饱和冻结粉土在常应变率下的单轴抗压强度*

 在常应变率下对饱和冻结兰州粉土(黄土)进行了单轴抗压强度试验。通过对试验资料的分析，得出如下规律：(1) 抗压强度对温度十分敏感，它随着温度降低以幂函数的形式增加。(2) 在一定应变率范围内抗压强度对应变率变化反应也比较敏感，它以幂函数的形式随着应变率的增加而增加。(3) 在一定破坏时间范围内抗压强度随着破坏时间的增长同样以幂函数规律减小。(4) 在应变率及温度相同条件下，干容重大的粉土抗压强度高于干容重小的粉土抗压强度，二者的差异程度主要受应变率的影响。     

静载下饱和冻结中砂的弹性模量与温度及 应变率的关系*

  通过在不同温度及不同应变率下对饱和冻结中砂进行单轴压缩试验，获得了静载下饱和冻结中砂的弹性模量。本文分析了温度及应变率对冻结中砂弹性模量的影响规律，并给出用温度和应变率估算弹性模量的经验公式。     

人工冻结作用下淤泥质黏土冻胀特性试验研究

冻结法施工在上海软土地区隧道附属设施建设中(如隧道旁通道、地下泵房等)得到较多地应用。上海地铁隧道一般位于第④层饱和淤泥质黏土层中,饱和淤泥质黏土层冻胀变形使地铁隧道管片破裂、渗水或漏泥,严重影响隧道管片质量与地铁安全运营。以上海第④层饱和淤泥质黏土为研究对象,通过室内冻胀试验,研究冷端温度对土体的冻胀力以及冻胀率的影响规律,结果显示土样冻胀率以及冻胀力与冷端温度具有较好的线性关系。通过冻结温度试验测出了土体的冻结温度,同时建立了第④层饱和淤泥质黏土的冻结温度场,进一步揭示了冻结锋面的发展与时间的关系。研究成果为上海地铁隧道冻结法设计、施工与地铁安全运营提供了有价值的参考。     

钢纤维高强混凝土在不同应变率时的单轴受压性能

对不同钢纤维体积率 (Vf)的钢纤维高强混凝土 (SFRHSC)进行了不同应变率下单轴压缩试验 ,试验结果表明 :钢纤维的加入 ,不仅提高了混凝土的强度 ,还显著地提高了其韧性和阻裂能力 ,使其破坏形态从脆性改变到延性 ,并且在一定程度上缓解了试验机刚度不够高而对测试结果的负面影响 ,使试验结果更接近真实。随着应变率增大 ,SFRHSC强度提高 ,但韧性呈现下降趋势 ,且Vf 越大 ,韧性下降幅度越小。弹性模量和泊松比受Vf 和应变率的影响甚微。推荐了适合于SFRHSC应力 应变曲线的数学表达式。     

饱和黏土累积塑性应变非线性预测模型研究

路基累积变形的研究对于交通工程动力稳定性分析具有显著意义。通过分析循环动三轴试验结果,发现无论在排水还是不排水条件下,对于饱和正常固结黏土或轻度超固结黏土,土中孔隙水压力与累积塑性应变之间存在一定对应关系。通过改进太沙基-伦杜立克固结方程,并研究孔隙水压力与累积塑性应变之间的关系,得到一种新的饱和黏土累积塑性应变非线性预测模型。该模型既可预测土体中孔隙水压力的变化,又可预测土体累积塑性应变的发展规律。模型验证结果表明,该模型可较好地反映饱和黏土孔隙水压力和累积塑性应变的发展变化。     

冻结黄土抗拉强度与应变率和温度的关系

饱和冻结黄土的抗拉强度与多种因素有关，其中应变率和温度是最主要的因素。本文在试验基础上，得到冻结黄土拉伸时的应力-应变关系曲线，进而分析了极限抗拉强度随应变率和温度变化的响应规律，并对上述响应规律给出了相应的拟会公式。     

