为50kPa的黏土内部剪切时才出现剪胀现象．结论 土与结构接触界面的抗剪强度、摩擦角、黏聚力等力学参数与接触材料类型及土体含水率密切相关，研究结果为工程设计的计算参数取值提供了试验依据。     

桩土摩阻力室内大型直剪试验研究

桩间土的法向应力、相对位移等相互作用关系均会对单桩承载力产生影响。现为研究桩土相互作用对于桩侧摩阻力的影响,采用室内大型直剪仪进行混凝土与土体的剪切试验,研究二者之间的剪力传递形状。研究结果表明:土体与混凝土进行接触面剪切时,剪应力τ与剪切位移s之间满足双曲线τ=s/a+bs的关系,其中的参数1/a与1/b分别代表"初始剪切刚度"和"极限抗剪强度";法向应力、剪应力、剪切位移三者之间的关系可以用双曲线函数τ/σ=μ=s/c+ds进行拟合,其中参数c与法向应力有关,可将c近似表示为法向应力的线性函数。     

高应力下石英砂与不同结构接触面抗剪强度的试验研究

高应力下土与结构接触面抗剪强度研究是当前井壁破裂理论研究的关键之一 .通过在DRS 1型微机高压直残剪试验系统上所进行的标准石英砂与不同基底的界面剪切特性试验研究表明 ,高应力作用下不同结构接触面的峰值强度与正应力以及残余强度与正应力之间的关系符合库仑强度准则 .咬合强度C和界面摩擦角δ取决于基底材料的刚度 ,刚度越大 ,C值越小 ,δ值越大 .高应力作用下不同结构界面剪切过程中土体都呈现出剪缩性 ,体积应变随剪切位移的增大而增大 ,体积应变受接触面的刚度和正应力共同影响     

高应力下石英砂与不同结构接触面抗剪强度的试验研究

高应力下土与结构接触面抗剪强度研究是当前井壁破裂理论研究的关键之一．通过在DRS.1型微机高压直残剪试验系统上所进行的标准石英砂与不同基底的界面剪切特性试验研究表明,高应力作用下不同结构接触面的峰值强度与正应力以及残余强度与正应力之间的关系符合库仑强度准则．咬合强度C和界面摩擦角δ取决于基底材料的刚度,刚度越大,C值越小,δ值越大．高应力作用下不同结构界面剪切过程中土体都呈现出剪缩性,体积应变随剪切位移的增大而增大,体积应变受接触面的刚度和正应力共同影响．     

接触面等应力增量比路径单剪试验及模型研究

为研究等应力增量比路径下土与结构接触面力学特性,进行高塑性粘土与混凝土接触面等应力增量比路径单剪试验,获得不同应力路径下应力应变关系曲线。试验结果表明,高塑性粘土能够较好地适应大变形,接触面剪应力与切向应变关系呈剪切硬化型曲线,法向剪胀不明显;接触面剪切强度与应力路径无关,应力应变关系与应力路径密切相关;初始法向应力一定,应力增量比越小,剪应力增长越快,对应的破坏剪应力也越高;无剪胀发生情况下,法向应变与法向应力关系曲线与单向压缩试验具有一致性;应力比与切向应变呈良好的双曲线关系。在试验研究的基础上,基于广义位势理论,将土与结构接触面问题看着应力空间上的二维数学问题,采用塑性状态方程代替传统的屈服面,建立了双重势面接触面弹塑性模型。模型能够反映应力路径、初始法向应力对接触面力学特性的影响,具有一般性,参数能够通过试验完全确定,可以方便地应用于有限元分析,具有一定的应用推广价值。     

土工合成材料与粘土接触面直剪试验研究

筋土之间的摩擦力是加筋土结构的一个重要设计参数．对三种不同粗糙度的土工合成材料与粘土在不同含水量、垂直压力下进行了直剪试验研究，得出了垂直压力、含水量及土工合成材料的粗糙度对筋土之间剪切性能的影响规律．     

