剪切速率对饱和黄土强度特性的影响

为了研究饱和黄土强度的影响因素,以原状饱和黄土为研究对象,应用TSZ30-2型台式三轴仪,进行了不同剪切速率及围压下的固结不排水三轴试验(CU)研究,试验结果表明剪切速率对饱和黄土的应力应变关系及强度特性有重要影响。在相同围压下,饱和黄土的峰值剪切强度随着剪切速率的增大呈现出先增后减的变化趋势,存在临界剪切速率;随着剪切速率的增大,内摩擦角逐步减小,黏聚力先增大后减小。     

循环荷载作用下粗粒料变形特性的试验研究

本文采用大型三轴试验机对粗粒料进行了不同应力条件下的动三轴循环加载试验,系统地研究了粗粒料在循环加载条件下的变形特性,并探讨了振次、围压、固结应力比和同步径向振动等因素对粗粒料变形特性的影响.试验结果表明,粗粒料的变形可分为往复变形和残余变形两部分,其中往复变形并不等同于传统意义上的弹性变形;固结应力比的增大使得粗粒料的往复轴应变和往复体应变减小,残余轴应变的增长速率随着固结应力比的增大而增大,而残余体应变的增长速率随着固结应力比的增大而减小;同步径向动应力比的增大,抑制了往复轴应变和残余轴应变的发展,而有利于往复体应变和残余体应变的发展.     

不同加载速率下干燥与饱和混凝土抗压性能试验研究分析

在准静态及中低加载速率下,开展了饱和与干燥混凝土力学性能变化的试验研究。与干燥的混凝土相比,饱和混凝土的峰值应变减小,弹性模量增大,饱和混凝土的强度对加载速率较为敏感:准静态加载条件下饱和混凝土的强度有所降低,随着加载速率提高饱和混凝土强度增加的较多。本文针对试验现象进行了机理分析,将饱和混凝土的力学性能的变化归结为混凝土孔隙和裂纹中的自由水对混凝土基体有着不同的作用形式;根据应力应变曲线的特点,探讨了饱和与干燥混凝土的统一应力应变全曲线方程;建立了不同加载速率下饱和与干燥混凝土的强度率相关模型,通过与试验数据的对比,本文模型可以较好地反映两种状态混凝土力学性能的变化趋势,     

分别、分级加载下压实黄土三轴蠕变特性及模型分析

利用SR-6型三联式三轴蠕变仪对陕西省泾阳县某边坡重塑黄土进行了固结排水蠕变试验,着重研究了分别和分级两种不同加载方式下黄土的蠕变特性,确定了Burgers模型的参数,以此建立了分别和分级加载蠕变变形稳定值之间的转换经验公式以及离散元模型。结果表明:该两种加载方式下重塑黄土的整体蠕变规律一致,均呈衰减蠕变特性,而在某一定偏应力水平下,分级加载下蠕变变形稳定值大于分别加载下蠕变变形稳定值;所建Burgers模型能够较好模拟该地区压实黄土的三轴蠕变特性,基于此所建的经验转换公式能够实现分级、分别两种加载方式下最终变形稳定值的相互推算,以及所建离散元数值模型模拟效果也较好。     

堆石料干湿循环变形特性试验研究

采用中型三轴试验仪,对堆石料进行了各向等压条件下与偏应力条件下的干湿循环试验,探究堆石料在浸水湿化和排水干燥循环过程中的变形特性以及应力状态对堆石料干湿循环变形的影响。试验结果表明:在各向等压条件下,较低围压时,干湿循环过程中的湿化体变量随围压的增加而增加,较高围压时,不呈现此规律;且湿化体应变主要发生在初次浸水饱和的过程中。偏应力条件下,湿化变形的方向与发生湿化时加载变形的方向一致,而排干过程中变形的方向朝体缩方向发生明显偏转,可能主要发生流变变形;初次浸水湿化变形的变形量非常显著,在试验条件下初次湿化轴变量与总湿化轴变量的比值为75%~95%;较低围压时,初次湿化轴变量随着围压与应力水平的增加而增大,而较高围压时随围压的变化不符合此规律。堆石料试样在干湿循环过程中发生的变形(体应变与轴向应变)随循环次数逐渐增加,并趋于稳定,可用双曲线模型来表示试样干湿循环变形随循环次数的变化。     

