黏土Ⅰ型断裂韧度影响因素试验

为研究击实黏土干密度、含水率对其断裂韧度的影响,把标准三点弯曲试验试样绕底部长边向前旋转90°,加载方向随之变为水平方向,使荷载的方向与重力方向垂直,从而消除自重对裂隙向土梁厚度、长度方向扩展的影响。对重庆地区罗系地层中的黏土岩风化形成的高塑限黏土进行了室内黏土Ⅰ型断裂韧度试验,总结了干密度、含水率对黏土断裂韧度的影响规律,结果表明,黏土Ⅰ型断裂韧度随其干密度的增大而增大,随其含水率的增大先增大后减小;存在一个最优含水率,此时断裂韧度取得最大值。     

大掺量粉煤灰及塑钢纤维混凝土断裂性能研究

断裂韧度是衡量大掺量粉煤灰混凝土断裂性能的重要参数,在粉煤灰混凝土中掺入纤维能够改善其脆性大和易开裂的缺点。利用三点弯曲梁试验,通过控制异型塑钢纤维体积率、灰胶比和水胶比3个参数,分别考察它们对大掺量粉煤灰混凝土断裂韧度的影响。研究表明,大掺量粉煤灰混凝土的断裂韧度随异型塑钢纤维体积率的增加而增大,随灰胶比、水胶比增大而减小。     

不同温度下掺玄武岩纤维水工沥青混凝土劈裂试验研究

【目的】为了解温度和纤维掺量对水工沥青混凝土抗裂性能的影响，【方法】采用长度6 mm的玄武岩纤维，开展了0℃、5℃、10℃下的掺纤维沥青混凝土巴西劈裂试验，并利用数字图像相关技术(DIC)对试样表面变形进行测量。【结果】结果显示：试验加载初期，试样的水平向变形不明显，当达到峰值荷载后，试样在上下压条之间的直线上出现明显的水平向应变，与裂缝扩展路径相对应，且掺入纤维增加了裂缝扩展路径的曲折程度；相同温度下，沥青混凝土的劈裂抗拉强度随纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势，0℃时，掺量0.8%对应的劈裂抗拉强度最大，5℃和10℃时，掺量0.6%对应的劈裂抗拉强度最大；在0℃的低温条件下，掺入0.2%的纤维可提高沥青混凝土的破坏拉伸应变，然而，当温度升高到5℃和10℃时，沥青混凝土的破坏拉伸应变随纤维掺量的增加呈先减小再增大的变化趋势；沥青混凝土断裂能随纤维掺量变化规律同样受温度影响，0℃和10℃时，断裂能随纤维掺量增加而增大，且掺量为0.6%～0.8%时，断裂能最大，但5℃时，断裂能随纤维掺量变化不明显。【结论】结果表明：在不同温度下，掺玄武岩纤维沥青混凝土抗裂性能随纤维掺量的变化规律是不...     

压实黏土Ⅰ型断裂韧度与抗压强度试验研究

无论在工程中还是在自然界中,黏土多处于受压状态,压剪破坏是最常见的破坏模式。因此,对压实黏土的Ⅰ型断裂韧度与抗压强度的研究对工程结构设计具有重要意义。采用无侧限抗压强度试验和改进后的三点弯曲试验对不同含水率条件下的压实黏土进行试验研究。研究结果表明:在三点弯曲试验中,压实黏土的预制裂缝长度需控制在15～30 mm才能真实反映土体的Ⅰ型断裂韧度值;压实黏土的Ⅰ型断裂韧度和无侧限抗压强度均随含水率的增加呈现先增大后降低的趋势,保证压实土体在最优含水率时施工能最大化发挥土体的抗压和抗断裂能力;不同含水率条件下,压实土体的Ⅰ型断裂韧度和无侧限抗压强度具有较好的线性相关性。     

波形纤维对砂质黏性紫色土力学性能的影响

加筋土目前已被广泛运用在加固软土地基、边坡、挡土墙等工程中,其中纤维加筋土作为一种新型复合材料,因其具备相对均质的、近似各向同性的性质而备受关注。为研究波形聚丙烯纤维对砂质黏性紫色土力学性能的影响,通过控制纤维含量（0.2%,0.3%,0.4%）、长度（20,30,40 mm）两个因素进行无侧限压缩和三轴压缩试验。结果表明：随着波形纤维含量的增加,加筋土无侧限抗压强度呈现先增大后减小的趋势,在纤维掺量为0.3%时,无侧限抗压强度和残余强度均达到最大值;纤维长度对加筋土无侧限抗压强度也有影响,纤维长度大于20 mm时,会提高无侧限抗压强度,但同时也会削弱破坏韧性;随着纤维含量和长度的增加,试样的凝聚力升高、内摩擦角降低。     

