不同细颗粒掺量对饱和砂土的动强度试验研究

选取扬州饱和砂土,通过掺入不同细颗粒含量,对其液化性质进行了研究,并利用动三轴仪,分别探讨了在不同细粒含量与不同固结比的情况下,掺细粒砂土的动强度的变化趋势,得出了一些有意义的结论。     

细粒土不均匀分布对粗粒土力学特性的影响

为了研究冻融循环条件下细粒土的不均匀分布特性对粗粒土力学特性的影响,对不同冻融循环次数、冻结温度、围压条件下的含有不同细粒土分布的粗粒土进行常规的静三轴剪切试验,研究冻融循环后具有不均匀细粒土分布的试样的最大剪胀位置、应力–应变关系曲线、起始屈服强度、起始屈服应变、静强度、破坏应变变化规律。研究结果表明,在相同的细颗粒与粗颗粒不均匀分布的条件下,试验后试样的最大剪胀位置随着试样上两层中细粒土含量的增加而沿着试样高度上升,随着冻融循环次数的增加,最大剪胀位置的上升速率是不断增加的。细颗粒与粗颗粒不均匀分布的程度越高,尤其是粗颗粒的富集程度越高,试样的脆性越高,试样的应变软化程度越明显。冻融循环次数的增加,降低了粗、细颗粒较均匀分布的3种试样的应力–应变软化程度的差异性,即冻融循环次数的增加可以使粗颗粒和细颗粒的组合结构趋于稳定。在相同的围压条件下,冻融循环次数的增加削弱了因细粒土不均匀分布而导致的起始屈服强度的差异性和静强度的差异性。试样中的粗颗粒和细颗粒分布越不均匀,试样的起始屈服强度和静强度越大。当围压为100 k Pa时,静强度与起始屈服强度的比值随冻融循环次数波动较大,当围压增加到300 k Pa时,比值随冻融循环次数的波动较为平缓。细粒土不均匀分布是起始屈服应变和破坏应变的最显著性影响因素,但是围压对破坏应变的影响程度明显大于围压对起始屈服应变的影响程度。细粒土不均匀分布对破坏应变影响的显著性明显小于它对起始屈服应变影响的显著性。     

木屑混合粘土动强度试验研究

对木屑混合粘土的动三轴试验进行了研究,通过最大动剪切模量以及动强度曲线两个指标,分析了结构性和木屑含量对软粘土动强度特性的影响,试验结果表明:软粘土的结构性可以明显影响粘土的抗剪强度,木屑含量对软粘土动强度的影响呈现出两面性。     

高吸水树脂改性建筑砂浆和易性和粘结性能的研究

采用溶液聚合法合成了三种高吸水树脂,对蒸馏水的吸收能力是SAP1>SAP3>SAP2,对生理盐水和水泥浆析出液中的吸收能力都是SAP2>SAP3>SAP1。将三种高吸水树脂分别加入到水泥砂浆和水泥石灰混合砂浆两类建筑砂浆中,砂浆的稠度减小,SAP2的影响程度最大;高吸水树脂的加入有效地减小了砂浆的分层度,在水泥砂浆中掺加0.10%的三种高吸水树脂,砂浆分层度分别减少60%、40%、53%;在砂浆中掺加少量的高吸水树脂可以提高其粘结强度,增强效果SAP1>SAP3>SAP2,当掺量较大时,随着掺量增多粘结强度迅速减小。     

羊拉铜矿尾矿料动力特性试验研究

以羊拉铜矿尾矿料为研究对象,按照中线法堆坝工艺要求,将羊拉铜矿尾矿砂人工配比成全尾矿、粗尾矿、细尾矿三种尾矿试样。使用DDS 70微机控制电磁式振动三轴仪,对三种尾矿砂试样进行了动强度、动本构关系、动弹模阻尼比三方面动力特性研究。确定了尾矿料的动力强度和动力参数。并探讨了颗粒组成、固结围压、固结压力比、动应力对动强度的影响。为羊拉铜矿尾矿坝在8度地震作用下的稳定性分析提供了基础资料。     

