先期加载历史对堆石料体积蠕变的影响研究北大核心CSCD

为深入研究堆石料的体积蠕变特性,对风干板岩堆石料开展了一系列不同先期应力速率和前期固结条件的侧限蠕变试验。先期应力速率与后继蠕变初期速率正相关,但先期应力速率高于一定数值后,对后继蠕变初期速率的影响减弱。正常固结状态下,采用较高先期应力速率时,后继蠕变速率发展过程与Singh-Mitchell模型符合较好;当先期应力速率较低时,蠕变初期速率小于较高先期应力速率对应的蠕变初期速率,且减小较慢,直到蠕变持续一定时间后,蠕变速率及其随时间的减小规律开始与较高先期应力速率对应的蠕变速率发展一致,蠕变速率与时间在双对数坐标中恢复为负相关的线性关系。经历先期加载、压密而存在超固结的状态下,后继蠕变初期速率、蠕变量仍与蠕变应力和先期应力速率正相关,但数值远小于正常固结状态相同蠕变应力和相同先期应力速率条件下的相应数值;与正常固结、较低先期应力速率下的情况类似,超固结条件、较高先期应力速率加载后的后继蠕变初期速率下降较为缓慢,直到蠕变发展一定时间后,蠕变速率开始与正常固结、较高先期应力速率条件下的蠕变速率过程一致。当超固结且具有相同前期固结压力时,蠕变应力越大,则蠕变量、后继蠕变速率越高。     

压实黏土的三轴拉伸特性试验研究

研制了一种新型的卧式三轴拉压试验仪。该仪器采用应变控制式加载方式,可消除土体自重的影响,轴向刚度大,可以测定三轴条件下土体拉伸破坏全过程应力位移曲线。对糯扎渡和双江口高心墙堆石坝心墙土料进行三轴拉伸（伸长）试验,发现黏土试样的破坏可能表现为低室压时的纯拉断、高室压时的纯剪切以及中室压时的张拉-剪切复合破坏三种形式。根据试验结果,提出了一种适用于压实黏土三轴拉伸破坏的联合强度准则。     

110 kV预制式电缆终端界面压力的研究

采用铝质薄壁圆筒代替电缆完成终端的实际套装过程,通过电测法及弹性力学理论测试分析110 kV预制式电缆终端与应力锥之间的界面压力;通过有限元仿真分析及计算结果与试验结果的比较,得到合理的有限元仿真分析模型并模拟终端套装过程;建立多个不同过盈量的分析模型,研究过盈量、硅橡胶材料参数和弹簧压缩量对界面压力的影响.结果表明:界面压力最大值出现在应力锥最大半径中间位置;在弹簧压缩至90 mm之前,界面压力与弹簧压缩量具有明显的正比关系,在弹簧从90 mm压缩至85 mm过程中,界面压力的变化很小.界面压力受过盈量和电缆截面面积的综合影响,受应力锥弹性模量影响较大而与交联聚乙烯(XLPE)绝缘层的弹性模量基本无关.     

黏性土-结构接触面剪切变形时的渗透机理分析

高心墙堆石坝在心墙和岸坡混凝土垫层间常设有一层接触黏土。这层接触黏土在缓解心墙与混凝土之间较大的不协调变形的同时还应具有较强的抗渗能力。接触面附近土体在高水头作用下产生大剪切变形,处于复杂的应力、变形和渗流状态。工程界普遍对此处是否更容易发生渗透破坏抱有疑问。接触面剪切-渗流试验的结果显示,在土体与结构之间发生较大剪切错动的情况下,渗透性呈现减小的趋势,但对其机理尚不清楚。本文在Biot固结理论的基础上,结合剪切渗透系数模型反映物理状态和变形对渗流场的影响,利用接触面单元反映试验中不同部件之间的接触关系,建立多体-多场耦合分析方法,对接触面剪切-渗流试验进行了数值模拟。通过分析计算结果,揭示了在接触面剪切-渗流的过程中,土体内部的应力-变形和孔隙比的演化过程以及渗透特性的内在机理。     

考虑固结作用的软土地基上灰堤的稳定性分析

通过对某软土地基上灰堤分级加载的数值模拟,并与某有限元软件和有效固结应力法计算结果进行对比,验证有限元软件Geo-studio考虑固结作用稳定计算结果的合理性;计算结果表明,超孔隙水压力的变化符合堆载预压的规律;灰堤施工期稳定安全系数受固结时间和渗透系数的影响,安全系数随固结时间或渗透系数的增加而逐渐增大;设置塑料排水板(prefabricated vertical drain,PVD)提高区域内软土的渗透系数,增大灰堤的安全系数.     

循环荷载作用下粗粒料变形特性的试验研究

本文采用大型三轴试验机对粗粒料进行了不同应力条件下的动三轴循环加载试验,系统地研究了粗粒料在循环加载条件下的变形特性,并探讨了振次、围压、固结应力比和同步径向振动等因素对粗粒料变形特性的影响.试验结果表明,粗粒料的变形可分为往复变形和残余变形两部分,其中往复变形并不等同于传统意义上的弹性变形;固结应力比的增大使得粗粒料的往复轴应变和往复体应变减小,残余轴应变的增长速率随着固结应力比的增大而增大,而残余体应变的增长速率随着固结应力比的增大而减小;同步径向动应力比的增大,抑制了往复轴应变和残余轴应变的发展,而有利于往复体应变和残余体应变的发展.     

