两级循环加载下路基土附加变形特性的试验研究

为研究既有路基运营变形稳定后,在新增加交通荷重情况下路基的附加变形发展趋势,基于动三轴仪,设计了两级动荷载的循环加载试验方案,在第一级动力加载变形稳定后,通过施加不同的循环荷载幅值、频率分析后续动力加载条件下路基土的附加变形。结果表明,路基土的附加变形随第二级循环荷载幅值增加显著增大,随第二级循环荷载频率的增大而减小;第一级循环荷载幅值越大或频率越低,第二级循环荷载作用下路基土的附加变形越小。路基土经历第一级循环荷载作用变形稳定后,再次受更大幅值水平的第二级循环荷载作用,由此产生的新的附加变形较第一级循环荷载引起的塑性变形小许多。试验结果为路基永久变形计算和评估提供了数据基础。     

加载路径对重塑黄土一维蠕变特性的影响

黄土因具有蠕变特性,在荷载v??不变的情况下,蠕变时间t的增长也能引起土体孔隙比的减小,假设蠕变时间的增长也为一种加载,为探求重塑黄土变形量的v??-t加载次序相关性,进行了4种加载路径的试验,试验结果表明:重塑黄土变形量的v??-t加载次序相关性显著,虽然各试样的最终荷载相同,加载过程中的蠕变时间也相同,但是,在一级加载过程中,先蠕变的试样比先施加荷载的试样变形量小,在分级加载过程中,按照"荷载—蠕变—荷载"施加次序的试样比"荷载—荷载—蠕变"施加次序的试样变形量小,此结论可为工期较长的高填方工程的施工计划安排提供一定参考。姚仰平等提出的一维蠕变公式能较好反映重塑黄土变形量的蠕变时间和荷载的加载次序相关性,公式所需5个参数均能简单获得。     

冰碛土现场大尺寸蠕变试验研究

雅康高速公路兴康特大桥康定岸为巨厚层冰碛土，为研究冰碛土蠕变特性，采用自主研发的电气液伺服联控野外岩土力学试验装置开展现场米级大尺寸蠕变试验，实现了全过程的荷载伺服与数据自动采集。通过在现场开展常规直剪试验和直剪蠕变试验，获得了冰碛土的峰值强度参数和长期强度参数。根据现场压缩蠕变试验结果，分析了每级荷载下沉降变形的蠕变变形规律并获得了冰碛土压缩蠕变模型。研究表明：冰碛土瞬态蠕变持续时间不超过5 min，且具有加载后延迟变形的现象；减速蠕变阶段蠕变速率呈波动性下降；稳态蠕变阶段往往表现波动增长和收敛特征，反映了土体骨架颗粒的变形调整作用。     

岩体载荷蠕变试验方法研究

 由于试件尺寸效应以及试验边界条件与工程岩体工作状态的差异,室内流变试验结果难以准确反映工程岩体流变性质,一些重大水电工程实施了现场岩体蠕变试验,其中现场载荷蠕变试验采用较多,但该试验方法存在一些不完善之处,建议采用五参量广义Kelvin模型描述岩体蠕变特征,并采用一级加载方式进行试验,且荷载水平应与工程荷载相一致。推导岩体载荷蠕变试验五参量广义Kelvin蠕变公式,并验证恒载时间t = 0,t→∞时,蠕变公式与弹性变形公式的统一性。最后,给出工程试验实例,采用非线性最小二乘曲线拟合法反演蠕变模型及其参数。反演结果表明,五参量广义Kelvin模型蠕变公式与试验曲线的相关性较好,明显优于三参量广义Kelvin模型。     

低频循环荷载下海积软土蠕变特性试验研究

低频循环荷载作用下软粘土力学行为具有其独特性,为了研究低频循环荷载作用下海积软土的蠕变特性,利用土体三轴蠕变试验仪,针对珠江三角洲地区的海积软土开展了一系列蠕变试验,并对该地区海积软土的典型循环蠕变曲线进行讨论,初步探索了软土在低频循环荷载与静荷载作用下蠕变特性的异同,研究发现,两种加载方式下土体累积变形量总体较为接近,而低频循环荷载作用相较于静荷载作用,软土更慢地进入衰减型蠕变阶段及达到变形稳定。同时,对比分析了围压、主应力比和加载频率对软土低频循环荷载下循环蠕变特性的影响。     