废旧轮胎橡胶颗粒与黏土混合土的剪切特性

采用Shear Trac-II型直剪仪,对废旧轮胎橡胶颗粒与黏土混合土的剪切特性进行了研究,探讨了橡胶颗粒掺量、粒径对黏土混合土抗剪强度的影响,建立了抗剪强度指标与橡胶颗粒掺量及粒径之间的关系,并通过轻型压实法分析了混合土的压实指标。结果表明:混合土的最大干密度与最优含水率均随橡胶颗粒掺量增加逐渐减小,当掺量高于15%后,其减小趋势明显减弱。当橡胶颗粒掺量为40%时,混合土的抗剪强度最高,其抗剪强度较黏土提高了20%~40%。橡胶颗粒掺量低于20%时,增大橡胶颗粒粒径可使混合土的抗剪强度显著提高。混合土的黏聚力随掺量增加先增大后减小,内摩擦角则逐渐增大。在剪切过程中,试样表现出先剪缩后剪胀的特性,且在低压力、掺入大粒径橡胶颗粒时,其剪胀特性较明显。     

加荷速度对混凝土K_(IC)的影响

本文以20根三点弯曲试样,分五组以五个不同的加荷速度进行试验,研究了加荷速度对同一种混凝土断裂韧度K_(IC)值的影响。结果表明,加荷速度对K_(IC)值是有影响的,随着加荷速度的增加,混凝土的K_(IC)值也随之增大。本文还给出了二者的经验关系式,从而可知,当加荷速度增加10倍时,混凝土的K_(IC)的值约增大6％     

三点弯曲下橡胶混凝土的断裂性能

通过橡胶混凝土三点弯曲梁断裂试验,测取橡胶混凝土的荷载、挠度和裂缝开口位移值,并绘制荷载-挠度曲线和荷载-裂缝开口位移曲线;根据《水工混凝土断裂试验规程》和ASTM规范计算断裂韧度与断裂能,研究不同橡胶掺量对混凝土断裂性能的影响,以及声发射累积能量和断裂能之间的关系,并对比分析两部规范中给出的不同断裂韧度计算公式的计算结果。研究表明:掺入橡胶后混凝土能承受的最大荷载降低,起裂断裂韧度、失稳断裂韧度、断裂韧度、断裂能和声发射累积能量均降低;混凝土梁的有效裂缝长度和最大挠度在橡胶掺量为10%时最小,在橡胶掺量为20%和30%时增大;延性指数随橡胶掺量的增加逐渐增大,最大提高了41%;通过拟合混凝土的断裂能和声发射累积能量曲线,可得出y=a+becx形式的经验式。掺入橡胶后混凝土韧性和变形能力提高,脆性得到了改善,并可利用经验式推断达到某一声发射能量值时混凝土的破坏程度。     

四种人工合成纤维加筋黄土的抗剪特性

为了对比分析不同类型纤维的加筋效果及其作用机制,选取玄武岩纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维和玻璃纤维4种常用的人工合成纤维,以黄土为研究对象,在控制试样含水率、干密度、纤维长度和掺量等参数一定的条件下,制备5组试样进行直剪试验。试验结果表明:①纤维加筋前,土体的剪应力-剪切位移曲线存在比较明显的应变软化特征,纤维加筋后的曲线逐渐由应变软化转化为应变硬化。②纤维的掺入能够有效提高土体的抗剪强度。比较而言,玄武岩纤维的增强效果较其他纤维更好,玄武岩纤维加筋土的黏聚力和内摩擦角增幅分别为52.03%和24.30%;聚丙烯纤维次之,增幅分别为45.94%和16.01%;聚酯纤维和玻璃纤维增强效果相对较差。③加筋土黏聚力的提升与纤维-土界面的黏结力、纤维自身的抗拉强度有关,内摩擦角的提升主要与纤维-土之间的界面摩擦力有关。比较而言,玄武岩纤维的表面粗糙,抗拉强度大,使得加筋土的抗剪性能提升明显。相关分析结果可为比选纤维加筋土类型提供较好的参考。     

含水率对木纤维加筋土抗剪强度的影响

以红黏土为研究对象,木纤维为加筋材料,采用ZJ型应变控制式直剪仪对纤维加筋土进行不固结不排水快剪试验,研究含水率对木纤维加筋土抗剪强度的影响规律。结果表明:纤维加筋红黏土的抗剪强度都高于素土的抗剪强度,且5%木纤维含量复合土的抗剪强度最大;加筋土的抗剪强度和粘聚力随着含水率的增大逐渐减小的,与内摩擦角相比,纤维对粘聚力的影响更大,研究结果为岩土工程高倾角边坡治理提供了依据。     

