不同应力路径下粗粒土的应力应变强度特性

本文用常规三轴仪,对粗粒土在饱和状态下进行了k_0固结试验,等应力比固结试验,以及等压固结下不同应力路径的剪切试验。试验结果表明,对于试验所用粗粒土,其静止侧压力系数k_0并不是常数,而是随应力的变化而变化。试验结果还表明,在相同固结条件下,试样沿不同应力路径剪切,不仅其峰值强度不同,而且其应力应变曲线特性,抗剪强度指标c、φ不同。     

正常固结土与超固结土主要力学特性的比较

介绍了正常固结土和超固结土的排水强度、变形、孔隙水压力和静止侧压力系数等主要力学性质,并对其进行了比较.     

有效应力强度指标与总应力强度指标之间的换算关系

通过理论分析,建立有效应力强度指标和总应力强度指标之间的换算关系,并编制了两强度指标之间的实用换算系数表。     

复杂应力状态下混凝土强度理论研究

混凝土的强度理论是土木、采矿和水利等众多混凝土工程中的安全性和稳定性设计的重要基础理论。对它进行研究具有重要的意义．为此，在双τ^2屈服准则的基础上，建立了两参数双τ^2强度理论，给出了材料的极限强度比，从而说明了不同的材料对应着不同的强度理论．其次，利用两参数双τ^2强度理论分析了混凝土的脆性破坏，并同某些混凝土的实验数据进行了对比，最后，讨论了中间主应力效应，结果表明，运用两参数双τ^2强度理论分析混凝土强度的结果是令人满意的．     

复杂应力状态下钙质砂的动强度

利用土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪模拟海洋波浪的加载形式,对相对密度为30%的钙质砂进行了扭转和竖向耦合循环剪切试验,着重研究了复杂应力状态下初始主应力方向角α0和中主应力系数b对钙质砂动强度特性的影响.研究表明:初始主应力方向对钙质砂的动强度具有显著的影响,随着初始主应力方向角α0的增大,动强度明显降低,且降低的程度随破坏振动次数的增加而增加;b值对动强度也有影响,影响程度与α0相比要小.     

PVA(聚乙烯醇)改良膨胀土强度性能试验研究

PVA(聚乙烯醇)作为一种高分子聚合物，可利用其强粘结性改良膨胀土，提高改良土强度降低其膨胀性。通过三轴试验，研究不同PVA含量对膨胀土性质的影响，试验发现：围压相同时，随着PVA含量增大，改良土强度与内摩擦角呈先增大后减小的趋势；黏聚力先增大后趋于稳定。在相同围压下，当PVA含量为3%,膨胀土的主应力之差达到最大，3%为PVA的最佳含量。掺量相同时，PVA含量0%、1%、2%、3%、4%改良土条件下，围压300 kPa较围压100 kPa时，强度提高39%、36%、29%、32%、31%。     

合肥膨胀土动弹性模量与阻尼比试验研究

以合肥膨胀土为研究对象,利用GDS真动三轴仪对土体进行循环动荷载试验,研究不同围压、固结应力比对土体动弹性模量及阻尼比的影响规律.试验结果表明,合肥膨胀土的骨干曲线可以由双曲线描述;在相同条件下,动弹性模量随着围压、固结应力比的增大而增大,随着动应变的增大先急剧减小后趋于平缓;动弹性模量的倒数与动应变呈良好的线性关系,最大动弹性模量随着围压的增大呈线性增大,给出考虑围压影响的最大动弹性模量回归方程;阻尼比随着围压、固结应力比的增大而减小,采用 Darendeli 模型及依据阻尼比与应变的经验关系,得到动模量比衰减模型及阻尼比模型;不同围压、固结应力比下阻尼比与动模量比的关系归一化后可以由修正Hardin-Drnevich公式描述.     