机械应力作用下硅橡胶材料的击穿特性研究

预制式硅橡胶高压电缆附件在运行过程中由于过盈配合长期承受较大的机械应力,会对其主绝缘材料硅橡胶的性能产生一定影响。本文首先研究了机械应力对硅橡胶击穿特性的影响,测试了不同拉伸比例下硅橡胶材料的击穿特性,并对比了相同厚度下拉伸与未拉伸状态试样的击穿场强,以及拉伸前后试样击穿场强的变化。然后对拉伸后的试样进行红外光谱、密度、力学性能和TSC测试,分析了不同机械应力作用对材料相关理化性能和电气性能的影响。结果表明:拉伸比例从0增大到125%时,厚度为1 mm和2 mm的硅橡胶绝缘材料的击穿场强分别增大了35.4%和51.0%;排除厚度变化的因素,材料在拉伸情况下的击穿场强仍比原始状态下高;撤掉应力后,其击穿场强反而比未拉伸试样低。     

堆石料蠕变特性试验研究

通过三轴蠕变试验,考虑坝体填筑的应力路径,对两河口水电站堆石料蠕变特性进行了探讨,分析了其蠕变机理、蠕变模型及参数确定方法。堆石料的轴向和体积蠕变可采用幂函数ε=a(t/t0)b拟合。a为试样初始蠕变,b表征了试样的蠕变速率,与应力状态有关。堆石料轴向和体积初始蠕变均随主应力差的增大而增大,轴向和体积蠕变指数均随围压增大而减小,体积蠕变指数还随主应力比增大而减小。拟合得到的蠕变模型具有良好的效果。     

土石坝掺砾心墙料的压缩特性研究北大核心CSCD

土石坝施工完成后的坝体沉降变形是工程上重要的关注点。本文选用一种风积土料和一种花岗岩砾石料,对掺砾土料的压缩特性开展试验研究,探讨掺砾比例、应力等级以及压实度对掺砾土料压缩特性的影响规律。试验结果表明:心墙土料掺砾后压缩性有着明显的改善,土料压缩模量随竖向应力的增大而提高,但随着竖向应力的持续增大,压缩模量的增加速度逐渐减小;掺砾比例和压实度均对土料压缩模量有较为明显的影响,随着掺砾比例和压实度的增加,压缩模量基本呈现随之提高的变化规律,但也发现过高的掺砾比例将会因砾石受到竖向应力产生颗粒破碎而使压缩模量降低;掺砾土料的孔隙比随竖向应力的增大而减小,低应力条件下孔隙比减小的速率较快,高应力条件下孔隙比减小速率下降并趋于稳定;结合掺砾后压缩模量的变化规律,对坝体不同高度处心墙掺砾比例的优化调整进行了探讨。     

镇安抽水蓄能电站弃渣坝材料大型三轴试验研究

根据镇安抽水蓄能电站弃渣坝地质条件和现场实际工况,通过对不同干密度土料开展土工试验,分析了坝体材料各力学参数特性。试验结果表明：随着围压增大,该坝弃渣料的峰值应力相应增大;在低应力情况下,弃渣料的体积缩小,在围压较高时,体积变化增大;弃渣料先出现剪缩,随后变为剪胀,剪胀随着侧压力的增大出现缩小现象,应力-应变关系曲线呈软化型,最终转变为剪缩型;保持围压条件不变,材料的峰值应力在干密度逐渐增大的情况下出现略微增大,但最大体变随着干密度增大出现较明显的减小情况;保持相同围压状态,邓肯-张模型参数对干密度的敏感性大小依次为Kb、k、m、c、Δφ、Rf、φ0、n。相关研究可为以后抽水蓄能电站的弃渣坝设计和后期防护奠定理论基础。     

饱和重塑黄土在部分排水条件下的力学特性研究

针对黄土地区实际加载工程中部分排水问题,利用多功能GDS应力路径三轴仪开展饱和黄土不同排水条件下的三轴试验,研究了不同排水条件下饱和重塑黄土的强度特性。试验结果表明：饱和重塑黄土的强度随应变增量比的增大而增大,剪切过程中产生的超孔隙水压力随应变增量比的增大而减小;不同排水条件对土的强度特性的影响在两个方面：一是荷载条件,即土的有效应力路径,使得排水和吸水条件的加载模式不同;二是土性条件,即体积变形约束制约着土样剪胀特性的发挥,进而影响内摩擦角的发挥程度,形成渐近状态。根据试验数据,分析了不同排水条件下应力路径及渐进状态变化规律,调整了极限应力比的计算方法,得出饱和重塑黄土的极限应力比与应变增量比的线性关系方程。     

