冲击荷载作用后土压缩性状的室内试验研究

在侧限条件下,对粉砂和两种不同饱和度的粉质粘土进行冲击试验和冲击后的高压固结试验,研究冲击产生的压密、冲击后的压缩曲线和压缩指数、冲击形成的前期固结压力及其与冲击能的关系。结果表明,相近初始密实度下,低饱和粉质粘土密实效果最好;冲击后近饱和粉质粘土基本不形成超固结,低饱和粉质粘土形成明显的超固结,冲击形成的前期固结压力随着冲击能增大而增大;冲击后土的压缩指数与冲击能相关性不大。     

软土结构性对土体力学特性的影响

天然软土大多具有结构性,对天津附近软土进行了高压固结试验,探讨了软土结构性对土体力学特性、压缩曲线和土体变形的影响。结果表明:在相同固结压力下,重塑土的竖向变形量大于原状土的竖向变形量,原状土的先期固结压力大于重塑土的先期固结压力,原状土的压缩模量大于重塑土的压缩模量,原状土的压缩系数小于重塑土的压缩系数,压缩模量、压缩系数和固结压力均满足乘幂关系。该软土的灵敏度为5,按土的结构性分类等级为灵敏。     

确定前期固结压力的一个简单数学模型

前期固结压力是判断土应力历史的最常用指标。为能够更加准确地确定前期固结压力,首先将超固结土压缩线上曲率最大时所对应的竖向应力引入到单对数坐标中,建立正常固结土和超固结土统一的一维压缩线方程。然后,基于该方程严格推导出前期固结压力的计算式。该计算式是一个显式函数,无需采用编程计算,且只需土的压缩指数Cc及一维压缩线的渐进线在单对数坐标中的纵轴截距N两个常见参数,便于工程师应用。最后,通过两个算例验证所提数学模型的合理性。     

超固结土一维次压缩特性实验研究

对上海重塑粘土土样进行了一维次压缩实验,研究超固结土的一维次压缩特性.所有的土样都进行了预压处理.实验结果表明(1)超固结土的次压缩指数小于正常固结土的次压缩指数;(2)上海重塑超固结土的Ca/Cc基本为一恒定的值,约为0.035;(3)超固结土的等时间线形状和规律与正常固结土的有所不同;(4)"蠕变率与加载历史的无关性"似乎并不完全正确.实验结果表明,在加载初期,土样的次压缩速率不仅与其状态有关(及有效应力大小和孔隙比)而且还和加载历史有关."等时间线"和"参考线"的概念会低估超固结土在加载初期的次压缩速率.     

海水环境下蒙脱土压缩特性研究

采用特制的压缩仪开展不同盐度下蒙托土的压缩试验,探讨了盐度对蒙脱土的压缩特性的影响。研究结果表明:相同固结压力下,不同盐度土样的孔隙比随盐度的增加而降低。蒙脱土的重塑屈服应力、e*100、C*c等均随盐度的增加而降低,且在盐度效应4%时降低较快,在盐度大于4%后降低较慢。在固结压力大于100k Pa时,采用孔隙指数可将不同盐度蒙脱土的压缩曲线归一化至ICL或EICL。     

渗透吸力对重塑黏土的压缩和渗透特性影响的试验研究

已有研究表明孔隙水盐分对黏土的力学性质有着重要影响,但相关的定量研究仍需进一步深入。以渗透吸力作为宏观参数,将商用高岭土与钙基膨润土的混合土作为研究对象,用不同浓度的NaCl溶液与土混合,进行饱和重塑土的固结试验,探究孔隙水盐分对饱和重塑黏土压缩特性和渗透特性的影响规律。试验结果表明重塑饱和黏土的压缩指数C_c随着渗透吸力的增加而呈指数规律衰减,回弹指数未产生明显变化;在Burland体系下,渗透吸力对曲线初始段有较大影响;而屈服后,压缩曲线可以在I_v-lgσ^’_v分析体系中进行归一化。相同固结压力和孔隙比下,渗透吸力越小,次固结系数越大;次固结系数与压缩指数的比值 C_α/C_c的比值并不为常数,随着渗透吸力的增大而减小。同样的初始孔隙比,比例系数C_k=Δe/Δlgk_v随渗透吸力增加而非线性递减,延拓了Tavenas认为比例系数C_k与初始孔隙比e₀线性相关的认知。     

