土石混合体大型三轴剪切变形特性及模拟方法

土石混合料是山区高填路基工程常见的填筑材料,其剪切变形特性及模拟方法是路基填筑设计的重要依据,但其研究仍存在诸多问题。【目的】为了更全面弄清多因素影响下土石混合体剪切变形特性,建立一种能够模拟土石混合体剪切变形过程的本构模型。【方法】首先,考虑含石量、含水率、岩性和土性等四种因素,采用正交设计试验方法,开展多因素多水平下土石混合体大型三轴剪切试验研究;然后,引入统计损伤力学理论,建立土石混合体轴向损伤模型和轴向损伤演化模型,进而建立土石混合体统计损伤本构模型,给出模型参数的确定方法;最后,将理论模型曲线与土石混合体剪切试验曲线进行比较。【结果】结果显示：土石混合体轴向剪切变形呈明显的阶段性特征;随着含石量由25%增加至70%,内摩擦角由35.5°近似线性增加至46.8°;内摩擦角不随土性和岩性的改变而显著变化;随着含水率由0增加至5%,内摩擦角由40.2°增加至42.4°,但随着含水率持续增加至试样饱和,内摩擦角逐渐减小至36.8°;此模型能够较好地模拟不同围压条件下土石混合体应力-应变试验曲线。【结论】结果表明：随着围压的增大,应变类型由软化型不断向硬化型转变,体应变由剪胀型不断向剪...     

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。     

基于PFC数值模拟的土石混合体剪切特性研究

为了了解土石混合体的破坏机理及其力学性能,借助于PFC数值模拟试验,研究了土石混合体的剪切特性,包括不同颗粒级配组粒径质量分数、颗粒的缺失、模型尺寸3个因素对剪切强度的影响。研究结果表明：(1)细颗粒含量对模型剪切强度的大小起到至关重要的作用,细颗粒含量越大,模型的剪切强度就会越大;反之,则越小。(2)细颗粒的粒径质量分数为85%是区分剪切应力-剪切位移关系曲线是否明显波动的分界点。(3)模型剪切强度与模型面积之间存在负相关关系,而且细颗粒的粒径质量分数越小,模型尺寸效应与剪切强度的相关性就越强。     

损伤接触面本构模型研究

通过接触面试验研究,结合损伤理论,建立了损伤接触面本构模型。该接触面模型可以反映接触面剪应力随着剪切位移变化的规律,并可反映法向压力对剪切应力的影响以及接触面剪切位移变化而产生的损伤。接触面数值计算结果与试验结果基本吻合,验证了该本构模型的合理性和有效性。     

土与结构接触面研究进展

综述国内外研究土与结构物相互作用方面的进展,包括接触面力学特性的室内试验、描述接触面性状的本构模型和接触面单元,对尚需进一步研究的难点进行探讨,提出了对接触面研究的一些看法。      

土石混合体渗透性能的试坑双环注水试验研究

针对西南地区某大型水电站近坝段内一土石混合体构成的滑坡,利用改进的双环注水试验设备进行了现场渗透试验。试验中在滑体和滑带的不同部位分别布置了4个试验点和6个试验点。试验结果表明：土石混合体的渗透系数较大,接近无黏性粗粒土的渗透系数,并且滑体处平均渗透系数是滑带处的3～4倍。结合室内颗粒分析试验对滑体和滑带土进行的分析表明,低于5 mm粒径的细颗粒含量、密度、颗粒形状及物质来源等因素导致两者渗透系数差异的主要原因。     

土石混合体细观结构模型随机生成技术研究

土石混合体是一种非均匀、不连续体,内部结构复杂、无规律,其细观结构的不均匀性很大程度上决定了其力学特性与破坏机制。基于蒙特-卡罗随机模拟原理,利用FORTRAN程序语言开发相应的土石混合体细观结构随机生成程序,建立了土石混合体数值试验模型。对乌东德水电站金坪子滑坡二区滑体主要物质所作的数值试验结果表明:块石较均匀分布在土体中,块石的边数随机生成,生成的块石形状随机、空间位置随机,满足级配要求。     

不同块石含量下典型土石混合体边坡稳定性研究

运用FLAC3D数值模拟软件建立典型尺寸的边坡模型,然后将模型中的块石单元随机分布排列,继而利用软件内置的强度折减法对不同含石量下的边坡稳定性进行研究,并选取四个关键点的总位移值、竖向应力值进行定量分析,同时对剪切带的分布规律和安全系数大小进行比较.研究结果表明:块石含量的增大会显著改变土石混合体边坡的总位移场、竖向应...     

