加筋砂土三轴试验研究

通过三轴压缩试验，探讨了两种不同土工合成材料加筋砂土的应力——应变关系，分析了影响加筋土应力——应变关系及抗剪强度的因素，并把两种加筋土的应力——应变曲线与素土进行了比较。发现砂土加筋后，可以提高土体的抗剪强度，其加筋效果随围压的增大而减小，加筋对土体内摩擦角影响不大，但可明显提高土体粘聚力。     

土工格栅加筋土三轴试验研究

通过时玻璃纤维土工格栅加筋土体的三轴试验研究,分析不同加筋层数、不同围压对试样应力应变关系曲线、抗剪强度的影响.试验结果表明:加筋作用效果随着轴向应变的增大而增强;同一种加筋材料,加筋层数越多.加筋效果越明显;加筋使得试样具有一定的延性,并能显示出很强的后期效应;在低围压的情况下.采用加筋的方法来提高土的强度更为合理、...     

土工织物老化性能试验研究

通过对辽河护岸、大洼防潮堤护坡进行的两种土工织物老化性能野外试验、工程跟踪试验和国内外土工织物老化性能试验资料进行分析研究，得出了土工合成材料在有岩土防护条件下至少有30年以上的使用期，若岩土保护严密，初始强度达500N／(5cm)以上，则使用年限可达50年的结论、根据土工织物的老化特点和规律，应用中可采取添加防老化剂、进行物理防护、缩短暴露时间及合理选择土工合成材料等措施。     

加筋昔格达土三轴试验研究

目前国内外学者研究较多的是砂性土加筋后的工程性质。在四川攀枝花、西昌至云南北部地区广泛分布的昔格达土，属粉粘粒含量较高的砂性土．工程性质特殊．而对加筋昔格达土工程性质的研究却少有报道。介绍了以PP带为加筋材料，采用三轴固结排水剪切试验研究加筋昔格达土的应力应变关系．以及其加筋效益系数IR随加筋层数和围压力变化的一些规律，确定各加筋层数下复合土体的强度参数c、φ值。试验结果明，加筋效益系数IR随加筋层数增加而增大，随围压力的增加而减小，c、φ值随加筋层数的增加而升高。     

粉喷桩与土工材料加筋垫层联合处理软土地基

本文通过实例介绍了用粉喷桩与土工合成材料加筋垫层联合处理软土地基的设计、施工及其效果。     

基于滚动阻力模型的加筋碎石三轴试验数值模拟研究

具有不规则形态的碎石间通过咬合与摩擦等作用形成了阻碍滚动的阻力,而基于传统线性滑移接触模型的球形离散单元无法模拟碎石间由咬合摩擦而形成的滚动阻力.通过采用滚动阻力模型对加筋碎石三轴试验进行数值模拟,数值结果与试验数据吻合良好,从而验证了方法的正确性和有效性.研究结果表明,滚动阻力模型可以有效模拟碎石间咬合与摩擦所形成的...     

土工加筋直升机应急起降平台设计

在确定直升机应急起降平台设计参数的基础上,将应急起降平台划分为A,B,C3个等级,设计每级应急起降平台的总体结构,并重点针对C级应急起降平台对其加筋层进行设计。初步探讨松软地域利用土工合成材料构筑直升机应急起降平台的可行性。结果表明,利用土工合成材料构筑直升机应急起降平台其承载能力满足要求。     

加筋膨胀土边坡土工格栅的导水作用研究

通过4组湖北力特生产的BOP系列小尺寸单向格栅不同加筋方式的膨胀土三轴固结排水试验,研究了土工格栅的导水作用,并在现场试验中得到验证.研究结果表明:低围压下土工格栅的导水作用显著,且随着围压的增大,导水作用减小;加筋膨胀土中土工格栅不仅提高了土体强度,还增添了导水通道.因此,在加筋土坡设计中,要充分考虑格栅加筋后加筋土层渗流状态的变化,合理地发挥加筋土层的优势.     