考虑粗糙度的黏性土-结构接触面力学特性试验

目前土与结构接触面的粗糙度定义未达成统一认识,不利于量化分析粗糙度对结构接触面力学性质的影响。同时,粗糙度对粘性土与结构接触面相互作用影响的研究也有待深入。为此,基于对灌砂法的修正,提出了一种测定土-结构接触面粗糙度的方法。针对试验自制的混凝土试块的半圆凹槽状粗糙表面和其他学者设计的齿形粗糙表面,使用修正后的灌砂法、常规灌砂法和试验常用的峰谷距测定法测定它们的粗糙度,并进行对比。利用大型直剪试验仪对红粘土-混凝土试块接触面进行了直剪试验,定量分析了粗糙度对接触面剪切破坏、变形等的影响,并探讨了粗糙度的影响机理。研究成果表明：针对接触面粗糙度的测定,修正后的灌砂法比常规灌砂法或峰谷距测定法都有效。接触面剪切破坏满足摩尔-库伦剪切破坏准则。粗糙度对接触面摩擦角影响不大。接触面抗剪强度和粘聚力的增长速率随粗糙度的增大而降低。随着粗糙度的增大,接触面粘聚力增大且逐渐趋近红粘土的粘聚力,此时剪切破坏可能发生在接触面上或接触面附近土体内。随着法向应力的增大,临界粗糙度减小且粗糙度对接触面抗剪强度的影响降低。粗糙度较小时,接触面剪切破坏后出现较为明显的应力跌落现象。     

碱渣土与结构接触面剪切力学特性试验研究

碱渣土可以作为大面积回填材料,但其理论研究相对落后于实践,利用改进的直剪仪,进行了碱渣土与三种不同粗糙程度结构界面的直剪试验。试验结果表明:作用在接触面上的法向应力和粗糙程度对接触面的剪切应力和力学响应影响很大;可以采用莫尔-库伦强度准则作为碱渣土与结构接触面的抗剪强度准则,粗糙度对接触面的内摩擦角影响较小,而对黏聚力影响较大。     

粒状土与结构接触面多重剪切边界面模型

针对工程中存在大量的土与结构物相互作用,使接触面的力学特性对土体和结构物的受力变形及其相互作用产生重要影响的问题,利用塑性滑移理论,将粗粒土与结构接触面的宏观变形分解为一个宏观法向变形和剪切面内一系列不同方向分布的相互独立虚拟微观剪切变形;通过虚功原理,在粒状土的状态相关和边界面弹塑性理论框架内建立一个粗粒土与结构接触面的多重剪切边界面模型.每个微观剪切变形包含一个微观剪应力-应变关系和一个微观应力-剪胀关系.引入一个与接触面土体密度和法向应力相关的状态参数,用以描述不同状态下土与结构接触面的变形和强度特性.对不同粗粒土与结构接触面在二维或三维应力条件下的单调和循环剪切试验进行模拟计算,模型预测与试验结果吻合良好,说明模型能够合理地描述粗粒土与结构接触面的非线性力学行为.     

土与结构接触面试验仪的研制与应用

为真实地反映接触面的性状,自主研制和开发了一台可用于土与结构物接触面试验的新型接触面试验仪,该仪器可实现接触区域土体沿剪切方向的自由变形;采用数字图像位移测量技术,并开发了与之配套的细观位移测量软件,可从宏观和细观2个方面对接触区土体变形进行精确测量;实现了接触面应力与位移量测的自动化.试验结果表明,该仪器能够测定和研究接触区土体的应力变形性状及土与结构面的相互作用机理和规律;土体与结构物的接触作用不只发生在接触界面上,还存在一个接触区,应对接触区的应力变形性状进行详细研究,才能建立合理的接触面本构关系.     