主应力轴旋转条件下冻结黏土累积塑性应变与临界动应力特性研究

冻土作为寒区工程的基础和人工冻结工程的支护壁,经常承受动荷载的扰动,研究其在动荷载作用下累积塑性应变和临界动应力特性,可为寒区工程和人工冻结工程变形控制和稳定评价提供重要参考。为揭示主应力轴旋转对冻结黏土累积塑性应变和临界动应力特性影响,采用冻土空心圆柱仪进行了一系列考虑围压影响的动三轴试验和纯主应力轴旋转试验,分析了冻结黏土累积塑性应变、累积塑性应变率和临界动应力特征变化。研究表明,冻结黏土试样轴向累积塑性应变随着循环次数的增多而增大,围压的增大则会抑制冻结黏土轴向累积塑性应变发展速度,而主应力轴旋转效应会加快冻结黏土轴向累积塑性应变发展速度。冻结黏土轴向累积塑性应变率呈现3种不同变化趋势,提出了基于累积塑性应变速率判别的冻结黏土塑性变形行为划分准则,并建立了冻结黏土塑性安定和塑性蠕变临界动应力表达式,证实了主应力轴旋转条件下冻结黏土临界动应力显著降低。研究结果对冻土工程的设计、施工、稳定评价和寒区资源开发都具有重要的指导意义。     

列车荷载下青藏冻结粉质黏土变形特性试验研究

基于低温动三轴试验,对列车荷载下青藏冻结粉质黏土的动应变发展情况进行研究,得到冻结粉质黏土的回弹应变和累积塑性应变随振动次数、动应力幅值、冻结温度和初始含水率而变化的规律。结果表明:①青藏冻结粉质黏土回弹应变在加载初期迅速减小,振动一定周次后随振动次数的增加不均趋于稳定;②累积塑性应变随着振动次数的增加呈增大趋势,且表现出稳定型、破坏型和临界型三种形态;③冻结粉质黏土的回弹应变和累积塑性应变随着动应力幅值增加和冻结温度升高而增大;④初始含水率越高,冻结粉质黏土的回弹应变越小、累积塑性变形越大。研究成果对我国冻土地区铁路路基长期动力稳定型评价及路基设计具有重要参考价值。     

循环球应力对饱和软黏土动应变发展规律的影响及其作用机制

 循环球应力在土体动应力场中是普遍存在的,但是在以往的研究中往往被忽视。基于循环围压动三轴试验,通过循环围压和循环偏应力的耦合,初步研究循环球应力对饱和软黏土动应变发展规律的影响,并分析其作用机制。试验结果表明：循环球应力的存在不但改变动应变的发展速度,而且改变最大压应变与最大拉应变的比值,这种影响不但与循环球应力与循环偏应力的相位差有关,而且与循环偏应力的幅值有关。当相位差为180°时,压应变发展速度更快,而当相位差为0°时,拉应变发展速度更快。基于试验结果,分别从总应力和有效应力的角度解释循环球应力影响动应变发展规律的作用机制。     

盐岩单轴应变率效应与声发射特征试验研究

 为了建立声发射参数与盐岩力学破坏机制的关系,进一步揭示盐岩在不同应变率条件下的损伤演化规律,利用声发射技术对加载应变率分别为2×10－3,2×10－4,2×10－5 s－1下的盐岩损伤演化及声发射参数特征进行试验研究。试验发现：(1) 3种应变率加载条件下盐岩的应力–应变曲线变化趋势接近。随着加载应变率的增加,盐岩弹性极限强度略有增加,峰值强度及其对应的应变值略有变化,达到峰值强度所需的时间呈线性减少。(2) 加载速率越慢,岩石破碎越松散,产生的裂纹越多,出现的累计声发射信号数越多。(3) 加载速率越快,声发射频率越高,脆性破坏特征越明显。声发射信号频率变化幅度反映了盐岩在不同应变率条件下裂纹的生成速度和损伤演化过程,而声发射信号累计振铃数则较好地反映盐岩达到峰值强度前应力–应变曲线关系。盐岩自身透光性的变化在一定程度上反映出损伤分布区域和损伤程度。建立基于声发射信号累计振铃数的盐岩损伤演化方程,较好地反映低应变率盐岩损伤演化过程。     

冻结钙质黏土无侧限抗压强度影响因素研究

对典型的钙质黏土进行人工冻土单轴抗压强度试验,分析了强度曲线的特征,得到了冻结钙质黏土抗压强度随冻结温度、应变速率的变化规律,及在不同养护时间、尺寸效应的影响规律,其结论对冻结法施工、冻结壁设计具有应用价值。     

