不规则循环剪切荷载作用下土的粘弹塑性模型

场地地震反应问题最初是按等价线性粘弹性模型来考虑土的非线性特点的。近年来,迅速发展起真正非线性的方法。本文提出的土的非线性模型可以同时符合均匀循环荷载下的剪切模量与剪应变、阻尼比与剪应变曲线,并且可以计入粘滞阻尼的影响。为了适应不规则的剪应力循环荷载,提出了加卸载的准则及孔隙水压力生长的分数循环估算法。本文建议的模型已用于总应力法的场地地震反应计算机程序中。     

循环荷载作用下土的非线性应力应变模型

本文在伊万（Iwan）模型的基础上,提出了一个新的物理模型。新模型导出的应力-应变关系,骨架曲线的形状既可为加工硬化状,也可为加工软化状,且骨架曲线与滞回曲线的两个分枝可以相同,也可不同。而梅辛（Masing）型关系只是其中的一种特殊情况。根据该物理模型,对土在循环荷载作用下的剪应力-剪应变关系,提出了一个分析模型,目前常用的双曲线模型只是该分析模型的一个特例。最后还对读物理模型所代表的非线性系统在谐和外力作用下的稳态反应进行了讨论。     

循环荷载作用下土拱效应的离散元研究

基于室内Trapdoor模型试验,采用PFC2D研究了循环荷载作用下不同路堤高度的土拱效应,从力链和位移的角度对路堤内土拱结构、填料移动的变化规律进行了宏观和微观分析。结果表明:抗扭转模型可以较好地模拟以铝棒相似土作为填料的Trapdoor试验; 在循环荷载作用下路堤内形成的土拱结构发生破坏,土拱效应得到削弱,土拱结构的破坏主要发生在初始加载阶段,并且在这个阶段高路堤底部土拱结构比低路堤受到外部荷载的影响要小; 随着加载的进行,路堤内部形成了新的稳定受力结构并基本保持不变; 在循环加载过程中低路堤加载板两侧的力链结构受到的影响和扰动比高路堤的大; 在循环荷载作用下,路堤表面发生了沉降,其中塑性位移主要发生在初始加载阶段,之后产生的几乎是弹性位移; 高路堤加载板两侧土体相较于低路堤在第一次加载时更不容易产生横向位移被挤向两端,加载板的竖向位移减少,从而减少加载板对底部土体的影响,使得路堤底部的土拱结构更不容易被影响。     

循环荷载作用下土工合成材料加筋土动力参数研究

土工合成材料加筋土技术已广泛应用于高速公路路基结构加固,可有效地提高路基承载能力和抗变形能力,改善公路结构长期性能,延长服役周期,保证车辆行驶的安全性与舒适性.由于高速公路交通荷载的特点是交通量大、车辆载重高、行驶速度快,目前以拟静力法进行交通荷载作用下的加筋土路基工程设计方法不够完善,加筋土动力特性及设计理论和参数研究远远落后于加筋土技术的应用和发展.采用室内动三轴试验方法,对不同土质(粉土、黏土)在不同围压(50,100和150kPa)、不同加筋层数(0,1和2层)情况下进行试验,研究加筋土动弹性模量及阻尼比的变化规律及其影响因素,为完善交通荷载作用下加筋土路基工程动力法设计理论和参数取值提供依据.     