土工格栅与粗粒土界面特性的大型直剪试验研究

为分析粗粒土与土工格栅复杂界面作用特性,通过设计改良后的可视化大型直剪设备,采用双向土工格栅为加筋材料,对素粗粒土和加筋粗粒土直剪试验进行界面研究.分别考虑法向压力、粗粒土中的粗粒含量P5等多因素的变化对筋土界面的性质影响.利用高清数码相机对试验剪切过程进行跟踪采集,研究素粗粒土和加筋粗粒土直剪试验过程中剪切面位移场变化规律.结果表明:加筋粗粒土比素粗粒土的内聚力有所增加,内摩擦角有所降低,加筋粗粒土直剪界面区域土体颗粒位移最大值小于素粗粒土的位移最大值,但加筋土界面厚度大于素粗粒土界面厚度.土工格栅对土颗粒的嵌锁作用限制了土颗粒的剪切移动,增强了土体的稳定性,从而提高了土体的抗剪强度.     

装配式结构套筒灌浆连接的混凝土结合界面直剪性能试验研究

研究灌浆层厚度、纵向钢筋、配筋率、轴向压力等因素对直剪荷载作用下套筒灌浆连接的混凝土结合界面裂缝开展、破坏形态、直剪剪切强度、裂缝-滑移曲线以及荷载-滑移曲线的影响. 试验结果表明：对于无纵向钢筋试件结合界面,灌浆层厚度为1、10 mm界面的破坏荷载均值分别是灌浆层厚度为20 mm界面的1.69、1.14倍;对于纵向配筋结合界面,配筋率为0.9%、1.8%的试件界面破坏荷载均值分别是无筋试件界面的1.58、1.89倍,且结合界面直剪破坏延性显著提高,但由于未配箍筋,最终破坏形态为混凝土被纵向钢筋劈裂破坏,降低了结合界面的直剪剪切强度和延性;对于施加轴向压力试件,轴向压力为11.6、23.2 MPa的试件界面破坏荷载分别为无轴压试件界面的6.06、7.81倍,在23.2 MPa轴向压力下,破坏模式转化为界面破坏后的现浇部分混凝土本体破坏.     

高应力下土与结构接触面剪切特性的试验研究

高应力下土与结构接触面剪切特性的研究是当前井壁破裂理论研究的关键之一,本文对高应力作用下的实验仪器和实验过程做了简要的介绍．通过实验数据的分析可知高应力下土与砼块、金属材料接触面的τ－ws关系,当法向应力≤4-MPa时,可用理想弹－塑性模型来模拟,当法向应力大于4-MPa时,可用三直线段来表示;接触面剪切特性的峰值强度与残余强度相差不大;峰值强度的大小与法向应力和剪切位移有关;当法向应力较大时,残余强度随基底刚度的增大而增大．最后,对实验模型应用于工程设计提出了需注意的因素．     

高应力下土与结构接触面剪切特性的试验研究

高应力下土与结构接触面剪切特性的研究是当前井壁破裂理论研究的关键之一 ,本文对高应力作用下的实验仪器和实验过程做了简要的介绍 .通过实验数据的分析可知 :高应力下土与砼块、金属材料接触面的 τ-ws关系 ,当法向应力≤ 4MPa时 ,可用理想弹 -塑性模型来模拟 ,当法向应力大于 4MPa时 ,可用三直线段来表示 ;接触面剪切特性的峰值强度与残余强度相差不大 ;峰值强度的大小与法向应力和剪切位移有关 ;当法向应力较大时 ,残余强度随基底刚度的增大而增大 .最后 ,对实验模型应用于工程设计提出了需注意的因素 .     