有效固结应力法计算软土抗剪强度增量的偏差分析

针对有效固结应力法计算土体抗剪强度增量公式中所包含的假设,结合室内等压固结和K0固结不排水三轴压缩试验摩尔应力圆示意图,将有效固结应力法公式与理论上更严谨的有效应力路径法公式做对比,分析有效固结应力法的计算偏差。结果发现:对于等压固结状态下的土体,有效固结应力法计算结果是准确的;而对于K0固结状态下的土体,有效固结应力法计算偏差与土体破坏时的孔隙水压力系数Af有关,土体Af取值不同,有效固结应力法计算结果既有可能偏大也有可能偏小。对于实际工程中常遇到的弱超固结软土,计算偏差在15%以内。     

光弹性法测定应力强度因子的研究

本文通过光弹性法对带裂纹的四点弯曲试件进行了测试,采用不同的数据处理方法直接得到应力强度因子,与理论计算结果进行比较,分析出在光弹性测试中影响结果的几个因素,并提出了相应的改善措施。     

定向剪切应力路径下冻结黏土强度特性试验

为探索考虑主应力轴方向变化等复杂应力路径下的冻结黏土强度特性,采用冻土空心圆柱仪,在温度为-10℃条件下,对重塑冻结黏土开展一系列主应力轴方向固定不变的定向剪切试验,探讨大主应力轴方向角a、中主应力系数b和平均主应力p值变化对冻结黏土强度特性的影响.通过对广义剪应力-广义剪应变曲线的分析,发现a角和p值变化对冻土的强度及破坏应变都有较大影响,随着a角的增加,破坏时的广义剪应力qJ值先增加后减小,最小值出现在a=75°处,随着p值增加,qJ值先增加后减小;b值变化对强度的影响较小,而对破坏应变有较大影响;广义剪应力-广义剪应变曲线均为弹性塑性应变硬化曲线,且初始线性段的极限应变值在0.5%左右,不受应力路径变化的影响.分析应力与应变之间的关系,建立了定向剪切应力路径下冻结黏土的强度模型方程,进而求得广义剪切模量随应变发展的关系表达式,并发现初始广义剪切模量对冻结黏土应变的发展及破坏应变值有较大影响,且存在一临界值,对于冻结黏土,该临界值为6×105k Pa.a角、b值和p值的变化都会对冻结黏土的强度及变形产生较大影响.     

多轴应力状态下混凝土的动态强度准则

为了解复杂应力状态下混凝土动态强度变化规律,提出了一个考虑应变率效应的八面体应力空间的多轴静动破坏准则．该准则的空间破坏包络曲面采用二次函数形式,在偏平面上的破坏包络线采用Willam-Warnke 模型在偏平面上的椭圆曲线,使用特征应力点法对拉压子午线方程进行修正以考虑偏平面上罗德角对动态强度的影响．通过对大量混凝土多轴静动强度试验成果的分析,表明此强度准则与已有的试验结果吻合较好,能很好地反映平面应力或三轴应力状态下普通混凝土的静动强度变化规律,并且形式简单,便于实际应用．     

强夯加固废弃铁矿渣路基的动应力扩散规律实验研究

结合青临高速公路强夯加固废弃铁矿渣高填方路基工程,在实验段埋设48个土压力计,采用不同夯击能(2000、2250、2500、2800kN·m)对设计夯点进行多次夯击,通过采集仪得到的数据,分析强夯时动应力的扩散规律。实验结果表明:强夯加固废弃铁矿渣路基的效果比较明显,强夯引起的动应力也很明显;锤底动应力的消散速度极快,加上余波仅有05s左右的时间;不同夯击能引起的动应力不同,夯击能越大,动应力值也越大;动应力在竖向的影响距离远大于径向,锤底8m仍有10kPa以上的动应力;有效加固深度的临界动应力值为20kPa;动应力在径向的衰减速度快于竖向,有效加固宽度约3m;随着夯击次数的增加,在有效加固范围内动应力的增加比较明显,但在3击后基本保持稳定。实验结果可为今后相似条件下强夯加固工程施工参数的设计提供参考。     

基于不同养护条件的改性脱硫石膏材料抗压强度实验研究

改性脱硫石膏在工程领域有着广阔的应用前景,为研究养护条件对其抗压强度的影响,以养护条件为变量,通过对比试验,得到不同养护条件下改性脱硫石膏及其复合材料的强度值的变化,并加以分析。结果表明：对改性脱硫石膏及其复合材料先进行3d标准养护再转常温养护至28d的组合养护条件,更有利于改性脱硫石膏及其复合材料强度的发展;不仅早期强度增加明显,后期强度增值也较大。     

Tomography of the dynamic stress coefficient for stress wave prediction in sedimentary rock layer under the mining additional stress