饱和软粘土地基强夯置换和排水固结

饱和软粘土地基孔压不易消散,夯击容易引起土体侧向挤出和向上隆起,降低夯实效果,为此必须采用辅助措施,强夯置换和设置竖向排水通道,本文总结了若干工程经验,阐述了强夯有效影响深度,最佳夯击能,强夯地基的强度和变形问题。     

软基处理中堆载预压法和强夯加固法的对比分析

本文通过广州芳村-花地工程软土地基的处理实例,对堆载预压法和强夯加固法在广州软土地基处理工程中的应用进行分析对比,评析了两种方法取得的效果以及各自的优缺点,这对于同类型地基处理工程具有重要借鉴意义。     

生石灰对粘性土改良作用的研究

通过液塑限联合测定试验、击实试验、无侧限抗压强度试验,研究粘性土在不同灰比、不同龄期、不同外部条件下的液塑限变化、最优含水量和最大干密度的变化、无侧限抗压强度的变化规律,阐述生石灰对粘性土塑性、压实度、强度和稳定性的影响及作用机理,招导工程实践。     

钙质砂压缩过程中颗粒破碎的细观特征

本文采用自设计的透明模型箱，通过侧限压缩试验，结合近景摄影测量技术，探究了钙质砂的压缩与颗粒破碎特征。试验表明，钙质砂的压缩变形可以分为三个阶段：低应力下的初始压密阶段，变形以颗粒位置调整使得颗粒间孔隙被压缩为主；中等应力下的研磨和棱角破裂阶段，变形以颗粒研磨和棱角破裂的破碎模式为主，一定程度上破坏了钙质砂颗粒间的咬合力和摩擦强度，使得变形进一步发生；高应力下的整体破碎阶段，钙质砂颗粒以整体破碎的模式主导钙质砂试样的变形，钙质砂颗粒整体破裂成大量的小颗粒，钙质砂内孔隙被大量释放，钙质砂试样进一步被压密。不同粒径的钙质砂压缩破碎的模式不同，在试验应力条件下（σmax < 6 MPa），粒径大于5 mm的钙质砂试样压缩过程中会经历上述完整的三个阶段。     

堆载预压法处理道路软基加固机理简析

运用有效应力原理分析堆载预压处理道路软基的有效应力变化规律,并对堆载预压加固软基的强度增长规律和软基压缩变形原理进行分析,同时应用应力路径方法分析堆载预压引起的土体侧向变形。并根据堆载预压处理道路软基加固机理对某道路软基堆载预压处理的检测效果进行了分析。     

湿度和密度变化下伊犁黄土的压缩和湿陷特性

为揭示西风区伊犁黄土的变形特性,利用YS-I高压固结仪,开展了不同干密度和含水率下的双线法湿陷试验,探究了伊犁黄土的压缩特性和湿陷特性。研究结果表明：含水率越大、干密度越小,压缩屈服应力越小,压缩系数a1-2越大,δs-p曲线的软化性越强;湿陷系数与含水率、干密度均近似呈线性负相关;当干密度大于1.6 g/cm3时,伊犁黄土的湿陷性基本消失;可采用e/e0-lg(p/pc)的指数关系表征不同含水率下的归一化压缩曲线,并提出了考虑干密度影响的表达式;针对典型的湿陷曲线提出了一个能较好反映湿陷变形曲线软化特征的4参数模型,并给出了考虑干密度和含水率的模型公式,为中亚西风区黄土地区的工程建设提供借鉴。     

两河口堆石料侧限压缩和蠕变的耦合影响研究

采用两河口特高砾石土心墙堆石坝的坝壳风干板岩堆石料,开展了大型侧限压缩和蠕变试验。考察了恒定应力速率加载-蠕变、恒定应力速率加载-卸载-再加载后蠕变中的堆石料体积变形发展过程,以研究加载和蠕变的相互影响。除前期存在卸载或低速加载后的蠕变外,各方案蠕变体积变形随时间发展均大致遵循相似的归一化过程,且应力越高,蠕变变形量值越大;蠕变速率随时间增长而下降,且与时间在双对数坐标系中呈良好线性关系;蠕变速率起始值与应力正相关,但随时间的衰减速度与应力无关,也与之前的加载、蠕变历史没有关系。当前期存在卸载或低速加载时,后继蠕变量值明显大幅减小,且蠕变初期存在蠕变速率随时间逐步增大或随时间维持不变的现象。蠕变后再加载过程类似卸载后再加载过程,侧限压缩模量初期数值明显高于正常加载模量,随着再加载应力增大,模量快速减小并接近正常加载模量。蠕变后继加载过程中后期受之前的蠕变次数、时间影响较小。     

变换域图像压缩算法仿真及性能分析

研究了变换域压缩的基本原理与关键技术,对几种典型的变换域压缩算法进行了仿真与分析。针对同一图像采用不同的正交变换进行分解,保留相同个数的显著系数进行图像重建,以比较各种算法的稀疏表示能力,同时改变压缩比和分块大小等压缩参数,分析了各种压缩参数对算法性能的影响。实验表明,在低压缩比下,DFT具有较好的压缩效果,在高压缩比下,DCT和DWT性能优于其他算法。DWT具有时频局部化特点,因此其综合性能最佳,应用前景广泛。