正融土-混凝土接触面力学性质分析

为研究正融土-混凝土接触面力学性质,采用应变式直剪仪分别开展了3种含水率条件下冻结和常温环境粉质黏土-混凝土接触面直剪试验。分析了不同含水率、常温和冻结环境、不同法向荷载作用下粉质黏土-混凝土界面力学性质。结果表明:剪应力-位移曲线呈现明显的四阶段分布;影响其界面性质的因素为冻结情况、土壤含水率、法向压力;常温土-混凝土的剪切曲线呈弹塑性变形,没有明显峰值,正融土-混凝土接触面的剪切过程存在明显峰值。正融土-混凝土界面剪切强度始终小于正融土剪切强度;剪切过程的平稳阶段黏聚力和内摩擦角相比其他阶段偏小。     

Large-scale direct shear testing of geocell reinforced soil

The tests on the shear property of geocell reinforced soils were carried out by using large-scale direct shear equipment with shear-box-dimensions of 500 mm× 500 mm×400 mm （length × width ×height）. Three types of specimens, silty gravel soil, geocell reinforced silty gravel soil and geocell reinforced cement stabilizing silty gravel soil were used to investigate the shear stress-displacement behavior, the shear strength and the strengthening mechanism of geocell reinforced soils. The comparisons of large-scale shear test with triaxial compression test for the same type of soil were conducted to evaluate the influences of testing method on the shear strength as well. The test results show that the unreinforced soil and geocell reinforced soil give similar nonlinear features on the behavior of shear stress and displacement. The geocell reinforced cement stabilizing soil has a quasi-elastic characteristic in the case of normal stress coming up to 1.0 GPa. The tests with the reinforcement of geocell result in an increase of 244% in cohesion, and the tests with the geocell and the cement stabilization result in an increase of 10 times in cohesion compared with the unreinforced soil. The friction angle does not change markedly. The geocell reinforcement develops a large amount of cohesion on the shear strength of soils.     

冻融作用下木质素改良土的力学性能研究

为了研究木质素用于季冻区路基土改良的效果,在最佳含水率,不同木质素掺量、不同养生龄期和不同冻融循环次数的条件下,进行不固结不排水的三轴压缩试验.结果表明,少量木质素的加入可以提高土体的黏聚力和内摩擦角,减弱冻融的影响.养生对于木质素改良土有积极意义,经过60 d养生后改良土的剪切峰值得到较大提升;随着冻融循环次数的增加...     

一种简易的机械结构CAD系统

介绍了在AutoCADR1 4平台上以AutoLISP语言为工具进行二维、三维机械结构的参数化几何设计和实现图形的尺寸驱动 ,并提出有限元分析编程的初步方法 .通过设计检验 ,编程语言易于掌握 ,系统结构简单 ,经济实用 ,达到了计算机辅助机械设计的目的     

钢-玻璃端面胶接接头的剪切力学性能研究

摘 要:采用两种试验方式测试了三种结构胶在玻璃端面胶接钢板工况下胶接接头的剪切力学性能。两种试验方式分别为双端面拉伸剪切试验(DFTST)和单端面拉伸剪切试验(SFTST),使用DFTST试验测试了3M DP190和硅酮999的胶接接头剪切力学性能,使用SFTST试验测试了硅酮992的胶接接头剪切力学性能随胶层长度的变化。结果表明：SFTST试验比DFTST试验简单宜行;硅酮结构胶剪切强度低但变形能力更好;竖直注胶方式可以很好地保证注胶质量;随着胶接长度的增加,破坏时的位移基本不变,剪切刚度正比例增加。试验为端面胶接结构的工程应用提供了合理的试验方式和数据参考。     

颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切特性的影响

为研究颗粒形状对粗粒土-格栅界面剪切行为的影响,选择碎石和具有相同粒径分布的玻璃珠作为试验材料,利用动态直剪仪对碎石-格栅和玻璃珠-格栅界面进行一系列单调直剪试验、循环剪切试验和循环后单调直剪试验,分析竖向应力分别为30、60、90 kPa下加筋碎石和加筋玻璃珠界面的单调直剪特性;研究在位移幅值分别为1、3、6、9、1...