青藏高原多年冻土长期蠕变变形试验研究

为了研究青藏高原多年冻土的蠕变特性,在青藏高原北麓河盆地多年冻土区开展长期蠕变试验,长期蠕变试验采用土工原位测试中的承台静载试验。承载板埋设于多年冻土上限附近,由钻孔资料可知,承载板下多年冻土属高温–高含冰量冻土。综合承载板下岩性及含冰量大小,确定可压缩层厚度并提出冻土加权平均含水量的概念。通过对承台下地温资料分析可知:在年变化深度范围内,承台下不同深度年平均温度逐年降低,说明承台下冻土地基处于放热降温状态。由多年冻土蠕变变形特性分析可知:压缩层温度变化是影响多年冻土蠕变变形的决定性因素,随着温度的升高,蠕变速率增大,反之减小;当压缩层的温度受气温变化影响不大时,可以采用高温–高含冰量冻土的蠕变方程近似预测现场蠕变变形发展。多年冻土长期蠕变变形的发展对寒区工程结构的长期稳定性具有重大影响。     

基于蠕变试验的结构面长期强度确定方法

 选取巴顿提出的10条标准剖面线中的第1,10条作为人工模拟结构面的表面形态,并用水泥砂浆浇注成试件,在岩石双轴流变仪上,进行不同法向应力水平下的室内剪切蠕变试验。根据试验结果,利用过渡蠕变法、等时曲线法、蠕变曲线第一拐点法确定结构面试件在剪切状态下的长期强度,分析对比由该3种方法得出的长期强度的差异性,并基于本次试验结果讨论3种方法确定结构面长期强度各自在理论上与试验上的合理之处,同时也探讨3种方法的不足。该研究成果对于岩体长期强度试验方法的理论及其应用都是一次有益的探索。     

考虑滑体粗粒土蠕变性质的边坡长期稳定性研究

针对滑体粗粒土开展了三轴蠕变试验,采用Singh-Mitchell蠕变模型能较好地拟合试验结果.分别采用长期强度下摩尔库伦模型、Drucker-Prager与Singh-Mitchell弹塑蠕变耦合模型,通过有限元软件计算和研究二维理想边坡的长期稳定性.结果 表明,滑体土蠕变对边坡的长期稳定性有重要影响;采用长期强度下...     

利用光干涉原理的岩石长期蠕变试验

为了弄清楚岩石的蠕变性,需要连续进行某种长达数十年的试验。本文介绍此种试验方法之一。试件加工成20cm长的梁,并高度磨光其上表面,把它弯成向上凸,其最大弯曲应力宜为20bar或稍小一些。当观测时,把一块光学平板放在磨光的面上使产生单色光的干涉条纹,对干涉条纹进行分析,就可确定上表面的轮廓。试件的挠度应减小到观测时的轮廓与弯曲前已确定了的初始轮廓之间的差值。如此继续进行试件的挠度观测,就可绘制出蠕变曲线。根据作者的经验,文中叙述了应用上述方法必须注意的事项和可能遇到的问题,并举了一些具体的例子。 弯曲试验有着能比较容易地探测变形的优点,缺点是应力状态不象压缩或拉伸试验那样简单。但在文章的最后部分,作者给出了在屈服应力等于零时,由弯曲试验得到的蠕变曲线与由压缩或拉伸试验得到的蠕变曲线不相上下,并且从熊谷（Kumagai）和伊藤的长达23年以上的蠕变试验,得出了重要结论,就是岩石没有屈服应力。     

基于细观力学的脆性岩石长期蠕变失效研究

蠕变特性是评价岩石长期失效特性的重要依据。基于岩石细观力学模型及裂纹扩展法则,结合细观裂纹长度与宏观应变定义损伤之间的联系,建立细观裂纹扩展与宏观应变之间的关系,并给出岩石的应力–应变关系及三级蠕变演化表达式。研究岩石渐进失效过程中不同围压下的应力–应变关系,并分析分级加载下的蠕变演化规律,其结果与试验结果吻合较好,验证了提出的细观模型的合理性。然后,对不同常应力状态下的蠕变失效时间与稳态蠕变率进行研究,其结果对高地应力下地下支护结构的设计及服役寿命的评估具有重要指导意义。     

坝基软弱夹层剪切蠕变及其长期强度试验研究

为了更准确认识坝基岩体中的软弱夹层剪切蠕变特性,进行不同正应力水平下的剪切蠕变试验,采用不同正应力水平下分级加载剪应力的方式,重点研究软弱夹层的剪切蠕变变形规律、破裂机制及其长期抗剪强度。研究结果表明,经验公式u=u0+A[1-exp(-Bt)]+Ctn能较好反映软弱夹层的剪切蠕变变形规律,不同正应力水平下的平均及稳态剪切蠕变速率随剪应力增加呈指数函数增大,且软弱夹层剪切蠕变破坏呈现典型的延性破坏特征。通过新提出的拐点法确定不同正应力水平下的长期抗剪强度,并与稳态速率法的计算结果进行对比,验证了拐点法的合理性和适用性,该方法大大提高了确定岩体长期抗剪强度的准确性,对工程实际具有重要的参考价值。     

