土与结构接触面单直剪试验力学性质研究

基于高应力下土与结构接触面单直剪试验结果,从接触面本构关系、接触面剪切刚度及接触面摩擦角等方面研究了高应力下单直剪试验接触面的力学性质差异。结果表明:高应力直剪过程中剪应力-剪切位移具有非线性弹性特征,可用双曲线模型描述,而单剪条件下两者可用非线性弹性-理想塑性表征,双曲线模型的本质特征与单剪试验数据不吻合;直剪试验中接触面剪切刚度未减至零,而单剪试验中接触面剪应力达到抗剪强度后接触面保持零剪切刚度状态;高应力单剪试验条件下土与结构接触面的强度准则更适合用无黏聚力的莫尔-库仑强度准则表示;两种剪切试验条件下,影响因素对接触面初始剪切刚度的影响不尽相同;借助Taylor基于Davis关系式提出的接触面流动法则,给出了高应力下单直剪接触面摩擦角差异的理论解释,试验结果印证了该分析的合理性。     

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。     

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．     

静压沉桩桩土界面抗剪强度及其参数室内试验研究

采用大型恒刚度桩土界面直剪试验系统,对不同含水率（w=18%,20%,25%,28%）的低塑性黏性土,在不同界面粗糙度（R=0, 2, 4, 6 mm）条件下,施加不同法向应力（σ=25、50、100、150 kPa）,进行不同剪切速率（v=0.4、0.6、0.8、1.0 mm/min）的直剪试验,分析低塑性黏性土的剪应力-剪切位移关系、抗剪强度及其参数。结果表明：桩土界面抗剪强度随界面粗糙度等级的增大而增大;法向应力越大,粗糙度对桩土界面抗剪强度影响越小,桩土界面黏聚力和摩擦系数随着粗糙度的增大而减小;黏性土受含水率影响的主要原因为其黏聚力,在含水率为25%左右时黏聚力出现峰值,此时桩土界面抗剪强度达到最大;随含水率的增加,桩土界面摩擦系数先减小后趋于平稳,减小幅度仅为5.5%左右;在研究剪切速率范围内,剪切速率对桩土界面抗剪强度影响较小,抗剪强度波动仅为10%～15%,随剪切速率的增加,黏聚力先增加0.87 kPa后降低1.41 kPa。桩土界面的力学特性受粗糙度、含水率、剪切速率的共同影响。     

采动区扰动土-结构界面剪切特性的试验研究

基于采动区扰动土的变化规律,设计了不同初始孔隙比和初始饱和度的土样,模拟采动过程中土体物理性质的变化.采用DRS-1型高压直剪试验系统完成了扰动土与结构材料界面的直剪试验,分析了法向应力、初始孔隙比以及初始饱和度对界面剪切特性的影响.结果表明:界面剪切强度与法向应力、土样的初始孔隙比及初始饱和度密切相关.界面剪切强度与法向应力成线性关系,随法向应力的增大而增大;初始孔隙比对界面剪切强度的影响随着法向应力的增大趋于显著,界面剪切强度随着初始孔隙比的增加先增大后减小,存在峰值;初始饱和度对界面剪切强度的影响也随着法向应力的增大趋于显著,相同初始孔隙比的情况下,随着初始饱和度的增加,界面剪切强度逐渐降低.     

生态袋与粘性土界面摩擦特性试验研究

生态袋与土接触面的作用特性对各类生态护坡工程的设计计算至关重要.通过利用TKA-DDS-20A型液晶微控中型土直剪仪,进行生态袋与粘性土界面摩擦特性试验,探讨土体压实度和含水率变化对生态袋与粘性土界面特性的影响.试验结果表明:生态袋与粘性土界面特性的应力-应变关系表现出典型的非线性特征,剪切强度随法向压力的增大而增大,...     

考虑粗糙度影响的不同土与混凝土界面大型直剪试验研究

土与结构接触界面的力学特性对于土体与结构相互作用系统的研究具有重要意义,结构周围土体性质与结构表面粗糙度是影响接触面力学性质的重要因素。为研究结构表面粗糙度对不同土体与结构接触面的剪切力学特性的影响,采用大型直剪试验仪进行了3种土体（红黏土、砂土与碎石土）与混凝土接触面剪切试验。通过在混凝土表面预制不同数量的规则半圆型凹槽来改变表面粗糙度,并采用灌砂法对混凝土表面粗糙度进行定量评价,研究粗糙度对不同类型接触面的剪切应力与剪切位移曲线以及强度参数的影响。结果表明：土体类型对接触面的剪切应力与剪切位移曲线形态具有较大的影响,红黏土与混凝土接触面剪切曲线表现为剪切软化型,砂土与混凝土接触面剪切曲线表现出理想弹塑性特征,碎石土与混凝土接触面剪切曲线主要表现为应变硬化型。粗糙度对接触面的剪切强度有着显著的影响,不同土体与混凝土接触面的剪切强度随粗糙度的增大均有明显提高,但法向应力的增大会弱化粗糙度对接触面剪切强度的影响。不同粗糙度条件下接触面的剪切强度与法向应力之间均存在着良好的线性关系,表明接触面的剪切破坏符合摩尔-库伦准则。粗糙度的增大能显著提高接触面的表观黏聚力,但对接触面内摩擦角的影响较小。     