新旧软粘土路基原位固结压缩特性数值分析

针对新旧软粘土路基固结压缩沉降变形的特点,通过对试验路段新旧路地基进行钻探取样和原位试验及室内物理力学试验,通过土体固结压缩试验求取土体的压缩系数和先期固结压力,用以判断土的压缩性和计算路基沉降。基于卡萨格兰德法,用多项式拟合e-lgp曲线,分析比较后确定曲线的拟合数学模型,然后根据先期固结压力的数值分析,应用Matlab软件实现其数值求解,反演新旧路基软粘土路基原状土固结现状。     

Ko压密土的湿化试验规律及其描述

通过对取自奥林匹克森林公园的土进行的干燥状态和饱和状态下的‰压缩试验及湿化试验,得出以下结论：在e-lgp图中：1）正常压密干土在各荷载下湿化,其孔隙比均落在饱和泥浆压缩线上;2）同一前期固结压力下,不同超压密比的干土湿化后,其孔隙比也近似落在一条直线上。依据湿化试验的结果,对Ko状态下天然土的湿化行为给出数学描述,并对试验数据进行预测,结果表明：预测结果与试验结果基本吻合。     

天然沉积软黏土的次固结变形机理分析

土体在天然沉积过程中由于时间效应会产生次固结变形和结构性,两者都使土体的固结屈服压力增大,传统Bjerrum次固结模型无法解释后者的机理,也无法描述结构性土的次固结变形特性。通过天然沉积结构性土的次固结试验,基于Burland提出的孔隙指数Iv和固有压缩曲线ICL,分析了结构性土的次固结变形机理。当固结压力小于固结屈服压力时,天然沉积结构性土的结构强度抵抗了孔隙的压缩势,压缩曲线与固有压缩曲线间的距离△Iv随压力增大而增大,该阶段存在稳定的土颗粒骨架结构,土颗粒的蠕动变形受抵抗,导致几乎不产生次固结变形;而当土体处于临界屈服状态时,土结构强度受破坏,孔隙压缩势的抵抗作用消失,大孔隙骨架坍塌,Iv发生骤减,土颗粒的蠕动变形剧烈,次固结系数骤增出现峰值;△Iv随固结压力的进一步增大而减小,次固结系数的变化表现出与△Iv密切的线性相关性;基于天然沉积土SCL压缩曲线说明了天然沉积土的次固结变形不可能无限发展。     

单向压缩状态下滇池泥炭土的蠕变特性研究

为探究不同埋深和扰动状态对滇池泥炭土固结蠕变特性的影响,采用分级加载方式分别对埋深17 m、34 m的原状和扰动泥炭土样进行了一维固结蠕变试验。结果表明:泥炭土粘塑性蠕变特性显著,扰动后竖向应变在各级压力下均较高。17 m土样前期固结压力较小,孔隙和有机质较多,压缩性更高。土体内排水通道随固结压力增大被逐渐压缩,延长了主固结时间。扰动土因结构性被破坏,主固结时间较短。17 m原状土的固结系数在低固结压力下较大,其结构随压力增加而破坏,固结系数逐渐接近于扰动样;34 m土样分解度高且较密实,扰动后易于排水,故扰动土固结系数大于原状土。滇池泥炭土的次固结系数大于一般软粘土,且有机质含量较高的17 m土层的次固结特性更为显著。     