长期荷载作用下土工格栅蠕变特性的试验研究

为探讨长期荷载作用下土工格栅的蠕变特性,在不同的外加荷载和环境温度的各种组合条件下,进行土工格栅的室内蠕变试验,以此获得格栅的蠕变关系曲线、载荷-应变等时曲线及拉伸模量的变化特征,并进行综合对比分析。根据试验与分析发现:荷载水平、环境温度和材料生产工艺是影响土工格栅长期蠕变特性的重要因素。进而,采用时温叠加原理,对于某一给定环境温度下确定土工格栅长期强度的经验估算模式和蠕变强度折减系数。试验结果与理论分析为土工格栅加筋结构长期工作性能的分析与评价提供参考依据。     

露天转地下境界矿柱稳定性研究

境界矿柱稳定性分析是露天转地下矿山经常遇到的问题,对于矿山进行地下开采安全生产极其重要。针对石人沟铁矿露天转地下的实际情况,采用极限平衡分析和数值模拟方法,对具有代表性的境界矿柱进行了分析计算,为境界矿柱稳定性分析的方法进行了验证和补充,同时也为露天转地下境界矿柱厚度设计施工提供依据和指导。     

长期浸水状态下石膏土的承载特性试验研究

以伊拉克某石化项目为依托,通过现场浸水载荷试验和室内土工试验探讨了石膏土在长期浸水状态下的承载性能和变形特性,分析了石膏土产生溶陷沉降的机理。研究结果表明:石膏土的溶陷性可参照盐渍土的浸水载荷试验进行评价和分析,在本试验条件下该地区石膏土层为轻微溶陷性土;长期浸水状态下石膏土的沉降量可增长4.7~6.48倍,承载力降低12.5%;石膏土的密实度、土中石膏及其他易溶盐水溶性大小对其承载力影响较大,浸水前后以石膏为主要成分的石膏土,石膏的含量沿深度降低62.6%~83.7%,总盐量降低44.1%~63.9%,有机质降低71.9%~82.4%,三氧化硫降低44.7%~46.8%,其他盐类降幅较大。研究结果可为类似工程的设计、施工及检测提供参考与借鉴。     

昆明泥炭土直剪蠕变特性及长期强度试验研究

昆明泥炭土的蠕变特性影响着该地区各类建（构）筑物的长期稳定性和结构安全。采用改进的应力控制式直剪仪,以分级加载方式开展一系列的直剪蠕变试验,研究不同固结压力下剪应变随剪应力与时间的变化规律,以及长期强度与短期强度间的关系。结果表明：昆明泥炭土具有显著的非线性蠕变特性,当剪应力较低时,直剪蠕变曲线表现为衰减稳定蠕变;随着剪应力增大,蠕变曲线会同时出现衰减稳定蠕变和非稳定等速蠕变;当剪应力较大时,则会呈现出加速蠕变现象,并快速发生破坏。在施加水平剪应力的瞬间,泥炭土即产生较大的剪切应变,且瞬时应变随着剪应力的增加而加大,而瞬时应变占总应变的比例逐渐降低,表明泥炭土在高剪应力水平下,蠕变现象加剧。与短期强度相比,泥炭土长期强度的黏聚力和内摩擦角均有一定程度的下降。当固结压力为50~400kPa时,长期强度约为短期强度的57%~70%。     

基于成都黏土蠕变试验的非定常蠕变本构模型研究

针对黏土的蠕变特性对工程造成不利影响的问题,开展了成都黏土的常规三轴固结不排水试验和三轴固结不排水蠕变试验,分析其蠕变特性、应力-应变关系、弹性模量和黏滞系数的非定常性;同时,基于分数阶导数理论,利用软体元件替换常规黏性元件,并且考虑黏土弹性模量和黏滞系数的非定常性,构建了成都黏土的非定常蠕变本构模型,对本构模型进行了拟合和辨识分析,得到了成都黏土的长期强度值。结果表明:弹性模量和黏滞系数的非定常性包括时效特性和加载特性两方面,蠕变模型元件包括瞬时弹性元件、黏弹性元件和黏塑性元件;拟合的各项参数变化规律与室内试验规律一致,尤其是对加速蠕变阶段的拟合度极高,所构建的模型具有充分的合理性和可靠性。     

