基于局部与整体变形测量的粉土泊松比试验研究

通过两种测量方法对泊松比结果进行的分析,研究得出了泊松比的变化规律:轴向应变–径向应变关系曲线变化规律在各围压条件下基本相同,切线泊松比在加载初期(小应变变形阶段)都是从0.2～0.3开始变化,达到0.5时的径向变形很小,局部变形图像测量的切线泊松比的变化要比整体变形传统测量的泊松比变化快,其平均值也比整体变形传统测量结果大。随主应力比的增加,切线泊松比也随之增加,当土体的主应力比达到一定范围后,切线泊松比的值大于0.5,建立泊松比与主应力比之间的关系更符合泊松比取值规律。     

基于GDS的非饱和砂质粉土的三轴试验研究

利用高级静力三轴试验仪器(GDS)对气压沉箱施工现场具有代表性的第5层砂质粉土进行了非饱和土固结不排水三轴试验(CU)研究。研究了在孔隙水压和孔隙气压共存条件下砂质粉土的抗剪强度、有效应力路径和应力应变关系等物理力学参数的特性。试验结果表明:砂质粉土非饱和强度在低吸力范围内,有效内摩擦角近似为39°,而有效黏聚力c'加基质吸力(ua-uw)产生的黏聚力约35.7kPa。由于基质吸力的存在,非饱和土的强度参数略有提高。为气压沉箱的刃脚结构设计和周边土体的沉降计算提供了可靠的物理力学参数。     

孔隙液体对玻璃砂透明土强度特性影响研究

玻璃砂透明土由一种玻璃砂(或称熔融石英砂)和与之折射率相一致的孔隙液体制配而成的新型人工合成透明土,为岩土工程可视化模型试验方法提供技术支撑。开展混合油、溴化钙溶液、蔗糖溶液以及纯净水等不同孔隙液体所制配成的透明土的三轴固结排水(CD)试验,分析该新型透明土材料的应力–应变关系曲线、体积变形等力学特性以及推导其邓肯–张模型参数。试验结果表明,不同孔隙液体所制配成的透明土试样力学特性规律相似、数值上有所差异;由蔗糖溶液制配成的透明土强度最大、由混合油制配成的透明土强度最小、由溴化钙溶液制配成的透明土强度值与水样熔融石英砂的强度相对更接近。     

路基粉土压实特性及其力学效应试验研究

针对公路路基粉土工程特性,进行了击实试验、三轴试验和微观结构分析,绘制了不同击实功作用下粉土的干密度曲线,得到了压实度和孔隙比之间的变化规律,探讨了不同压实度的粉土的力学效应,阐述了不同击实度的粉土微观结构排列形式。试验结果表明：通过掺入粗颗粒改变粉土级配,并不能有效地改变其压实特性;现行的重型击实标准对于粉土是可行的,但压实标准偏低;随着压实度的增加,粉土的黏聚力降低,内摩擦角增大;在压实过程中,随着压实度的增加,粉土填充孔隙的效果较差。     

饱和粉土液化及液化后力学特性试验研究

对饱和粉土进行了一系列动三轴液化及液化后试验,即进行饱和粉土液化试验及在饱和粉土液化后孔隙水压力进行了不同程度消散后,再进行三轴剪切试验。探讨了饱和粉土的液化特性以及液化后孔压消散程度对液化后粉土力学特性的影响规律。试验结果表明:饱和粉土的抗液化强度随着所施加动应力幅值的增大而减小;液化后饱和粉土孔压消散程度越大(即再固结程度越大),则液化后粉土的不排水抗剪强度越大,其应力应变关系曲线表现为应变硬化型,土体的切线模量随着应变的增大而减小;液化后粉土的孔压进行了不同程度消散后,再进行的三轴剪切试验中应力应变关系呈对数曲线关系。     

饱和砂卵石土液化特性的试验研究

通过动三轴试验,对饱和砂卵石土在循环荷载下的液化特性进行了系统研究.在饱和砂卵石土的振动时程曲线分析基础上,得到饱和砂卵石土的动应力幅值随振动时间推移有衰减且衰减速率逐渐增大的规律特性;依据孔压演化理论,结合试验结果,对饱和砂卵石土的液化规律进行了系统分析,归纳出砂卵石土发生液化时含水量限制条件,与液化状态中的土样动应变状态的规律.此结论可为基础工程等土工构筑物抗液化措施提供参考.     