高速铁路软土路基红黏土改良试验研究

为研究纤维改良高速铁路软土路基红黏土的改良效果与路用性能,室内展开不同掺量、不同围压下的纤维改良红黏土三轴不固结不排水强度试验。试验结果表明:聚丙烯有机纤维的掺加显著提升了红黏土试样的力学性能,50kPa围压下,素红黏土的抗压强度为129.21kPa,1%、3%纤维掺量下相比提升21.85%、52.18%,5%掺量下强度达到原强度的2.02倍;纤维掺量对红黏土的提升主要体现在材料黏聚力的大幅提高,而对内摩擦角的影响无明显规律;3%的聚丙烯纤维掺量是大幅提升红黏土路用性能且降低经济成本的最佳方案。     

脱硫石膏晶须增强树脂基复合材料的研究

本课题以脱硫石膏晶须主要原料,研究了KH-550对脱硫石膏晶须的表面处理,测试了石膏晶须增强树脂基复合材料的弯曲强度、压缩强度。实验表明,晶须的掺量为5%时,试样的弯曲强度达到最大值,比未掺加晶须的树脂试样弯曲强度增加了28.1%;当石膏晶须的掺量为10%时,试样的压缩强度达到最大值,比未掺加晶须的树脂试样压缩强度增加了26.67%。     

石粉对水泥砂浆力学性能影响的试验研究

试验以石粉内掺的方式,研究两种不同成分石粉对水泥砂浆的力学性能影响;在确定石粉掺量后,采用扫描电镜对试样的微观形貌进行分析,并对其相关作用机理进行探讨。试验结果表明:石粉取代量为30%时,掺加石粉1和石粉2的试样,3d抗折强度较空白试样分别提高了13.44%和23.69%,掺加石粉1和石粉2的试样,3d抗压强度较空白试样分别提高了44.65%和61.64%,28d抗折强度较空白试样分别提高了11.83%和21.10%,28d抗压强度较空白试样提高了18.55%和30.94%。     

标准砂液化试验的几个问题

用机械式及液压式振动三轴仪进行标准砂的液化试验,以比较仪器型式对动强度的影响;还比较了试样尺寸的影响。进行了等压及不等压固结条件下的两组试验。讨论了仪器型式、破坏标准及动强度指标等问题。     

微生物温控加固钙质砂动强度特性研究

利用微生物温控加固技术对南海某岛钙质砂进行了MICP加固砂柱试验,并通过循环三轴试验开展了MICP加固钙质砂的动强度特性试验研究,探讨了不同MICP加固程度、相对密实度以及有效围压对钙质砂动强度与液化特性的影响。研究发现,经过MICP加固后松散钙质砂的动力液化特性由"流滑"逐渐演变为"循环活动性";相较于未加固中密砂试样,MICP加固中密钙质砂试样表现出更加明显的"循环活动性"特点。MICP加固钙质砂的动强度随着MICP加固程度、相对密实度以及有效围压的提高表现出不同程度的提高。针对MICP加固钙质砂提出了优化动强度经验公式,建立了MICP加固钙质砂的统一动强度准则。该研究成果将为MICP加固技术在南海岛礁建设发展和应用中提供重要的理论基础。     

水泥混凝土桥面铺装层间界面剪切性能试验研究

为减少推移、拥包、铺装层脱落等桥面铺装剪切破坏,建立了足尺力学实体模型,利用有限元软件ANSYS分析了桥面铺装体系内的剪应力分布状况,然后针对层间界面这一薄弱环节,利用直剪试验对层间界面剪切性能进行了深入研究。试验结果表明:双SMA倒装结构(上面层SMA-16/下面层SMA-13)在层间抗剪强度上具有较为明显的优势;溶剂型黏结剂与SBS改性沥青和水性沥青基涂料相比,具有较好的抗剪性能;在浸水和冻融试验条件下,3种界面的抗剪强度存在显著差异,刷毛>凿点>刻槽;试验条件对层间界面的抗剪强度有十分重要的影响:抗剪强度干燥状态时>冻融状态时>浸水状态时;在不施加正压力的情况下,下界面层间抗剪强度:公称最大粒径较小的混合料>较粗的混合料。     