基于库岸再造的滑坡长期稳定性研究

库岸滑坡是三峡库区常见的一种滑坡形式,结合预测库岸再造的卡丘金法、岸坡结构法,针对三峡库区某典型堆积层水库岸坡进行库岸再造预测,基于蠕变理论对滑体及滑带土c、φ值进行折减,计算其长期稳定性。将现状滑坡稳定性与库岸改造后坡形稳定性进行对比分析,综合探讨塌岸引起的形状改变对水库边坡安全性的影响。     

石膏砌块墙体稳定性的研究

石膏砌块是近十年在国内发展起来的一种新型轻质墙体材料。它具有众多的优良的建筑物理性能如质轻、防水、抗震、保温隔热、隔声等,十分适合用于砌筑各类工业与民用框架建筑物内隔墙,高层和超高层的框架结构建筑物的内隔墙。 石膏砌块的厚度较薄,其中8厘米与10厘米厚的砌块用量最大。采用薄型的石膏砌块代替传统的墙体材料砌筑各种规格尺寸的大型和中型的内隔墙,墙体本身是否具有足够的稳定性与刚度;石膏砌块防水性能如何,长期处在大气环境之中,大气中相对湿度的变化对它有何影响;特别当建筑物遭遇地震、火灾等天灾人祸时,这种墙体能否承受得了灾害破坏。因此,对石膏砌块墙体的稳定性能全面而客观地进行审视是必要的。     

基于声波测试的矿柱稳定性模糊推理系统及其应用

分析了矿柱波速变化与载荷之间的关系以及矿柱破裂区分布与波速分布的对应关系，讨论了矿柱波速与其稳定性之间的模糊不确定性的特点，在此基础上，应用模糊数学理论建立了以完整系数为输入变量、矿柱稳定程度及局部破坏可能性为输出变量的模糊推理系统。将该推理系统应用于浙江遂昌金矿矿柱稳定性声波测试工程实践中，得到的推理结果与现场实际情况基本一致，即使在声波测点较少的情况下，系统仍具有良好的推理效果。     

砂土振动蠕变与长期强度研究

本文通过对砂土变形的细观分析,讨论了砂土振动蠕变机理,提出了振动蠕变长期强度的概念,认为砂土的振动蠕变长期强度数值上等于其剪胀临界应力,其测试可用静力试验取代费时费力的长期振动蠕变试验,这一结论与试验结果基本一致。     

脱硫石膏制备粉刷石膏的试验研究

本文利用未煅烧的脱硫石膏制备高附加值的粉刷石膏,主要研究了外加剂和保水剂的种类、养护条件等对脱硫石膏基粉刷石膏制品性能的影响。结果表明:当脱硫石膏∶矿粉∶水泥∶硫铝酸盐水泥∶柠檬酸钾∶生石灰∶硫酸钾=365∶138∶48∶60∶0.5∶9.6∶0.5,水灰比为0.32时,获得了性能优异,满足国标JC/T517-2004要求的粉刷石膏。     

磷石膏试验研究

本文重点论述了磷石膏作为水泥缓凝剂对不同水泥品种的影响情况,对指导生产具有积极作用。     

泥岩蠕变损伤试验研究

 在岩石蠕变过程中,施加载荷超过某个应力水平后,其强度会随着时间和应力逐渐降低,这种损伤规律可以定量地用岩石基本力学参数如弹性模量E、黏聚力c和内摩擦角j 降低的多少来反映。对宝鸡市秦源煤矿泥岩进行8个不同应力水平、3个不同时间段蠕变试验,采用单试件法测得泥岩蠕变过程中各力学参数E,c,j的变化值,对试验数据进行分析,建立该泥岩E,c,j随应力水平、长期强度及时间的耦合函数关系,它们之间呈指数衰减变化。分析耦合函数中各个系数的特点,得到泥岩力学参数损伤规律的通用表达式,式中各参数物理意义明确,测试简单。其研究结果为建立岩石损伤流变本构模型奠定基础。     

破裂砂岩蠕变试验研究

 为了认识破裂砂岩蠕变特征,利用MTS815岩石力学试验系统,对永川煤矿T3xj6砂岩进行一系列加载水平的峰后蠕变试验,并用改进的西原模型描述破裂(峰后)砂岩蠕变全过程。试验结果表明,破裂砂岩失稳蠕变过程与煤岩一般的蠕变规律相似;破裂砂岩也存在长期强度,其值可根据岩石加载过程中的应力–应变关系通过理论分析的方法得出;破裂砂岩蠕变全过程可用改进的西原模型描述,对加载应力大于Sh(破裂砂岩的长期强度)的情况,模型的参数可用最小二乘法求得;影响破裂砂岩蠕变成功进行的因素是岩样的均质性、加载控制和岩样移送三轴压力室前密封的可靠性。研究结论对揭示地下工程灾害发生的时滞性、确定掘进巷道围岩支护参数等有重要的参考意义。