基于细粒含量的粉土液化特性试验研究

通过对4组重塑粉土试样的动三轴试验,分析了细粒含量对粉土抗液化强度的影响;采用"Seed"孔压模型对不同细粒含量粉土液化的孔压发展进行拟合分析,并确定出相应的模型参数。     

饱和粉土动参数的试验分析

使用DDS 70微机控制电磁式振动三轴仪 ,对邯郸市区的饱和粉土进行小应变的动模量和阻尼试验研究 ,分析了动应变、固结条件、初始剪应力等因素对动模量和阻尼的影响 ,并列出了几种土体的试验结果 ,供比较和工程应用参考。     

松散砂土不稳定性试验研究

 对松散丰浦砂进行三轴不排水和常偏应力排水剪切(constant shear drained,简写为CSD)试验。试验采用高精度变围压三轴仪可实现CSD试验全过程偏应力不变,得到比以往研究更为可靠的试验结果。试验发现,在不排水试验中,同一孔隙比的试样在不同围压下具有相同的不稳定线,但同一围压下不稳定线的斜率随孔隙比的增大逐渐减小并趋于稳定。试样在完全排水条件下会发生不稳定,即试样产生明显塑性变形,轴向应变和体积应变迅速增大。以往的研究中CSD应力路径的施加采用轴向力不变,试验过程中偏应力的减小会对不稳定性的判断造成影响,这可能是不同研究者得出不一致结论的重要原因。对松散砂土在不排水和排水条件下不稳定性的区别与联系进行分析,得出如下结论：松散砂土无论在不排水条件下还是在完全排水条件下,相同孔隙比的试样均是在同一应力比下达到不稳定状态。试验结果为排水条件下不稳定性机制研究提供更强有力的试验依据,可用于解释某些边坡的破坏机制。     

南海海域饱和粉土动剪切模量和阻尼比试验研究

为探究南海海域饱和粉土的动力变形特性,利用GCTS循环三轴仪对琼州海峡饱和粉土进行了分级循环加载试验,研究了有效围压σ′_3c和相对密度D_r对饱和粉土动剪切模量G和阻尼比λ特性影响,并与陆域粉土以及砂土进行了比较。试验结果表明：在同一应变水平下,随着σ′_3c的增大,G逐渐增大,G/G_max～γ _a曲线逐渐抬高,λ～γ _a增长曲线逐渐降低;随着D_r的增加,G逐渐增大,G/G_max、λ～γ _a曲线变化不大;南海海域的饱和粉土动的G/G_max、λ～γ _a曲线的发展规律与陆域粉土以及砂土的基本一致,为此给出了饱和粉土的G/G_max、λ～γ _a曲线预测模型。     

Performance of fiber reinforced clayey sand composite

Soils and their related behavior have always been the subject of many studies. Recent researches show some interests in investigation of inclusion of randomly distributed fiber in soil. This study focuses on effect of fiber inclusion on the strength and other parameters of clayey sand composite material. First part of this study is related to effective parameters on strength of the clayey sand composite with using natural fiber and plastic fiber and different fiber contents and length. Triaxial consolidated undrained (CU) tests were carried out to investigate behavior of the composite under different condition. The fiber percentage varied from 0% (for unreinforced samples) to 4% and fiber length varied from 8 to 25 mm. The fiber length and fiber content found to play important rule on the strength of fiber reinforced composite.     

硬壳层地基强度特性的室内试验研究

以工程项目为依托,采取原状土样进行室内常规试验及CU三轴试验,得出硬壳层及下部软土的物理力学性质指标的差异性,并进行分析,为工程实践中硬壳层的利用及研究提供参考。     

超单元体在三轴试验三维离散元模拟中的应用研究

通过干砂三轴试验的三维离散元模拟,探讨使用超单元体这种不规则颗粒单元对试验结果的影响。相对于使用较多的圆球体颗粒,超单元体不仅是对实际砂土颗粒形状更好的拟合,更极大地提高了试件的受力性能,使应力-应变曲线更加贴合实测曲线。通过对模拟结果的细观分析,发现超单元体使试件的细观行为(局部孔隙率、配位数的变化)更为符合实际砂土。随着三轴剪切的进行,试件内部的局部孔隙率的差异性增大,同时由于受力的三向不等性使配位数大幅度降低。     

Minimum void ratio characteristic of soils containing non-plastic fines

The minimum void ratio is an index widely used to indicate the contraction characteristics and the densest state of soils. The minimum void ratio obtained by the traditional test method has been utilized to represent the density of soils irrespective of their fines content despite the restriction (FC ≤ 5%). By considering the effect of the blow count, pore water, and their primary properties, the applicability of the minimum void ratio to soils containing fines was examined with an automatic tapping machine. It was confirmed that the blow count of the traditional method is not sufficient for soils with a high fines content. Furthermore, the presence of pore water had a significant effect on the minimum void ratio of soils containing fines. The characteristics of the cyclic minimum void ratio, which indicates the minimum void ratio obtained throughout the repetition of liquefaction and drainage, were also examined.     