玄武岩纤维加筋黄土力学参数优化试验研究

为了研究玄武岩纤维加筋黄土的力学性能,通过正交试验设计进行无侧限抗压强度试验,并采用极差分析和方差分析相结合的方法对试验结果进行分析,研究了含水率、纤维掺量、压实度等3个主要因素对玄武岩纤维加筋黄土无侧限抗压强度影响的主次顺序。随后还基于分析结果进行固结不排水三轴压缩试验,进一步研究了纤维掺量对玄武岩纤维加筋黄土抗剪强度指标的影响规律。研究结果表明:影响玄武岩纤维加筋黄土抗压强度的主次因素顺序依次为纤维掺量、含水率、压实度;方差分析得到的最优水平组合为纤维掺量0.4%、含水率11%、压实度0.95;玄武岩纤维的掺入能够有效提高抗剪强度,凝聚力随掺量的增加先增后减,而内摩擦角波动区间较小;玄武岩纤维加筋黄土的应力-应变关系总体能够较好地符合双曲线模型,其拟合结果b值随围压增大而减小,随纤维掺量增加而先增后减,且纤维掺量存在0～0.2%这一临界区间。     

木质素磺酸钙改良的低液限黏土三轴压缩特性

通过对具有不同木质素磺酸钙掺量、不同养护时间的改良低液限黏土进行一系列三轴剪切试验,分析了改良土应力应变曲线、峰值偏应力及抗剪强度参数的变化规律,结合扫描电镜探究了其内在机制。试验结果表明：木质素磺酸钙的掺入能够显著提升土体抗剪强度,随着掺量的增加,改良土的抗剪强度先增加后减小,最优掺量为8%;随着养护时间的增加,改良土的抗剪强度提升,且增强速度逐渐变缓;养护7 d后8%掺量的改良土获得最大峰值偏应力2 017.23 kPa,比养护相同时间的纯黏土高236.25%;改良土黏聚力随着木质素磺酸钙掺量的增加先增加后减小,而内摩擦角增大到一定值后趋于稳定。改良土强度提升的内在机制可以概括为填充孔隙、离子交换、吸附包裹土粒以及胶结土粒团聚体。     

干湿循环下复合改良黄土剪切力学特性试验研究

纤维可有效改善土体的力学特性。通过不固结不排水三轴剪切试验,研究了玻璃纤维掺量、纤维长度、养护龄期及干湿循环次数对纤维-秸秆灰-石灰复合改良黄土剪切力学特性的影响规律。试验结果表明:随着纤维的掺入,复合改良土的应力-应变曲线逐步转为应变硬化型,极限偏应力、黏聚力及内摩擦角随着纤维掺量及纤维长度的增加,呈现先增加后减小的趋势,当纤维掺量为0.4%、纤维长度为9 mm时为最优配比。干湿循环条件下,复合改良土的极限偏应力、黏聚力及内摩擦角逐步减小,前期衰减速率较大,后期基本趋于稳定,衰减幅值受纤维掺量、纤维长度影响明显。养护龄期越长,改良土在不同干湿循环下的强度越高,稳定性越好。     

玄武岩纤维加筋TRD防渗墙的抗水力劈裂性能

高渗压下帷幕防渗结构既要求有良好防渗性能,又要保证其抗剪与防止水力劈裂性能。利用TRD工法在水泥土搅拌方式上的突破,系统研究TRD施工中实现玄武岩纤维在水泥土中分散均匀的现场搅拌工艺,提出玄武岩纤维加筋TRD防渗墙的施工方法。对取芯后的试样开展劈裂抗拉强度试验,讨论水泥和玄武岩纤维掺量、玄武岩纤维长度、养护龄期等因素对玄武岩纤维加筋TRD防渗墙抗水力劈裂特性的影响。结果表明:对于搅拌分散液,P.O 42.5级普通硅酸盐水泥、钠基膨润土、玄武岩纤维与地层土体的搅拌效果较为理想;加筋水泥土的抗拉强度随着玄武岩纤维掺量和长度的增加会出现先升高后降低的峰值特性,最优玄武岩纤维掺量和长度分别为0.4%和12mm。     

混凝土断裂韧度K_(IC)的影响因素的研究

一、前言 迄今为止混凝土断裂韧度K_(IC)还没有一个标准试验方法。为了对制订混凝土断裂韧度K_(IC)三点弯曲标准试验方法提供较为可靠的试验依据,并适应K_(IC)的混凝土配合比设计,本试验工作研究了13种影响K_(IC)的因素。     