黄土和泥岩的动力学特性及微观损伤效应

 为了系统研究天水地区黄土和泥岩的动力学特性和微细观损伤机制,采用循环荷载试验、反复剪试验和SEM电镜扫描技术,获取岩土体的动力学行为特征和微观参量。研究结果表明：黄土和泥岩的动弹性模量随围压的增加逐渐增大,呈非线性关系,而动弹性模量与阻尼比呈反比关系;动剪应力比大于某阈值时,岩土体在相应周期动应力下发生破坏;地震强度以及岩土体自身材料对其动力学强度影响较大;反复剪切次数增加,岩土体的抗剪强度降低,最终达到残余强度,但随围压的增大,岩土体咬合程度增强,抗剪强度增加;静力剪切使土颗粒变细,属颗粒剪切磨碎模式,土颗粒排列更平整,定向性好,颗粒间孔隙变密实;循环动荷载作用下,随着剪切幅值的增加,颗粒剪切磨碎,排列更平整,孔隙明显减少,剪切面表现为“板结”。泥岩微观孔隙的定量化分析与定性研究一致性较好。研究结果对黄土高原地区工程灾害的预测和控制具重要的理论意义和实用价值。     

EPS混凝土单轴冲击压缩试验及破坏形态分析

为研究EPS颗粒体积掺量对混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响,采用直径74 mm的分离式霍普金森压杆装置,对4种EPS颗粒体积掺量的EPS混凝土进行单轴冲击压缩试验,分析了应变率和EPS颗粒体积掺量对EPS混凝土单轴动态抗压强度和破坏形态的影响。试验结果表明,EPS混凝土单轴动态抗压强度随应变率的增加而增大,随EPS颗粒体积掺量的增加而降低,当EPS颗粒体积掺量在20%~30%之间,EPS混凝土单轴动态抗压强度降低幅度较小;EPS混凝土试件破坏形态具有明显的高掺量低应变率效应;当EPS颗粒体积掺量达到30%之后,EPS混凝土试件裂而不碎。     

溜砂坡大规模失稳动力学机制试验研究

 大量直剪试验结果表明,随着细颗粒含量的增加,散粒体抗剪强度不断降低。结合天山公路沿线溜砂坡的现场调查资料,在物理模拟试验基础上,证实细颗粒层在溜砂坡大规模失稳过程中所起到的控制性作用,进而构建一种由散粒层、细颗粒层和摩阻层所组成的溜砂坡3层散体结构模型,并提出一种具有整体错动特征的滑塌式大规模失稳模式。其失稳动力学机制为,在各种动荷载的强烈扰动下,由于细颗粒层物质抗剪强度相对较低,坡体沿细颗粒层发生类似滑坡的大规模滑塌。     

玄武岩纤维橡胶混凝土力学及冻融性能试验研究

通过掺入5%~30%的橡胶颗粒、1~5 kg/m^3的玄武岩纤维,开展了玄武岩纤维橡胶混凝土力学性能及抗冻耐久性能试验研究,分析了不同配比下试件的抗压强度变化规律,探讨了玄武岩纤维、橡胶颗粒掺量对混凝土试件质量损失率、相对动弹性模量的影响。结果表明,掺入橡胶颗粒会导致混凝土抗压强度下降,但玄武岩纤维能保持试件破坏时的整体性;当橡胶颗粒用量较少时,玄武岩纤维的掺入能有效提高试件的抗压强度;橡胶颗粒及玄武岩纤维均能在不同程度上提高混凝土试件的抗冻性能,10%的橡胶颗粒掺量对冻融过程中的质量损失有较好的控制作用,但掺量过多时效果不明显;玄武岩纤维掺量对试件冻融过程中的质量损失、相对动弹模量变化相对不敏感,试件的冻融性质受橡胶颗粒的影响更加显著。     