地震荷载下水泥土循环剪切特性研究

基于地震荷载下水泥土桩复合地基的破坏机制,采用GDS动单剪仪对水泥土进行动力循环剪切试验,研究水泥掺入比与循环应力比对水泥土动变形、动强度以及软化特性的影响。试验结果表明:水泥掺入比的增加会减缓水泥土动剪应变的发展而动强度则逐渐增强,但循环应力比反之;水泥掺入比为5%,10%,15%的水泥土临界循环应力比分别为0.267,0.286,0.327。通过采用转折应变作为水泥土破坏的标准和数据归一化处理方法,建立了循环应力比和破坏振次的模型。循环荷载作用下,随着循环应力比与循环振次的增大,水泥土的软化指数将减小,半对数模型能够较准确描述水泥土的软化特性。     

大跨度拱形结构等效静风荷载研究（英文）

根据计算流体动力学方法(CFD)以及有限元动力时程分析法数值模拟脉动风特性,获取脉动风速时程,并以此作为数值风洞模拟的入口边界条件.运用FLUENT对大跨度拱形结构进行脉动风作用下的结构非稳态分析,得到作用于结构的时程风压荷载.运用ANSYS进行结构的风振响应计算,分析得到基于结构风振响应时程的等效静风荷载.在此基础上提出多目标等效静风荷载加权组合系数的定义,计算获得大跨度拱形结构的多目标等效静风荷载,并验证其计算精度.研究表明,在文中方法所得等效静风荷载作用下,结构静力响应计算结果与风振动力时程响应极值吻合.     

竖向荷载下砖石古塔的损伤性能（英文）

以玄奘塔首层为原结构,分别采用原砖、1/4和1/8模型砖制作了3个1/8缩尺结构模型,进行受压试验,观测加载过程中结构裂缝发展特征,测试了结构荷载、位移及应变;并通过数值模拟,对比了3个模型受力及破坏形式,分析了古砖塔的受压破坏机理和损伤变化。研究结果表明:砖塔受压破坏过程包含沿灰缝开裂、裂缝扩展和延伸、裂缝贯通破坏3个阶段;塔体破坏始于四角顶部,随荷载增加逐渐向下扩展并贯通,形成小截面砖柱,砖柱失稳导致结构破坏;塔壁沿平面内及平面外产生水平向变形,部分砖块开裂,因砖块尺寸不同导致模型的初始损伤及刚度不同,开裂荷载和极限承载能力随砌块尺寸减小而降低,应变随块体尺寸减小而增大,并根据模型的整体变形和局部块体变形特点,分析古塔的受压破坏机制,计算出古塔受压损伤演化趋势。     

循环荷载下土工格栅加筋铁路道床累积#br#沉降模型试验研究

散粒体道床层的循环累积变形是有砟轨道沉降的主要来源,文章采用有砟轨道路基模型试验来研究道砟层与底砟层间布置土工格栅加固道床控制有砟轨道沉降,开展了高速和重载等不同列车荷载下与不同类型土工格栅加固条件下的多组循环加载试验,加载过程中全程监测道砟层累积沉降、轨枕振动、道砟层底部土压力与土工格栅应变数据并进行分析,以研究土工格栅控制有砟轨道道床沉降的作用机理。研究结果表明：土工格栅对于控制道砟层累积沉降具有较显著的效果,但当土工格栅的刚度达到一定程度后刚度对土工格栅控制沉降效果的影响不大;土工格栅能够显著减小轨枕下方道砟层土压力峰值,从而降低道砟磨耗破碎程度及由此引起的道床沉降;道砟层累积沉降的发展意味着道砟颗粒的错动,而道砟颗粒的错动与位移将引起嵌锁于道砟层中的土工格栅发生张拉,从而土工格栅将反过来对道砟颗粒的进一步位移错动形成侧向约束,体现于宏观即表现为道砟层累积沉降得到控制。     