In this study, the tomography of dynamic stress coefficient(TDSC) was established based on a mechanical model of stress wave propagation in bedding planes and a mathematical model of the stress wave attenuation in rock masses. The reliability of the TDSC was verified by a linear bedding plane model and field monitoring. Generally, the TDSC in the dynamic stress propagation of bedding planes increases with the following conditions:(1) the increase of the normal stiffness of the bedding plane,(2) the increase of the incident angle of the stress wave,(3) the decrease of the incident frequency of the stress wave, or(4) the growth of three ratios(the ratios of rock densities, elastic moduli, and the Poisson's ratios) of rocks on either side of bedding planes. The additional stress weakens TDSC linearly and slowly during the stress wave propagation in bedding planes, and the weakening effect increases with the growth of the three ratios. Besides, the TDSC decreases exponentially in the rock mass as propagation distance increases.In a field case, the TDSC decreases significantly as vertical and horizontal distances increase and its wave range increases as vertical distance increases in the sedimentary rock layers.     

路堤边坡膨胀土强度非线性应力阈值与浅层稳定性

为探究膨胀土边坡浅层土体低应力下强度非线性特征及失稳模式对稳定性的影响,针对重塑膨胀土饱和慢剪试验中低应力区段强度非线性变化规律,采用统计原理的Chauvenet准则,确定了低应力下强度非线性与常规应力下线性变化的应力阈值,明确了雨水入渗导致膨胀土边坡浅层溜坍土体的强度处于低应力非线性区段;基于"顺坡曲面"失稳破坏模式...     

Effect of intermediate principal stress on strength of soft rock under complex stress states

A series of numerical simulations of conventional and true triaxial tests for soft rock materials using the three-dimensional finite difference code FLAC3D were presented. A hexahedral element and a strain hardening/softening constitutive model based on the unified strength theory（UST） were used to simulate both the consolidated-undrained（CU） triaxial and the consolidated-drained（CD） true triaxial tests. Based on the results of the true triaxial tests simulation, the effect of the intermediate principal stress on the strength of soft rock was investigated. Finally, an example of an axial compression test for a hard rock pillar with a soft rock interlayer was analyzed using the two-dimensional finite difference code FLAC. The CD true triaxial test simulations for diatomaceous soft rock suggest the peak and residual strengths increase by 30% when the effect of the intermediate principal stress is taken into account. The axial compression for a rock pillar indicated the peak and residual strengths increase six-fold when the soft rock interlayer approached the vertical and the effect of the intermediate principal stress is taken into account.     

不同平均主应力条件下重塑黄土的应力应变特性

利用GDS空心圆柱扭剪仪,在不同平均主应力条件下对青海重塑黄土进行一系列定向剪切试验,研究平均主应力对青海重塑黄土应力应变特性的影响。试验保持中主应力系数b不变,在不同平均主应力条件下,将重塑黄土试样分别进行主应力轴未发生旋转和旋转45°两种剪切破坏应力路径的剪切试验。结果表明：平均主应力和主应力方向角对重塑黄土的强度和变形有着显著影响;重塑黄土在大主应力方向角等于45°剪切破坏时峰值八面体剪应力与平均主应力呈线性关系,重塑黄土破坏时所产生的八面体剪应变发展趋势基本相同;剪切过程中,重塑黄土的大主应变和小主应变成对称发展,破坏时中主应变只有小幅度增长。当八面体剪应力-应变曲线没有出现峰值时,建议采用八面体剪应变为15%对应的八面体剪应力作为重塑黄土的破坏标准。     

循环荷载下冻土的动阻尼比试验研究

在大量低温动三轴试验资料基础上，对冻土的动应力－应变关系试验成果进行了分析，给出试验温度、围压、土的含水量、轴向动荷载的振动频率和振动次数等对冻土的阻尼比的影响关系，得出了冻土温度、围压、频率是影响冻结粉质粘土动阻尼比的主要因素，即随着温度的降低、围压的减小、振动频率的增加。冻土的阻尼比减小的结论，从而为进一步深入开展冻土场地动力特性研究提供了基础的试验资料与研究结果。     

土的动力本构关系的新探讨

饱和砂土在动力作用下，其主应力轴的旋转，剪切胀缩性及不排水条件下的土性弱化等特性对其动变形的发展具有重大影响。本文建立了考虑上述诸因素的土的二维动力构新模型。用本模型进行实算并与试验结果相比较符合良好。