干湿循环下改性混凝土硫酸盐腐蚀的断裂性能试验研究

分别掺入粉煤灰、矿渣粉、硅灰和聚酯纤维对普通混凝土进行改性,通过切口梁三点弯曲断裂试验研究干湿循环方式下受5%Na2SO4溶液腐蚀混凝土的抗裂阻裂性能。计算分析了腐蚀后改性混凝土的荷载-裂缝口张开位移P-CMOD曲线特性、断裂韧度与断裂能,给出抗腐蚀增韧系数的定义,并研究了硫酸盐腐蚀环境下改性混凝土相对于普通混凝土的增韧效果,探讨了不同腐蚀时期改性混凝土的劣化机理。结果表明:腐蚀后改性混凝土的P-CMOD曲线经历了损伤初弯段、比例弹性段、稳定扩展段和软化段4个阶段;随干湿循环次数的增加,改性混凝土的抗腐蚀增韧系数总体呈先增大后减小趋势;掺加25%粉煤灰可显著增强腐蚀早期混凝土的断裂韧度,掺入聚酯纤维、矿渣有利于混凝土腐蚀后期失稳韧度的提升和断裂能的增加,而掺入硅灰对腐蚀混凝土的增韧效果不明显。     

玄武岩纤维和纳米二氧化硅加筋上海黏土的抗剪强度试验研究

为了了解玄武岩纤维和纳米二氧化硅加筋土的剪切强度特性,采用玄武岩纤维和纳米二氧化硅作为加筋材料以单掺或复掺形式掺入上海黏土,进行直剪试验,通过改变二者加筋率研究这二者对上海黏土的抗剪强度的影响。试验表明:玄武岩纤维可以有效提高上海黏土的抗剪强度,质量加筋率为0.5%时效果最佳;纳米二氧化硅也能提高上海黏土的抗剪强度,质量加筋率为1.0%时效果最好;同时加入玄武岩纤维和纳米二氧化硅能进一步提升土的抗剪强度,0.5%玄武岩纤维和1.0%纳米二氧化硅的组合效果最好;加入玄武岩纤维和纳米二氧化硅对土的黏聚力提升较大,内摩擦角提升较小。     

纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆弹性模量研究

为研究纳米SiO_2和PVA纤维增强地聚合物砂浆的弹性模量,通过静压弹性模量试验,研究了纳米SiO_2和PVA纤维单掺和复掺两种情况下,纳米SiO_2用量和PVA纤维用量对地聚合物砂浆轴心抗压强度和弹性模量的影响。试验结果表明,纳米SiO_2用量和PVA纤维用量对地聚合物砂浆轴心抗压强度和弹性模量有较大影响。地聚合物砂浆和纳米SiO_2增强地聚合物砂浆中掺入PVA纤维后,随纤维掺量的增加,两者的轴心抗压强度和弹性模量均呈现先增加后减小的趋势,PVA纤维最佳体积掺量均为0.8%;地聚合物砂浆和PVA纤维增强地聚合物砂浆中掺入纳米SiO_2后,随着纳米SiO_2掺入量的增大,两者的轴心抗压强度和弹性模量先逐渐增大,达到最大值后开始逐渐降低,纳米SiO_2最佳掺量均为1.5%。     

棕榈纤维加筋黏土的强度试验与本构模型

棕榈树在我国南方广泛种植,剥皮所得棕榈纤维具有一定的抗拉强度和较好的耐久性,近年来利用棕榈纤维加筋黏土在岩土工程中逐渐得到应用。为了研究棕榈纤维加筋黏土单轴应力状态下的力学性能、破坏形式及本构关系,选取长度分别为6、12、18 mm的棕榈纤维,按照纤维含量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%掺入黏土中,开展棕榈纤维加筋黏土的无侧限抗压强度试验。结果表明：黏土中掺加棕榈纤维后强度增加明显,在12 mm的筋材长度和0.8%的纤维含量组合下加筋效果最优,与素土相比,加筋后强度提高27%;加筋后的黏土破坏韧性好,残余强度高,并且破坏的过程比较缓慢,其原因为纤维在土体中形成了三维土网结构,限制了土颗粒的滑移,增强土体整体性,从而使得土体具有较好的延性;引入混凝土单轴受压应力-应变模型,分析棕榈纤维加筋黏土的无侧限抗压强度试验,将试验数据与模型曲线进行拟合,发现模型结果与试验结果具有良好的一致性。研究成果对棕榈纤维加筋土在岩土工程中的应用具有重要借鉴作用。     

含水率对麦秸秆加筋土强度影响的试验研究

通过直剪与无侧限抗压强度试验,研究了含水率对麦秸秆加筋土抗剪强度指标与无侧限抗压强度的影响。研究结果表明:一定的含水量是麦秸秆发挥加筋性能的必要条件。随着含水率的增加,麦秸秆加筋土的粘聚力呈现先增大后减小的趋势,以最佳含水率时粘聚力最大;然而,加筋土的内摩擦角却随含水率的增加而逐渐减小。在合适的含水率条件下,麦秸秆加筋土的最佳质量加筋率在0.1%至0.3%间。