不排水升温条件下黏性土孔压响应

 核废料的埋置和能源桩的使用都会升高地基土的温度,改变土的力学性能(特别是强度、刚度),造成高温结构周围地基土的额外变形、甚至失稳。以往的相关研究主要揭示排水升温(慢速升温)对土体力学性能的影响,而很少考虑实际工程中经常遇到的不排水升温(快速升温)对地基土的影响。基于理论和试验,对黏性土在不排水升温过程中的孔压响应进行了研究。在理论研究方面,基于临界状态土力学框架,推导了黏土温度与孔压的关系。同时在GDS三轴仪中增设温控仪,对2种黏土(紫金港黏土、马来西亚高岭土)不排水升温的孔压响应进行实验研究。实验结果显示,不排水升温作用下,正常固结土和超固结黏土中均产生正的超孔压。超孔压随温度的升高而增大,但随土体超固结比的增大而减小。对于正常固结土,在20 ℃～55 ℃范围,每升高10 ℃,土体有效应力约减小10%。当超固结比大于10后,不排水升温引起的超孔压几乎可以忽略。通过公式计算得到的黏土温度与孔压的关系与实验结果对比较好,验证了公式的可行性。     

残积红粘土的力学特性试验研究

通过对某建筑工地地基土的单轴固结压缩和固结不排水三轴剪切试验研究,得出了其地基土—残积红粘土的固结压缩特性,以及原状土和重塑土在不同围压下的破坏形式的变化,主应力差(σ1-3σ)和有效应力比(1σ′/σ3′)与轴向应变ε之间的关系,原状土和重塑土的孔隙水压力和轴向应变ε的关系等一系列的力学特性。     

混凝土最佳砂率数学模型研究

依据砂率计算公式[1]和坍落度计算公式[1-2],由最佳砂率的基本概念出发,分别以坍落度最大、水泥用量最小原则,得到完全一致的满足最佳砂率的砂灰比计算公式。进而提出最佳砂灰比概念,指出确定最佳砂率[Sp]k的实质就是求解最佳砂灰比[S/C]k的过程。分析结果表明:最佳砂灰比满足一元二次方程,它取决于最佳砂灰比参数β=(ρ-1+W/C)(/1+es/ρ)s;而最佳砂率[Sp]k和最佳砂灰比[S/C]k呈双曲线关系,并取决于最佳砂灰比[S/C]k、最佳砂灰比参数β和混凝土密实系数es。引用相关文献试验数据对上述结论进行验证。     

On the influence of grain shape on the cumulative deformations in sand under drained high-cyclic loading

The cumulative response of three granular materials with significantly different grain shape and surface characteristics (glass beads, natural sand with subrounded grains and crushed sand with very angular particles) but identical grain size distribution curve has been studied in drained cyclic triaxial tests. For each material, several tests with 100,000 cycles and different amplitudes, densities, average mean pressures and average stress ratios have been performed. In case of glass beads and natural sand, an approximately square relationship between the residual strain accumulation rates and stress or strain amplitude was found (${\stackrel{?}{\epsilon }}^{\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{c}}$ ～ ${\left({\epsilon }^{\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{p}\mathrm{l}}\right)}^2$), while an almost proportional dependence was measured for the crushed sand (${\stackrel{?}{\epsilon }}^{\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{c}}$ ～ ${\epsilon }^{\mathrm{a}\mathrm{m}\mathrm{p}\mathrm{l}}$). The largest differences in the cumulative response of the three tested materials were observed regarding the pressure-dependence of ${\stackrel{?}{\epsilon }}^{\mathrm{a}\mathrm{c}\mathrm{c}}$. For glass beads and (less pronounced) for natural sand, the residual strain accumulation rates decreased with average mean pressure, while the opposite tendency was obtained for the crushed sand. At small pressures, the residual strains were much larger for the glass beads than for the natural sand and particularly the crushed sand, while these differences in the accumulated strains almost diminished at larger pressures. Independent of the shape and the surface characteristics of the particles, it was confirmed that the average stress ratio is the governing parameter of the cyclic flow rule. Finally, the parameters of the high-cycle accumulation (HCA) model proposed by Niemunis et al. (2005) were analyzed considering the grain shape parameters (aspect ratio, circularity) obtained from an automated grain shape analysis.     

绿色多孔混凝土的试验研究

本文通过对多孔混凝土各种影响因素的分析,找出了适合植物生长的多孔混凝土的最优配比;并在多孔混凝土试块上进行植草试验,进一步验证了研制出的多孔混凝土在植被方面的实用性.     

邯郸粉质粘土固结不排水试验归一化性状分析

为了得到土的强度和变形之间的有机统一关系,反映区域性土的本构关系实验参数,本文根据归一化幂因子理论,从围压和平均固结压力两个方面论述了土的归一化理论,通过对邯郸粉质粘土的固结不排水三轴试验,得到了土的应力应变关系曲线,在此基础上用两种归一化方法分析了邯郸粉质粘土的性状,得到了归一化参数,为邯郸粉质粘土的本构关系研究提出了基本参数,可用于岩土工程理论与应用分析。