碾压混凝土单轴动态力学性能研究

考虑到地震作用下大体积碾压混凝土结构响应的特点,对两种级配的碾压混凝土进行了单向应力状态下的动态拉、压试验,系统研究了应变速率对碾压混凝土单轴强度及变形特性的影响,分析了在不同应变速率下强度、峰值应变、极限应变以及弹性模量等特性的变化规律及其发生机理。结合碾压混凝土动态强度增量、弹性模量、峰值应变等与应变率之间的拟合公式,给出了描述碾压混凝土在不同应变速率下应力-应变全曲线的表达式,并对碾压混凝土的动态破坏过程进行了探讨,为开展碾压混凝土高坝的动力反应分析打下了基础。     

不破碎颗粒材料三轴数值试验的模拟

水工材料的力学特性和细观机理难以用现有的连续体力学理论予以解释,颗粒滑移是影响水工材料强度和变形的一个重要因素。该文以钢珠构成的颗粒材料的室内三轴试验为基础,采用颗粒流方法对其细观力学特性及变形破坏过程开展一系列三轴数值试验研究,初步探讨不破碎散体材料一些细观变形机理。研究结果表明：围压越高,初始模量越大,初始泊松比越小;当摩擦系数大,颗粒刚度比小时,初始模量较大;加载过程中孔隙比随轴向应变的增大而增大,且孔隙比增大的速率随围压的增大而减小;低围压条件下,应力变形曲线呈小幅软化和硬化交替波动的形式。高围压条件下,应力变形曲线表现为以硬化为主要趋势的软化和硬化交替波动的形式;应力～应变曲线的波动主要是由于颗粒间局部咬合结构的破坏和重新调整所至。     

考虑应力历史的饱和黏土一维固结渗透试验研究

为研究固结应力比和应力历史对饱和黏土一维固结渗透的影响,利用GDS三轴仪进行了一系列一维固结-渗透联合试验.研究结果表明,在不同固结应力比相同应力历史条件下,正常固结和超固结饱和黏土在一维固结渗透过程中试样的渗透系数和孔隙比均随固结应力比的增大而减小,试样的最终压缩量均随固结应力比的增大而增大.在相同固结应力比不同应力...     

塑性混凝土常规三轴性能与强度计算模型

通过立方体试件的常规三轴试验,研究塑性混凝土在固定围压和固定围压比值两种条件下的常规三轴性能。结果表明:常规三轴应力下的塑性混凝土第一主应力-应变关系曲线可分为初始反弯段、直线段、曲线段和直线平台段,其中的初始段有明显弹性特征,直线段之后塑性变形较大。对于同一配合比的塑性混凝土,随围压或围压比值的增加,塑性混凝土的极限强度、上升段斜率、峰值应变、极限应变均有增大的趋势;塑性混凝土常规三轴强度是其立方体抗压强度的3~7倍;在固定围压比值下的塑性混凝土黏聚力比固定围压下有所增加,内摩擦角有所减小。通过对本文和收集到的共144组试验数据的分析,利用双剪统一强度理论和摩尔库伦准则,建立了常规三轴应力作用下塑性混凝土统一强度计算模型。     

慢速加载对两河口堆石料侧限压缩变形的影响

堆石料变形具有时间相关性。本文采用两河口特高砾石土心墙堆石坝的坝壳风干板岩堆石料开展不同应力加载速率下的大型侧限压缩试验,以及侧限压缩后卸载再加载试验、蠕变变形试验。对于侧限压缩试验,中低应力下,应力速率越高、变形增量越大、模量越小;高应力下,应力变形过程受应力速率的影响减小,规律反之,即应力速率越高、变形增量越小、模量越高。对应加载全过程,堆石料变形量总体随应力速率提高而增大。侧限压缩后卸载和再加载过程中形成滞回曲线,每次卸载-再加载中有一定的变形累积,每次变形累积增量随卸载-再加载次数逐渐减小,且各次卸载-再加载过程中的平均回弹/再压缩指数随卸载-再加载次数逐渐减小。一般地,应力速率越高,卸载和再加载变形量均更小。同时,应力速率越高,卸载-再加载循环中的变形累积增量越小、收敛也越快。以一定应力速率加载到特定荷载后的蠕变速率与蠕变时间在双对数坐标中近似为线性关系。初始蠕变速率随应力和应力速率增大而增大,而蠕变速率衰减速度随应力和应力速率增大而减小。     