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明:下蜀土试样含水率在19%~28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。     

配置高强抗剪钢筋的混凝土整浇界面直剪性能试验研究

为研究抗剪钢筋的屈服强度fy和混凝土保护层厚度h对混凝土整浇界面直剪性能的影响,开展了12个Z形试件推出式试验.基于试验现象和界面实测的荷载-滑移曲线,提出界面剪力传递机理.根据试件的承载力测试值,对规范ACI、PCI以及AASHTO的界面直剪承载力计算公式进行评估分析.结果 表明:当fy由400 MPa提高至600 ...     

叶舞深部盐岩直剪试验研究

为了解叶舞深部盐岩的性能,在RDS-200岩石直剪测试系统上对叶舞盐岩进行了常规直剪试验。试验结果表明:对于河南平顶山叶舞盐岩,盐岩的抗剪强度参数黏聚力和内摩擦角值分别为3.97 MPa和37.12°。通过与国内盐岩抗剪强度参数对比发现,其抗剪强度略低于湖北云应盐岩;黏聚力高于金坛盐岩,而内摩擦角低于金坛盐岩。剪切位移与剪应力关系曲线比较平缓,表现出不同于一般脆性岩石的延性特征。在高法向应力下,试件破坏前,剪应力与剪切位移曲线主要表现出线性特征,在峰值应力附近,曲线斜率较小,峰值并不明显。整个试验过程,存在明显的剪胀特征,剪胀结束点一般在剪应力-剪切位移关系曲线峰值应力对应的剪切位移后。本试验研究对了解该地区盐岩力学性能以及对盐岩储库的选址工作有一定的参考意义。     

水溶性聚合物强化砂土剪切强度及机理研究

针对加大砂土强度的问题,采用水溶性聚合物对其进行改良,对不同砂土干密度、固化剂含量及养护时间的改良砂土进行了直接剪切试验,并对其黏聚力及内摩擦角进行分析.结果表明:水溶性聚合物改良的砂土剪切强度得到一定程度地提高,这是由于水溶性聚合物加固砂土试样,形成包裹颗粒并相互联系的弹性黏膜,从而增加了土体强度;当养护时间一定时,...     

黏土-水泥土接触面剪切特性试验研究

掌握黏土–水泥土接触面的剪切特性及土体运移规律是研究水泥土桩、墙等结构物承载和变形机理的关键。本文基于系列直剪试验研究黏土与不同粗糙度水泥土接触面的力学特性,以探究黏土–水泥土接触面抗剪强度、破坏规律及变形特性。结果表明：黏土–水泥土接触面的剪切破坏强度服从摩尔–库伦强度准则,接触面摩擦角随粗糙度的增加而增大,但增长速率逐渐减缓,而接触面粘聚力与黏土粘聚力大小相当;黏土–水泥土接触面的法向应变与剪切位移曲线整体表现为剪缩型,且剪缩量随法向应力和粗糙度的增加而增大。归一化的接触面强度有效系数Es随粗糙度的增加而增大,且当粗糙度R超过1.0 mm后,Es大于1.0,说明由于“被动阻力”的存在使得黏土–水泥土接触面的抗剪强度得到提升,从而出现大于黏土自身抗剪强度的情况。不同法向应力作用下,各接触面剪应力–剪切位移关系曲线均服从指数分布,据此建立了描述接触面粗糙度、剪应力、剪切位移、法向应力、摩擦角和粘聚力关系的复合指数模型,该模型对接触面剪应力–剪切位移关系曲线具有良好的拟合效果。此外,随着剪切过程的持续进行,剪切破坏区逐步由剪切前方扩展至剪切后方。研究结果对揭示黏土–水泥土接触面的力学特性及水泥土桩、墙等的设计具有参考和指导意义。     