酸碱环境下泥岩土石混合体剪切特性研究

【目的】我国中西部地层中泥岩土石混合体分布较为常见,其抗剪强度特性决定着泥岩地基工程及边坡的安全性和稳定性。泥岩土石混合体的抗剪强度特性易受外界酸碱环境的影响,为探究酸碱浓度对泥岩土石混合体抗剪强度特性的影响,【方法】将试样分别置于不同浓度的HCl和NaOH溶液浸泡2 h后,分别在100 kPa、200 kPa、300 kPa围压下开展室内三轴剪切试验,利用扫描电镜观察分析其内部结构特征变化规律。【结果】结果显示：泥岩土石混合体三轴应力-应变曲线与单纯泥岩和土体有明显的区别;随着酸碱浓度的增加,泥岩土石混合体峰值抗剪强度和残余强度均减小,黏聚力呈线性降低趋势,内摩擦角无明显变化;酸性环境下试样峰值抗剪强度、残余强度和黏聚力降幅大于碱性环境。【结论】结果表明：泥岩块石构成新的骨架系统;酸性环境较碱性环境对泥岩土石混合体的抗剪强度劣化效应更显著。研究成果可为泥岩土石混合体地基及边坡的稳定性分析及防灾工程提供参考。     

冻结粉质砂土和衬砌混凝土接触面剪切强度试验研究

接触面抗剪强度是渠基土冻胀力作用的重要因素,会对渠道衬砌结构安全造成明显影响.通过室内试验的方式,探讨含水率、干密度、法向压力以及冻结时间等4个因素对北方寒区灌溉渠道冻结粉质砂土与衬砌混凝土接触面剪切强度的影响因素和变化规律.研究成果对农田水利渠道的设计和建设有借鉴与参考作用.     

三峡工程混凝土骨料碱活性检验研究

三峡工程混凝土骨料碱活性检验项目是在以往大量长期的研究工作的基础上进行的复核检验。研究采用了化学法、38℃和50℃养护砂浆棒长度法、水泥碱含量高达1．5％条件下50℃养护砂浆棒长度法、压蒸法等方法进行检测，以便充分揭示三峡工程天然骨料和人工骨料是否存在活性。通过对检测结果的分析，对三峡工程混凝土骨料的选用提出了科学的建议。     

张峰水库抗冲磨混凝土粗骨料碱活性试验研究

碱骨料对混凝土的危害很大,为保证抗冲磨混凝土的耐久性采用岩相法、砂浆棒快速法、压蒸法等4种方法对阳城下川灰岩进行检验,以充分揭示张峰水库混凝土粗骨料是否存在碱活性。     

土石坝溃坝离心模型试验系统研制及应用

研制成功了一套土石坝离心模型溃坝试验系统，采用旋转接水环，确保了高加速度条件下溃坝试验过程中能持续提供足够的对坝体进行冲蚀的水量；先进的数据量测方法和图像采集系统能多角度捕捉和摄取土石坝的溃坝全过程，且该系统在高加速度和泥石流条件下能正常工作，利用该试验系统对最大坝高达32m的三种不同坝高均质土石坝开展了漫顶溃坝离心模型试验，清楚揭示了其溃决机理，研究了坝高对均质坝溃口发展规律和溃坝洪水流量过程的影响，结果发现：随着坝高的增加，溃口的纵向下切与溃口边坡的失稳坍塌速度明显加快，溃口流量过程线更为陡峭，峰值流量增大，且峰值流量出现时间更早，溃坝历时更短，因此，溃坝致灾后果将更为严重。     

全级配混凝土在不连续点处的应力和变形关系

为了探讨全级配大骨料混凝土在双轴受力状态下的特性，并建立大、小试件强度的关系和破坏准则，本文采用试验的方法比较了全级配混凝土和小尺寸湿筛混凝土在双轴拉压受力情况下在不连续点处的强度和变形特性。全级配混凝土的最大骨料尺寸为150mm，试件最小横向尺寸为450mm；湿筛混凝土的最大骨料尺寸为40mm，试件最小横向尺寸为150mm。文中描述了试件设计、材料配比、加载设备、减摩措施、加载方法和加载速度。通过对试验结果的分析看出，不论混凝土试件的骨料和尺寸大小如何，其不连续点处的两轴应力包络线都是相似的，并都可近似于一直线。混凝土在不连续点处的拉应变值与其平均应力具有较高的相关性。     