双向受压岩石在扰动荷载作用下致裂特征研究

 采用频率为2 Hz,幅值分别为6,10,14,18和22 MPa的正弦疲劳荷载作为动力扰动,来研究受双向静荷载并达到极限屈服状态的岩石在动力扰动荷载作用下致裂破坏的力学特性。试验结果发现：双向静载屈服状态红砂岩试件在动态周期荷载作用下,疲劳寿命明显短于在弹性阶段进行的疲劳测验的寿命。试件的疲劳寿命离散性较大,即使在同一动载幅值下也表现出很大差异,但相同应力幅值下最终破坏点处的变形量却基本相同,并且随着动载的幅值的增大而减小。研究还显示：具有相对较长疲劳寿命的试件的轴向变形量与循环次数(或时间)的关系曲线呈现出明显的3个阶段特性,其变化趋势与岩石蠕变曲线基本相同。岩石的最终破坏是由3个阶段的疲劳损伤累积所致,各阶段变形量占总变形量的比例、破坏模式和块度分布均与受到的动载应力幅值有关。     

重复加卸载条件下全风化泥质砂岩累积变形与湿化规律试验研究

 全风化泥质砂岩强度低,遇水后易崩解、软化,表现出与一般填料不同的工程特性。采用X射线衍射试验分析土样矿物成分,采用压缩试验和平板荷载试验研究重复加卸载条件下土样累积变形与湿化规律,以指导现场压实控制。结果表明：(1) 全风化泥质砂岩填土的压缩曲线在固结仪中呈下凹型,在平板荷载试验中呈上凸型,回弹曲线均呈下凹型;(2) 第i+1次压缩–回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;(3) 等载压缩次数增加,沉降增量递减,累积沉降增大,3次压实后,土体的残余变形趋于稳定;(4) 超载压缩曲线将回归到首次压缩曲线的延长线上,具有记忆效应;(5) 重复荷载越大,单次压缩总变形和永久变形越大;(6) 重复荷载作用后的压实填土遇水产生湿化沉降;(7) 湿化土的压缩–回弹曲线均呈下凹型,超载越高,相同荷载作用下的变形越小。现场压实过程中,增加压路机能量比增加压实次数可取得更好的压实效果。     

火灾作用后钢管混凝土轴压与纯弯荷载-变形关系曲线实用计算方法探讨

在数值计算结果的基础上,对火灾作用后钢管混凝土轴压强度承载力和抗弯承载力指标问题进行探讨,并给出其简化计算公式,简化计算结果与试验结果吻合较好。通过分析火灾后荷载-变形全过程关系各阶段的力学指标,提出火灾后轴压σ-ε关系和纯弯M-关系全过程曲线的实用计算方法,简化计算结果与试验结果吻合较好,为进行火灾后钢管混凝土结构体系分析提供依据。     

土的初始和再压缩曲线分析模型

 土的初始和再压缩过程中,孔隙比与压力关系(即e-p曲线)是天然地基沉降计算与分析的关键之一。首先在土的初始压缩变形机制及其e-p曲线特征研究基础上,引入土应力–应变关系的双曲线模型,并从完全侧限条件下土的应变与孔隙比关系入手,建立出土的初始压缩e-p曲线分析模型及其参数确定分析方法;然后,根据土的初始与再压缩e-p曲线模型的区别是其初始孔隙比与初始压缩模量不同及其产生的原因,提出再压缩土的初始孔隙比与初始压缩模量等参数确定方法,进而建立出考虑应力历史影响的再压缩土e-p曲线分析模型。本文建立的初始与再压缩e-p曲线分析模型均只包含初始孔隙比、初始压缩模量和压缩系数3个常规试验参数,模型简单,参数少,且物理意义明确。最后,通过实测与理论分析曲线的对比分析,表明了该模型的合理性与可行性。     