爆炸荷载下岩质边坡动力特性试验及数值分析研究

 采用室内混凝土边坡模型试验方法,结合动力有限元程序模拟技术手段,对爆炸冲击荷载作用下岩质边坡的动力特性进行分析研究。研究结果表明：爆破地震波在边坡坡体上的传播及衰减特性与平地不同,质点振速峰值随爆心距的衰减相对要小得多,垂直与水平质点振速峰值衰减指数分别为0.76和0.42。比较坡顶与坡面测点振速发现,坡顶的垂直与水平质点振速峰值均大于坡面质点振速峰值,表明坡顶质点振速存在放大效应。比较迎爆侧3#测点与背爆侧4#测点的质点振动峰值,垂直和水平方向振速峰值分别降低72.7%和67.6%。由此可见,采用减震沟减震措施可以大大降低爆破振动强度,并能有效改善冲击荷载作用下边坡的应力状态。另外,比较试验与计算结果得出,质点振速及回归方程指数与试验数据均在同一量级上,坡顶质点振速随高程增加而放大,可见数值计算结果能很好反映实际爆破振动规律。     

A study of the evolution of the particle boundary layer in a reservoir,using laser particle sizing

The dynamics of the particle boundary layer in the Boadella reservoir was studied using an in situ laser optical particle-sizing instrument. This layer was found at the bottom of the reservoir from summer until the end of the year, when the reservoir was fully mixed. Most of the particles in this layer are remnants of the summer algae bloom and are trapped in the boundary layer due to the thermal stratification. The phytoplankton bloom is mainly composed of diatoms, with diameter d approximately 5 microm and green algae with diameter d approximately 15 microm. Inorganic particles and decomposed organic particles with d < 3 microm are also encountered in the boundary layer. On the other hand, particles with diameter between 30 and 100 microm are mostly found in the epilimnion of the reservoir. These are a mixture of aggregates of inorganic particles, colonies of phytoplankton, zooplankton, detritus, etc. Different mixing events occurring during autumn resuspended the small particles in the boundary layer, while the greater particles settled down. The extent of the resuspension has been parameterized with a non-dimensional number that balances the stress across the interface and the strength of the stratification.     

桩土作用的动力非线性反应层元法

本文在有限层和有限元两种方法的基础上，提出了一种求解桩土相互作用的动力非线性反应的力学分析模型---动力层元分析模型。推导出相应的理论公式，将一个半空间的问题转化为准二维平面问题求解。经实例验证分析，此分析方法概念清晰，简捷、快速，具有较强实用性     

高速铁路路桥过渡段振动特性试验研究

通过某高速铁路试验段现场动载试验,测试过渡段不同断面、不同深度处路基的动应力、弹塑性变形和路基综合动刚度,分析在模拟列车动荷载作用下的动态反应和工程特性。测试结果表明:①级配碎石基床表层对过渡段路基动应力的衰减效果明显,基床表层动应力衰减系数沿纵向逐渐减小,基床底层则逐渐增大;②各断面弹塑性变形主要集中在基床表层,沿纵向呈增大趋势,沿深度逐渐减小;③路基综合动刚度与基床表层、底层、路堤本体的刚度有关。过渡段路基从动应力传递规律、弹塑性变形、路基综合动刚度等方面起到了过渡作用。     

黏土中多离子体系的扩散机理研究

黏土微观结构、颗粒表面电场以及黏土孔隙液中离子之间相互作用对离子运移有着重要的影响,但如何考虑上述因素对离子运移的影响一直是个没有解决的难题。针对黏土颗粒表面电场对离子运移影响这一核心问题,从微观角度(纳米级)采用Nernst-Planck方程和Poisson方程描述离子在带电黏土多孔介质中的运移。在参考已有实验成果的基础上,建立了黏土中微观多离子运移数值分析模型,采用多场耦合分析有限元软件Comsol Multiphysics求解。数值分析表明:由于黏土颗粒表面负电荷的作用,阳离子浓度明显升高,阴离子浓度则明显降低;不考虑颗粒带电,阳离子和阴离子浓度分布相同。在颗粒表面形成明显的双电层,浓度越高,双电层厚度越小;浓度越低,双电层厚度越大。研究成果将有助于深入理解离子在黏土垫层中的扩散运移机理,为进一步宏观分析提供详尽的基础数据。