上海人工冻结软黏土抗压抗拉强度试验研究

对3种典型的上海饱和冻结软黏土进行单轴无侧限抗压强度试验,通过对试验数据的分析,得出饱和冻结软黏土的单轴抗压强度受温度、应变速率、含水率及干密度等因素的影响规律:①抗压强度随应变速率的增加以幂函数的形式增大;②抗压强度随温度的降低线性增加;③在相同的应变速率及温度条件下,含水率越大,冻结软黏土的抗压强度越大;干密度越大,抗压强度越小。并得出抗压强度与温度、应变速率关系的幂函数模型参数。通过恒温下冻土间接拉伸试验,分析了保持轴压的大小及加载速率的大小对抗拉强度的影响,得出试样所受轴压和围压对抗拉强度起到一个弱化作用的结论,并分析了原因。对抗拉强度与加载速率进行线性回归,得出了模型参数。通过分析图表得出了抗拉强度随加载速率增加而增加,轴压保持越高抗拉强度增长速率越小的结论。     

含水率和含盐量对冻土无侧限抗压强度影响的试验研究

为了探索冻土的力学性质,开展了不同含水率、不同Na₂SO₄含量条件下冻结低液限黏土的无侧限抗压强度试验,探讨了含水率、Na₂SO₄含量对冻土应力应变特性、强度与破坏类型的影响,以及冻土无侧限抗压强度与上述两影响因素之间的关系。试验结果表明：随着含水率的升高,冻土逐渐表现出塑性;Na₂SO₄含量越高,脆性破坏特性越显著。冻土强度随含水率和Na₂SO₄含量的升高先增加,达到最大强度后迅速降低,最大强度对应的含水率为17.5%。含水率为13.5%时,最大强度对应的Na₂SO₄含量为4.4%,含水率为15.5%与17.5%时,最大强度对应的Na₂SO₄含量为5.8%。     

抚州泥质粉砂岩饱和单轴抗压强度试验研究

岩土工程勘察任务之一是为设计提供相应的岩土设计参数,试验研究表明,反映岩石工程性质的一些主要物理参量之间存在着密切联系,这种联系表现在它们之间有着较好的相关性。本文对抚州泥质粉砂岩的饱和单轴抗压强度与其它物理量之间相关性进行了对比试验研究,通过回归分析,建立了饱和重度与饱和单轴抗压强度、点荷载试验强度与饱和单轴抗压强度以及饱和单轴抗压强度与割线模量和三轴抗压强度的相关方程,初步实现了由易测的物理量估算难测或测试技术要求高的物理量。同时分析了现有点荷载试验强度与单轴抗压强度经验公式的适用性。     

EPS混凝土单轴冲击压缩试验及破坏形态分析

为研究EPS颗粒体积掺量对混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响,采用直径74 mm的分离式霍普金森压杆装置,对4种EPS颗粒体积掺量的EPS混凝土进行单轴冲击压缩试验,分析了应变率和EPS颗粒体积掺量对EPS混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响。试验结果表明,EPS混凝土单轴动态抗压强度随应变率的增加而增大,随EPS颗粒体积掺量的增加而降低,当EPS颗粒体积掺量在20%~30%之间,EPS混凝土单轴动态抗压强度降低幅度较小;EPS混凝土试件破坏形态具有明显的高掺量低应变率效应;当EPS颗粒体积掺量达到30%之后,EPS混凝土试件裂而不碎。     

单轴反复荷载下混凝土动态抗压性能的研究

采用大型静动态电液伺服试验系统,对混凝土试件在不同应变率下进行单轴反复荷载的动态抗压试验,并与单调荷载破坏相比较。通过试验,研究了随着应变速率的变化,混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变、应力应变曲线的性能。试验表明,在相同的应变速率下,混凝土经历多次重复荷载后,其抗压强度下降幅度较大。随着应变率的增大,荷载历史对混凝土强度影响作用在减小。     

混凝土强度对其动态抗压强度的影响

简述了混凝土建筑材料的性能特点,介绍了不同强度混凝土静、动态单轴压缩试验,通过分析其试验结果,表明混凝土静态抗压强度对其动态抗压强度具有重要影响。     

嵌岩桩单轴抗压强度和三维作用下桩端承载力

通过对软岩地区岩石的单轴试验得出的桩基承载力与在岩体中桩体受到三维应力的作用下得出的承载力对比研究,得出规范中规定的关于用单轴抗压强度计算嵌岩桩的承载力存在的问题,从而提出要根据地区和岩石的特点来确定嵌岩桩承载力的建议。