三角形循环荷载下软粘土非线性解

通过假定土体中的初始有效应力沿深度均匀分布,以及固结过程中土体渗透性的降低与压缩性的减小成正比,得出了低频三角循环荷载下单层地基一维非线性固结的解析解。     

循环荷载作用下脆性材料剪切性能试验研究

在自制的MTS振动台试验设备上对混凝土、岩石类脆性材料（砂浆材料）进行静力和动力剪切试验,试验结果表明,（1）动力荷载情况下位移-剪力包络线形状同静力荷载情况下曲线破坏形状相似,均可划分为相同的4个阶段;（2）在相同垂直压力作用下试件的动力抗剪强度与静力抗剪强度相比有明显的增大趋势,强度较低的试件强度增加较大;（3）在相同频率情况下,随着垂直压力的增大,峰值剪切强度、残余抗剪强度随之增大;（4）静力荷载情况下其破坏处水平位移要大于动力荷载情况下破坏处的水平位移,其他条件相同时破坏处水平位移值随峰值抗剪强度的增大而增大;（5）剪切过程中有明显的剪胀现象出现。最后根据试件的破坏形状,初步分析混凝土、岩石类脆性材料的动静态剪切特性的机制。     

NONLINEAR VISCOSITY OF SUBGRADE SOILS UNDER CYCLIC LOADING

1 anODUCTIONBoth qualny and Haree of Pavment willlopIy depend on mechanical behavior of suWesoils, Wially the viscous mp of sUbgrade soilunder vehicle-induced dynaInic loading. However,little effort has bo mad in inveStigating soil viscousbehavior in both the laboratory and the field. In mostntnnerical and compute modeling inveStigations,poeters related to soil viscous behavior aretalitionally empintal. For example, cOmPLItr mode-ling wAn the finite elemen method (FEM) is one ofmoSt …     

往返荷载下粗粒土的残余变形特性

结合紫坪铺、瀑布沟和密云土石坝工程,在大型动三轴试验机上(试样尺寸为φ300×750mm),通过往返加荷三轴试验,研究了堆石料和砂砾石料在非饱和状态、饱和排水状态及饱和不排水状态下的残余变形特性,探讨了粗粒土料的密实度、饱水程度、排水条件、初始应力条件及往返加荷条件等对其残余变形特性的影响,并进行了对比分析,得出了一些有工程实用意义的结论.这些研究成果,可作为紫坪铺、瀑布沟和密云土石坝工程进行抗震设计和地震变形分析的基本依据,对其它工程也有重要的参考价值.     

循环荷载下黄土特性模拟

在不排水的条件下，黄土在单调荷载下会出现软化，在循环荷载下会出现液化（或循环移动）。对此给出了试验结果，并尝试用边界面及广义塑性模型来预测黄土的软化及液化现象。结果表明：循环荷载下塑性应变累积速度要比单调荷载下软化阶段塑性应变累积速度慢，广义塑性模型可较好地预测黄土软化、液化现象。讨论并分析了模型参数对预测结果的影响。     

循环荷载作用下花岗岩动力特性试验研究

 通过在RMT–150B多功能全自动刚性岩石伺服试验机对取自海南昌江核电厂一期工程常规岛的微风化和中风化黑云母花岗岩进行单轴压缩变形试验和循环加卸载试验,研究花岗岩动应力–动应变曲线滞回特性和动弹性模量与阻尼比同弹性模量之间的规律,并利用广义开尔文流变模型来描述循环荷载下花岗岩的滞回曲线和能量损耗情况。研究结果表明：花岗岩在循环荷载作用下的加卸应力–应变曲线形成滞回环,随着循环数的增加,滞回环向轴向应变增大的方向移动,且越来越密集;花岗岩的滞回环面积和最大弹性应变能都随弹性模量的增加而减少,而动弹性模量则相反,阻尼比先随弹性模量的增大而增大,达到一峰值后,随弹性模量的增大而减少;广义开尔文模型可以较好地描述花岗岩的滞回曲线和能量损耗情况。研究成果对海南昌江核电厂地基的地震反应分析和场地安全性评价有着重要的参考意义。     