植被根系固土抗剪强度试验研究

通过对培养的黑麦草加固黏土原状土样进行直剪试验,研究了根系含量和含水率对加固土体抗剪性能的影响,并结合研究结果对其作用机理进行分析。试验结果表明:随根系含量增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力逐渐增强,内摩擦角变化较小。这是因为根系的存在加强了土颗粒之间的摩擦,同时在剪切过程中根系发生弹性形变,其内部产生的拉应力通过摩擦力转化为阻碍土体位移的力,增强土体强度。随着含水率的增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力均减小,内摩擦角变化不大。这是由于一方面水的存在使根系的拉拔阻力和土颗粒之间的摩擦阻力减小,另一方面含水率的增加导致基质吸力减小,使土颗粒之间的液桥强度降低,从而降低了土体的抗剪强度。     

改进型生物接触氧化反应器内实现短程脱氮的实验研究

根据短程硝化反硝化生物脱氮的理论要求及生物接触反应器的工艺特性,对传统的生物接触氧化反应器进行了结构与水流流态的改进,在改进后的反应器中,利用人工含氮废水,进行了常温下短程脱氮的可行性与工艺条件的探讨.试验结果表明:在常温(20~25℃),弱碱性(pH=8),低碳氮比(C/N=3)的条件下,控制适当的溶解氧浓度(M(DO)=1.0~1.5 mg/L),可有效地实现短程脱氮的目的,亚硝态氮积累率可达70%~84%,氨氮的转化率在80%以上,说明利用生物接触氧化反应器进行短程脱氮是可行的.     

重塑膨胀土的抗剪强度试验研究

土的含水量和压实度是影响膨胀土抗剪强度的重要因素。在实验室研究了不同含水量和压实度情况下土的抗剪强度特性,采用多元线性回归方法,分析了内摩擦角和粘聚力与含水量和峰值抗剪强度的关系,发现重塑膨胀土的抗剪强度参数与压实度无显著相关,含水量对其有显著影响,定性分析了不同含水量下土的剪应力与位移的关系。     

重塑膨胀土的抗剪强度试验研究

土的含水量和压实度是影响膨胀土抗剪强度的重要因素。在实验室研究了不同含水量和压实度情况下土的抗剪强度特性，采用多元线性回归方法，分析了内摩擦角和粘聚力与含水量和峰值抗剪强度的关系，发现重塑膨胀土的抗剪强度参数与压实度无显著相关，含水量对其有显著影响，定性分析了不同含水量下土的剪应力与位移的关系。     

带抗剪环的钢管混凝土柱环梁节点单调直剪试验研究

通过3个带抗剪环的钢管混凝土柱环梁节点单调直剪试验,对设置抗剪环环梁的极限直剪承载能力、环梁的宏观受力表现、受力过程中环梁相对钢管的滑移以及环梁的最终破坏形态等进行了分析研究。试验结果表明,环梁节点的破坏模型及承载力计算还有待进行更深入的试验及分析研究。     

有机复合客土基材接触面剪切力学特性试验

为研究高分子材料和接触面粗糙度对土-岩接触面剪切力学性能的影响,设计预制混凝土模块作为岩面相似材料,开展一系列改进型直剪试验,分析高分子材料和接触面粗糙度的影响规律,并结合扫描电镜试验深入揭示高分子材料的改良机制。结果表明,高分子材料主要通过提高黏聚力极大地改善基材土和接触面的剪切力学性能,掺量2%的基材试样黏聚力达41.76 kPa,提高了约3倍。掺量2%的不同接触面试样黏聚力提高了2～7倍;增大接触面粗糙度主要通过提高黏聚力增强接触面剪切力学性能,粗糙度为6.5 mm的不同接触面间黏聚力提升幅度为12.27～23.77 kPa,提高了0.4～3.9倍;对于平坦接触面和粗糙接触面,高分子材料对剪切性能的强化表现为两种不同模式;高分子材料与接触面粗糙度对接触面的剪切性能具有协同强化效应。     

基于温控直剪装置温度变化对土体力学特性影响试验研究

为研究土体物理力学性质随温度变化规律,通过改进的大型温控直剪设备——FAST-1型,在准确控制温度变化且施加较大法向压力条件下,对西藏高原冻土区采集的土体重新制备并在不同温度下(15℃、5℃、-5℃、-15℃)进行直剪试验.剪切过程中测量土体的温度、抗剪强度、剪胀量、黏聚力和内摩擦角.试验结果表明:温度的改变可以使粉质...     

理想粗糙表面的滑动接触问题的研究

以理想粗糙表面同刚性平面的滑动弹性接触研究对象,通过对求解域及第一种Ｆｒｅｄｈｏｌｏｍ积分方程的离散求得,得出了不同摩擦系数下的接触参量,并与无摩擦时的数值解及经典Ｈｅｒｔｚ解作了比较。