排水条件对土工合成材料加筋黏性土特性的影响

通过固结排水和不固结不排水条件下的三轴剪切试验,研究了加筋对黏性土体强度和应力应变关系的影响以及不同排水条件下的加筋效果。结果表明,在排水条件下,筋材与土体的相互作用相对充分,明显提高了土体的峰值强度和残余强度,且峰值后强度的降低幅度较小,改善了土体的应力应变特性;随加筋层数和筋材拉伸模量增大,加筋效果明显提高。而在不排水条件下,由于孔隙水压力的影响,筋材与土体的作用相对复杂,加筋土体的强度和变形特性以及加筋效果与排水条件下的大不相同;在剪切初期,筋材的作用几乎被超静孔隙水压力抵消,加筋甚至对强度起相反作用,使加筋试件的强度低于素土试件;仅当应变较大时,加筋对抗剪强度才有轻微的增强作用,同时,在不排水条件下,筋材拉伸模量和加筋层数提高对加筋土体强度的影响不明显,因此,在加筋土工程中,排水条件是首先要考虑的因素。     

土工织物加筋土三轴试验研究

在常规剪切仪上进行了砂土及加筋砂土的三轴排水试验,确定了Dunean—Zhang非线性模型计算参数,探讨了加筋砂土：的强度特性及作用机理。试验结果表明：加筋土应力-应变具有非线性关系;加筋土抗剪强度指标随加筋层数的增大而增大;土工织物在小应变时所起的作用较小,大应变时作用明显。     

考虑不同颗粒形状的PFC~(3D)砂土直剪试验模拟研究

针对纯圆形颗粒在模拟土工直剪试验中的缺陷,以砂土直剪试验为研究对象,基于PFC~(3D)颗粒流程序,以纯圆颗粒为基本形状进行二次开发,利用FISH语言编程,引入了由pebble构成的块体(clump)单元,建立了哑铃形和椭圆形两种不同颗粒形状的簇颗粒,对纯圆颗粒及簇颗粒进行直剪试验模拟对比,并分析了颗粒初始配位数与内摩擦角的关系以及不同颗粒试样的体积变化规律,从细观上描述了不同形状颗粒的空间活跃程度。结果表明:颗粒形状直接影响着数值模拟的精度,椭圆形颗粒的吻合度最高,哑铃形颗粒次之,圆形颗粒较差,椭圆形颗粒较纯圆颗粒的精度提高了7.05%;簇颗粒的初始配位数相比纯圆颗粒较大,其试样表现出较高的强度和稳定性;颗粒形状对试样体积变化有着显著影响;纯圆颗粒的空间活跃程度较为明显,簇颗粒则相对稳定。该研究可为土工试验模拟在颗粒选择及模拟方法上提供一定的参考。     

微生物胶结砂体巴西劈裂试验声发射特性的细观模拟

针对微生物胶结砂体已取得一定研究成果,但关于其材料的细观变形特征和破裂过程尚不清晰。采用离散单元法并引入矩张量理论,构建微生物胶结砂体在巴西劈裂试验中的细观模型,研究其声发射特性。研究结果表明:在试样劈裂过程中,随着应变的逐渐增大,破裂强度从试样顶部和底部开始沿中轴线扩展,且破裂强度的数值不断增大,最终形成主要沿试样中轴线的宏观破裂带;声发射事件比率与破裂强度服从正态分布,且破裂强度分布在-7. 52和-5. 79之间;声发射事件次数与微破裂数近似呈负指数函数关系。研究成果为探明微生物胶结砂体的破裂过程提供了新的思路。     

胶结砂土力学特性的三维离散元简化分析

离散单元法(DEM)是一种基于非连续介质力学的数值模拟方法,能够有效地分析胶结颗粒材料的宏微观力学响应。本文通过三维离散元商业软件PFC3D,采用其自带微观胶结接触模型BPM,对不同胶结含量和不同围压下的胶结砂土进行常规三轴压缩试验模拟,以分析理想胶结砂土的宏微观力学特性。简化模拟结果表明:与同一初始孔隙比的无胶结试样相比,胶结试样具有更高的剪切强度,试验得到的应力应变曲线表现出明显的应变软化,体变曲线表现为剪胀性;随着胶结含量的增大,胶结砂土试样的峰值强度增大且软化、剪胀程度提高;而随着围压的增大,胶结砂土试样峰值强度增大、剪胀程度减小但软化程度不变。此外,试样的内摩擦角和黏聚力也受到胶结含量和围压的影响。     