层状盐岩能源储库泥岩夹层蠕变特性研究

针对目前层状盐岩能源储库围岩中泥岩夹层的蠕变特性问题,结合声发射技术对泥岩夹层的多级阶梯蠕变力学行为进行了研究,并分析了各应力水平下从初始加载到稳定蠕变的损伤特征。结果表明：在低应力水平下,夹层的轴向变形大于横向变形,随着应力的增加,尤其在临近破坏阶段,横向变形现象更加显著,而对应的轴向与横向稳态蠕变率随加载应力的增加均呈现非线性加速;在各应力水平的初始加载阶段,泥岩夹层产生大量AE信号,待蠕变稳定后AE声发射计数信号明显减小,在最后一级应力水平下产生大量的AE信号;利用改进后的分数阶黏弹塑性模型与西原体模型对理论与试验蠕变曲线结果进行拟合对比,拟合结果表明改进后的蠕变方程曲线与试验曲线的演化规律更吻合。     

上部加载对钙质砂土压力的影响试验研究

随着海洋石油天然气资源、渔业资源的开发和国防建设的需要,在珊瑚礁区开展的工程规模愈来愈大,类型也愈来愈多。岛礁建设中,钙质土挡土墙经常受到外部荷载的影响,通过室内模型试验,模拟了钙质土挡土墙在不同工况时,挡土墙上土压力随上部荷载的变化规律。结果表明:上部加载时,挡土墙各深度处土压力随着上部荷载的增大而增大,并且随着深度的增加,土压力增长速率变缓;加荷距离较近时,上部加载对挡土墙上部土压力较下部的影响较大,加荷距离较远时,上部加载对挡土墙下部土压力较上部影响大;上部荷载接触形式包括荷载接触面积和荷载接触形状,相同加载大小下,方板的土压力稍大于圆板的土压力,大方板加载时的土压力比方板加载时大很多,荷载接触面积相对荷载接触形状对钙质土挡土墙土压力的影响较大。     

砂性土的蠕变性质影响试验研究

采用改进的直剪蠕变仪,在相同试验条件下分别测试了不同粒径和含水率的砂试样。试验结果表明：砂性土也具有一定的蠕变性质,其变形随时间的增加而增加,经过一段时间后才能达到稳定,且随砂土颗粒粒径的不同而不同,其中天然砂、粗砂的蠕变现象较其它颗粒的砂明显,同时含水率对砂土的蠕变特性影响不大。试验结果有助于进一步认识砂性土蠕变的特性及其影响因素。     

金川高应力软岩蠕变特性及破坏形态试验研究

金川矿区岩石具有显著流变性,开采难度极大,故对金川III矿区软弱复杂矿岩蠕变特性进行试验研究。蠕变试验采用RYL–600微机控制岩石剪切流变仪,蠕变加载方式采用分级增量循环加卸载,对试验数据分析时考虑加载历史对岩石试件变形的影响,真实地反映出岩石试件自身的流变力学行为,选取Burgers模型反映岩石的蠕变特性。结果表明:金川III矿区矿岩蠕变试验曲线与理论曲线基本吻合,Burgers蠕变模型能较好地描述岩石的蠕变特性。通过对金川III矿区5种岩样蠕变试验变形和破坏特征及破坏形态进行分析,表明特定条件下软弱复杂矿岩蠕变破坏形态复杂,但也有其规律性:岩样沿对角线方向一般有一个贯穿整个岩样的破坏面;同种岩样的破坏形式具有相似性。岩样破坏形式多样,同种岩样的破坏荷载差异性大。     

重载列车荷载下新型预应力路基的加速度响应试验研究

路基的加速度响应是表征列车荷载下路基体振动剧烈程度的代表性参数。基于Buckingham π理论，研制了缩尺预应力路基动力模型试验系统，并开展了不同重载列车轴重、预应力大小和加载振次下的预应力路基加速度响应试验。结果表明：(1)预应力钢筋在张拉锚固后，由于路基土的蠕变变形会出现预应力损失现象，建议实际工程中进行超张拉；(2)路基在循环动荷载作用下产生显著的周期性响应，相同位置处横向加速度均小于竖向加速度，且振动能量从路肩向坡脚方向逐步衰减；(3)短期加载测试下，各测点加速度峰值基本随列车轴重的增加线性增大，随预应力的增加而近似线性减小；(4)35t大轴重列车长期荷载作用下，预应力100kPa下路基加速度有效值随振动次数的增加先减小后趋于稳定，且均小于无预应力工况下的加速度有效值。以上结果表明预应力加固结构在降低路基动力响应方面具有积极作用。