基于简化修正压力场理论的钢筋混凝土柱荷载-变形分析

基于简化修正压力场理论对钢筋混凝土柱抗剪机理进行了分析,并考虑核心混凝土膨胀对箍筋抗剪承载力贡献的影响,计算了骨料咬合作用及受压区的抗剪承载力贡献,获得受拉区和受压区的抗剪强度,从而建立箍筋屈服后柱构件抗剪强度计算方法;结合传统截面纤维分析法,同时引入弯曲变形、剪切变形及滑移变形3种变形分量,在箍筋屈服前对柱构件进行抗弯分析,最终得出压弯剪作用下钢筋混凝土柱荷载-变形曲线,并与所收集的15个钢筋混凝土柱低周反复试验结果进行了对比。研究结果表明:采用该方法计算的荷载-变形曲线与试验骨架曲线吻合较好,对发生弯曲破坏、弯剪破坏及剪切破坏3种不同破坏类型的钢筋混凝土柱均有较好的分析效果,可用于压弯剪作用下钢筋混凝土柱的荷载-变形分析。     

Experimental research on CFST member with different sections under combined compression and bending

以轴压比为变化参数,进行了4根圆形和4根哑铃形钢管混凝土柱的压弯试验,对两种截面钢管混凝土柱在压弯荷载作用下的变形模式、荷载-变形曲线和压弯相关曲线进行了对比分析。结果表明：两种截面钢管混凝土构件随着轴压比的增大,构件的延性呈降低的趋势,由于哑铃形截面面内刚度较大,相同轴压比下哑铃形钢管混凝土抵抗弯矩和变形的能力要强于圆形钢管混凝土。通过对圆钢管混凝土和哑铃形钢管混凝土压弯曲线的分析,发现直接采用圆钢管混凝土的压弯相关曲线方程计算哑铃形钢管混凝土,结果偏于保守,还需进一步的有限元分析才能提出适用于哑铃形钢管混凝土的压弯相关曲线。     

南京河西地区软土地基压缩特性的研究

通过室内压缩固结实验,研究了不同应力水平对软土地基压缩性的影响,得出了软土地基的压缩系数、压缩模量、压缩指数、回弹指数等主要压缩指标随固结压力的变化规律,研究成果可为软土地基在路堤填土分级加载情况下固结沉降计算提供指导。     

方中空夹层钢管混凝土双向偏压力学性能研究

通过对6根方中空夹层钢管混凝土试件在双向偏压受力状态下力学性能的试验,以研究长细比、偏心距和偏心角对试件力学性能的影响。试验结果表明:试验过程中构件变形基本符合平截面假定;长细比和偏心距越大,承载力越小;偏心角对构件的荷载-变形关系曲线的影响不大。最后,采用纤维模型法编制程序,对双向偏压构件的荷载-变形关系进行计算,计算结果与试验结果符合较好。     

方形和圆形钢管混凝土性能的连续和设计的统一

采用空间有限元方法 ,导出了方形钢管混凝土轴心受压时的截面应力分布和纵向平均应力与应变的全过程曲线 ,与实验曲线吻合很好。得到组合设计指标和承载力设计公式 ,与圆钢管混凝土的设计方法得到了统一     

矩形钢管混凝土翼缘-蜂窝钢腹板H形截面组合短柱轴压性能试验研究

为研究矩形钢管混凝土翼缘-蜂窝钢腹板H形截面组合短柱(STHCC)的轴压性能,进行了16根STHCC短柱的轴压静力试验。主要研究参数包括约束效应系数、混凝土立方体抗压强度、翼缘钢管腹板厚度和柱长细比。通过轴压试验得到STHCC短柱试件的试验现象和破坏形态、荷载-位移曲线、钢管翼缘和蜂窝钢腹板的荷载-应变曲线,分析了四参数对STHCC短柱轴压承载力的影响规律及受力机理。结果表明：钢管的外表面会产生吕德尔滑移线,所有试件钢管混凝土翼缘均呈剪切型破坏;试件荷载-位移曲线大致可分为弹性、弹塑性、荷载下降和残余变形等四段。随着约束效应系数和蜂窝钢腹板厚度的增加,试件的轴压承载力逐渐提高;随着长细比的增大,试件的轴压承载力却逐渐下降。最后,通过引入组合效应修正系数和综合影响变量,建立了与试验结果吻合较好的STHCC短柱轴压承载力计算式,并给出了该类轴压短柱的设计建议。