基于QGA-SVM的堆石料离散元细观参数标定模型

针对堆石料离散元三轴试验中存在的细观参数标定影响因素多、耗时严重等问题,在总结分析堆石料细观模型现状的基础上,建立基于量子遗传算法(QGA)和支持向量机(SVM)的细观参数标定模型。模型采用拉丁超立方抽样生成细观参数组,并使用离散元计算其应力-应变曲线;采用QGA对SVM进行训练,使其达到最佳学习效果,以模拟细观参数与应力-应变曲线间复杂的非线性关系;依据堆石料室内三轴试验成果,发挥SVM计算速度优势,采用QGA搜索堆石料细观参数,实现堆石料的离散元细观参数标定。堆石料细观参数实例标定结果表明,所建立的模型可快速、精确地标定离散元细观参数,具有工程应用价值。     

粗粒料湿化变形三轴试验研究

对小浪底斜心墙堆石坝的砂岩粗粒料采用单线法进行中型三轴湿化变形试验,研究了该种土料的湿化变形特性。通过对试验结果和湿化变形规律的分析,总结了湿化轴向应变、湿化体积应变与湿化应力水平、围压之间的关系。试验结果表明,湿化轴向应变与湿化应力水平呈双曲线关系,湿化轴向应变与围压呈线性关系;湿化体积应变与湿化应力水平和围压均为线性关系。根据对试验结果的分析以及计算湿化变形的单线法,提出了一个适用于计算粗粒料湿化变形的数学模型。该湿化变形模型参数共6个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法。对模型进行了验证,结果表明该湿化模型计算曲线与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映粗粒料湿化变形的特征。     

粗粒土体变规律大型三轴试验研究

采用粗粒土大型三轴剪切仪,对饱和粗粒土进行固结排水剪切试验,提出了拟合三轴剪切试验中轴向应变与侧向应变的函数方程,利用此关系式对三轴试验中试样的体积应变进行了预测。预测结果表明：改进模型能合理地描述粗粒土的体积应变规律,尤其是高围压下剪缩、低围压下剪胀的特性。由体积应变方程导出以轴向应变为自变量的切线泊松比表达式,通过与邓肯张模型及由数值方法求得的切线泊松比对比,讨论了该表达式的合理性。     

粗粒料湿化变形三轴试验中几个问题

分析了试验仪器、停机变形、变形稳定的标准、试样尺寸效应和试验材料级配方法等对粗粒料湿化变形三轴试验结果的影响.并根据笔者的试验结果,对停机变形和湿化变形稳定的标准进行了较为深入地讨论.结果表明:停机变形不可忽视.不同的变形稳定标准造成的湿化变形误差可达30%以上.采用规定时间作为湿化变形稳定的标准是不适宜的,按15 m in控制平均轴应变率为0.000 6%/m in是一个既省时、精度又能满足一般试验要求的标准.     

三轴试验中基于外衬塑布裂缝的偏应力计算

在常规三轴固结排水剪（CD）试验中,按照规范整理得到了(σ1~σ3)~εa曲线和εv~εa曲线,但发现由这两条曲线确定的临界状态点不一致,不符合经典临界状态的定义。通过试验过程中试样外衬塑布的裂缝分布情况确定了试样的剪切破坏面,得出试样破坏面与试样中心轴的交点位置随围压的变化规律,对计算截面面积A_b的公式进行了推导,提出了偏应力计算取值的新方法。按照新方法计算了εv~εa和(σ′1－σ3)~εa 曲线,且由该曲线确定的临界状态点趋于一致, 符合土体达到临界状态时的宏观力学现象。     

砂土直剪试验离散元数值模拟与细观变形机理研究

基于离散元法进行砂土直剪试验模拟与剪切宏细观响应研究。采用试样分条带法研究砂土剪切过程中的变形发育情况;记录应力-位移关系,分析砂土剪切应力、应变特性与剪胀特性。通过分析接触力链、接触组构分布、配位数及滑动接触百分比等细观行为演化研究颗粒细观接触状态演变;基于局部孔隙率变化分析颗粒细观分布状态演变;采用颗粒累积转动量和速度场分析颗粒细观运动状态及剪切带发育的细观机制;对离散元软件PFC^2D进行二次开发,实现主应力的可视化。研究表明应变局部化集中于颗粒转动、接触滑动、体胀明显的剪切带内,剪切带内外颗粒不同的运动状态导致细观参量的变化,剪切带厚度为(10~15)d₅₀;力链网络、接触组构和主应力场本质上是一致的,三者主方向在剪切过程中发生了近似一致的偏转。