循环加卸载下煤的黏弹塑性蠕变本构关系研究

 基于岩石三轴循环加卸载蠕变试验,对试样的蠕变应变进行有效的黏弹塑性应变分离,根据试样的弹性蠕变特性和塑性蠕变特性分别建立相应的蠕变模型,继而得到岩石的黏弹塑性蠕变模型,该模型能较好地描述试样的衰减和稳态蠕变特性。为了能够较好地描述岩石加速蠕变特性,在塑性蠕变模型中引入损伤因素,建立相应的弹塑性损伤蠕变模型,对该模型参数进行敏感性分析,同时给出模型参数确定方法。所建模型黏弹塑性概念清晰,模型参数较少。对煤进行三轴循环加卸载蠕变试验,分析蠕变试验中煤样的弹塑性应变特性以及试样的稳态蠕变速率演化规律,用该黏弹塑性蠕变模型对煤样的三轴压缩蠕变试验结果进行拟合,结果表明,该模型能很好地描述循环加卸载路径下试样的弹塑性加载和弹性卸载蠕变特性。     

循环荷载作用下饱和软粘土特性试验研究

利用应力控制的循环三轴试验 ,研究分析了循环应力比、加荷周数、频率及超固结比对循环荷载作用下杭州市正常固结饱和软粘土应变和孔压的影响 ,确定了杭州市正常固结饱和软粘土的临界循环应力比和门槛循环应力比 ,得出了一些有益的结论。     

动荷作用下裂隙岩体介质的变形性质

 利用脆性材料模型试验, 对非贯通裂隙岩体介质的动应力2应变特性进行了首次初步探索, 得到了动载频率,裂隙几何特性对试样动变形性质的一些影响规律。     

循环荷载下湖相软土动力特性研究

以洞庭湖区沉积软土为对象进行循环振动三轴试验,研究不同动应力幅值、振动频率和围压下湖相软土的动力特性。结果表明:湖相软土轴向累积应变多呈稳定型增长,动应力幅值越大,累积应变越大,振动频率或围压越大,累积应变越小;动孔隙水压力随动应力幅值的增大而增大,受振动频率的影响较小,同时随围压的变化规律不统一,有待进一步研究;动应力幅值或振动频率越大,动弹性模量越小,围压越大,动弹性模量越大,且动弹性模量随振动次数的增加存在衰减现象,衰减规律亦受动应力幅值、振动频率和围压的影响。道路运营初期是软基沉降控制的关键阶段,为减小软基沉降,应特别重视对浅层软土的处理,并严格控制车载质量和车速。     

循环载荷作用下盐岩力学特性响应研究

 通过模拟储气库运行围岩受载情况,对层状盐岩储气库围岩中常见盐岩及含夹层盐岩进行应力水平不断提高的反复加卸载试验研究。试验结果表明：与单调加载相比,循环载荷下芒硝试样强度明显降低;含钙质泥岩夹层芒硝的强度高于纯芒硝,但由于受夹层的影响,峰值点对应应变低于纯芒硝。与其他岩石明显不同,在初期阶段,盐岩试样循环加卸载曲线基本呈线性并重叠,随应力水平及循环次数的提高,滞回环现象有轻微表现,但面积很小。后期卸载过程中盐岩的杨氏模量略高于加载过程,除卸载过程弹性变形恢复滞后外,还受加载过程中耦合的塑性变形因素影响。由于钙质泥岩夹层的变形能力相对较弱,含夹层芒硝的杨氏模量稍高于芒硝,同时,在反复循环卸载过程中的变形恢复也大于纯盐岩。总体上看,盐岩在加卸载过程中杨氏模量基本不随应力水平及加卸载次数的变化而变化。同时,即使进入屈服破坏阶段,也没有出现一般岩土材料加卸载杨氏模量随屈服应力降低而降低的现象。根据能量观点分析,循环载荷作用下强度降低幅度与循环次数及累积滞回环面积相关。本次试验中,5个试样循环加卸载作用过程中,加卸载曲线几乎重合,滞回环很小,因而强度降幅也很小。据此推断,在储气库反复加卸载运行过程中,围岩强度基本不会受循环次数的影响;但大幅度的压力波动有可能产生能量累积,从而影响其强度与寿命。