球应力循环条件下堆石料变形特性的试验研究

库水位反复升降过程中堆石体的应力状态表现为偏应力基本恒定、球应力往复循环变化,为探求球应力循环条件下堆石料的变形规律,以取自现场的堆石材料为研究对象,通过控制孔隙水压力来实现球应力增大–减小的低速循环应力路径静力三轴试验。研究结果表明：偏应力恒定、球应力循环条件下,体应变随球应力的减小而增大,随球应力增大而减小,总体表现出随循环周次向体积收缩发展的变化规律,循环周次对累积体应变的影响较小;剪应变的发展受应力条件的影响较为显著,有效球应力减小时或增幅较缓,或在第1循环周次内突增,有效球应力增加时,剪应变增幅较缓;累积剪应变与初始应力比和试验过程中的动态应力比有关;土样可能存在类似临界状态线且处于其下方的“转折状态线”,当土样应力变化状态处于“转折状态线”与临界状态线之间的区域内时,土样状态将产生显著变化。     

干湿循环下红土力学性质劣化的多尺度试验

针对干湿循环下红土力学性质劣化的多尺度效应,开展了重塑红土的压汞试验、扫描电镜试验、细观裂隙试验和三轴剪切试验,分析了土体微细观结构损伤及宏观力学性质劣化规律,探讨了土体力学性质劣化的多尺度机制.研究结果表明:(1)重塑红土微观结构受干湿循环影响损伤明显,土颗粒丰度稍有增加,颗粒多被改造为近圆形和圆形;颗粒定向频率有所...     

膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响

采用圆柱体常规三轴压缩试验,研究了低围压状态下膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响规律。通过塑性混凝土低围压状态下的峰值强度及Mohr-Coulomb强度理论,推求出材料的单轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角及拉压强度比四种典型强度参数的量值。研究结果表明塑性混凝土的黏聚力和单轴抗压强度随膨润土与水泥掺比的增加降幅显著;峰值应变值随着膨润土与水泥掺比的增加而增加;而内摩擦角和拉压强度比变化不明显,即膨润土掺量对塑性混凝土强度的静水应力敏感性及拉压强度的差异性影响不大。     

砂卵砾石料强度及变形大型三轴试验研究

对不同相对密度的双江口心墙坝覆盖层砂卵砾石料,进行了各向等压固结排水剪切试验,研究了相对密度对砂卵砾石料的强度及变形性质的影响,结果表明:砂卵砾石料的线性强度指标Ф及非线性强度指标Ф0、△Ф均随相对密度Dr的增加而增大,且Ф0及△Ф与Dr之间均存在良好的线性关系;随着相对密度的增加,试验得到的砂卵砾石料的体变(压缩)量减小,而剪胀性则增大;砂卵砾石料的割线模量及破坏时的泊松比均随相对密度的增加而增大。根据试验数据总结了割线模量E1与Dr、围压σ3之间的关系式,以及破坏时的泊松比V1f与相对密度Dr、围压σ3之间的关系式,据此可作为砂卵砾石变形大小的判断标准。     

黏土中条形锚板基础上拔极限承载力变分解法

针对均质饱和黏性土中锚板基础上拔承载力问题,当锚板基础处于破坏极限平衡状态时,运用Mohr-Coulomb屈服准则建立静力学平衡方程式,结合变分法原理得到锚板基础下方土体破坏滑裂面基本方程以及破坏滑裂面上正应力分布方程,进而得到锚板基础的极限上拔承载力。通过该理论计算分析了土体不排水强度、荷载偏心率及水平荷载对极限上拔承载力、破坏滑裂面以及承载系数的影响。结果表明,该方法适合锚板基础快速上拔情况,荷载偏心对上拔承载力的影响更大,当偏心率e<0.5时,上拔极限状态下锚板与底部地基土体不发生分离;同时,提出了考虑荷载偏心和水平力作用时锚板基础上拔极限承载系数公式。     

三向等压荷载历史对混凝土的强度和变形特性影响的研究

通过试验,研究了混凝土载后抗压强度,抗拉强度与所经历的三向等压荷载历史的关系,给出了无量纲形式的经验表达式。同时还通过试验研究了三向等压荷载历史对混凝土声速的影响,以及强度与声速之间的关系。在对试验资料进行分析的基础上,进一步给出了三向等压条件下,御载曲线中平均应力σm与平均应变ξm之间的微分表达式,研究了其中参数的变化规律,进一步从混凝土结构的细观角度进行推导,同样得到了这一表达式。