鲁地拉水电站混凝土骨料料源选择研究

鲁地拉水电站混凝土工程量大,骨料料源有灰岩料场、砂岩料场、正长岩料场以及开挖碴料,开挖碴料又分为砂岩、正长岩2种,骨料料源复杂。通过对不同类型的骨料料源进行综合技术经济比较,最终选择以砂岩开挖碴料加工碾压混凝土粗骨料、以料场开采的正长岩为主加工碾压混凝土细骨料及常态混凝土粗、细骨料的方案。     

三峡水库蓄水前后三峡库区地震监测简介

 介绍了三峡地震监测系统的组成、监测范围以及对三峡工程运行所起的重要作用,通过三峡工程蓄水前后,三峡地震监测系统在库首至库中地区记录到地震的震中位置、强度和频次等的对比。归纳了三峡工程蓄水后,库区水库诱发地震的基本特点,指出目前三峡水库蓄水后库区的水库地震基本处于工程前期预测范围之内,无破坏性地震发生。     

三峡库区滑坡土体降雨产流及入渗试验研究

三峡库区滑坡地质灾害数量众多,主要诱因为降雨。以该地区具有代表性的土质滑坡土体为对象,综合考虑了三峡库区1971年至2003年的230次滑坡地质灾害与降雨因素之间的关系,进行了室内降雨模型试验的设计,以探究其降雨产流及入渗规律。通过对试验结果的综合分析及比较,揭示了相应试验工况下的降雨产流及饱和-非饱和-非稳定入渗规律、地表冲刷及裂缝发育情况,同时也分析了降雨强度、前期累计降雨量及坡角三个因子对降雨过程中的坡面产流及入渗的影响。更多还原     

二灰稳定三峡库区风化砂三轴试验研究

以三峡库区风化砂为研究对象,将其用石灰与粉煤灰质量比为1∶2,1∶3,1∶4的二灰进行稳定加固处理,其中石灰剂量分别为4%,5%,6%,然后进行不固结不排水三轴剪切试验,得到不同二灰掺量下的风化砂抗剪强度指标,并将三轴试验结果与直剪试验结果进行对比分析。结果表明:二灰稳定风化砂试件在不同围压下的应力-应变关系表现为应变软化型;二灰掺量的改变对二灰稳定风化砂内摩擦角的变化影响较小,而对黏聚力的变化影响较剧烈;当石灰的掺入比例一定时,黏聚力随着粉煤灰掺量的增大而增大,而内摩擦角随着粉煤灰掺量的增大呈现先增大后减小的趋势。对比三轴试验和直剪试验结果发现,通过三轴试验得到的黏聚力大于直剪试验得到的黏聚力,但二者得到的内摩擦角相差不大。研究结果可为三峡库区废弃风化砂的再生利用提供参考。     

三峡库区下岸溪小流域水土流失现状评估

 以三峡库区下岸溪小流域为研究区,在GIS软件的支持下,利用2008年SPOT5遥感影像和1∶5万DEM数据,提取坡度因子、植被覆盖度因子和土地利用类型因子作为水土流失风险评估指标因子,结合土壤侵蚀分级标准,生成研究区水土流失风险分级图,利用改进的工程侵蚀模数计算模型,对小流域土壤侵蚀量进行了估算。结果表明：①本流域以水力侵蚀为主,占研究区总面积的88.81%,其中中度侵蚀面积占该流域总面积的38.49%;②开矿等引起的工程侵蚀对该小流域土壤侵蚀量贡献率很大,占该流域水土流失量的41.43%。因此,在开矿和矿区基础设施建设等工程施工时,应采取有效的水土保持措施。     

三峡库区兴山县平邑口库岸塌岸预测

在岸坡工程地质特征及稳定性分析的前提下，对平邑口库岸塌岸进行预测，并提出了库岸防护措施建议．研究表明，在三峡库水作用下，平邑口库岸的塌岸灾害是较严重的，需进行系统完善的工程防护处理．