变温幅度和间歇时间对土体冻胀影响的试验研究

选取冻胀敏感性粉质黏土,利用人工冻土一维冻胀试验系统进行不同变温幅度和间歇时间作用下的后间歇冻结试验,以试样冻深达到稳定阶段为初始时刻分析冻结锋面、冻胀量及温度梯度变化曲线,得到冷端变温幅度和间歇时间对土体冻胀的影响规律.结果表明:不同变温幅度作用下的冻结锋面、冻胀量曲线呈周期性变化,变化周期为240 min,与间歇时...     

兰新铁路季节冻土冻胀特性试验分析

研究了不同试验条件下兰新铁路K411+200处季节冻土土冻胀量的特点,进行了冻胀试验并对试验结果进行了对比分析。试验结果表明:冻胀量随含水量的增加而增长,开放体系冻胀量远大于封闭体系冻胀量,但初始含水率对冻胀的影响在封闭体系下比开放体系下更敏感。     

模拟真实环境下纤维加筋土的冻胀量变化规律

为了研究掺加纤维对纤维加筋土冻胀量的影响,以砂质粉土为研究对象,设计正交试验,模拟了半无限体表面冷源作用下单向冻结,同时设定相同的温度使降温速率相同,进行冻胀实验,试验结果表明:各因素对冻胀量的影响大小为:含水率纤维掺量纤维长度;纤维长度为9 mm,纤维掺量为2‰时,是提高纤维土抗剪能力的最佳值,纤维能提高冻融条件下土的抗剪能力。     

兰新线路基土冻胀特性试验分析

为了研究兰新线路基土冻胀特性,进行了不同含水量、不同压实度的封闭系统冻胀试验和开放系统冻胀试验。试验结果表明,在封闭系统下冻胀量随含水量的增大而增长,随压实度增加而减少;开放系统冻胀量远大于封闭系统冻胀量,且与初始含水量有关;在冻结的过程中,冻土中的水分出现了重分布现象。     

气态水迁移诱发非饱和粗粒土冻胀的试验研究

寒区高铁粗粒土路基冻胀机理问题一直困扰科研和工程技术人员,气态水迁移诱发冻胀是目前广被关注的解释之一,但在直接试验证据方面研究较少。为证明气态水迁移可以诱发非饱和粗粒土冻胀,并进一步阐释非饱和粗粒土的冻胀机制,基于新开发的粗粒土冻胀试验仪,开展了系列的室内试验。结果表明,仅有气态水补给条件下,无细粒含量的粗粒土发生了明显冻胀,试验测得6 cm高的土柱336 h的冻胀量可达8.30 mm,672 h的冻胀量达到23.46 mm。基于X-CT扫描试验观察了气态水补给下冻胀粗粒土中冰的分布特征,发现在恒定温度梯度下冻土中无层状分布的冰透镜体,仅存在一条包含分凝冰和饱和孔隙冰的水平冻结带。冻胀试验发现土柱的冻胀量随温度梯度的增大而增大;梯度降温更有利于气态水的迁移补给,并导致更大的冻胀;土柱的初始含水率越高,越不利于气态水在土中的迁移,冻胀量越小。气态水补给诱发冻胀的试验现象,对传统液态水在细颗粒中成冰冻胀的冻土理论形成了较好补充,同时对揭示寒区高速铁路路基的冻胀机制有重要价值。     

天然硫酸盐渍土盐-冻胀性试验研究

以天然硫酸盐渍土为研究对象,对天然硫酸盐渍土进行了室内研究,试验在冻融循环条件下进行,试验结果显示,天然硫酸盐渍土的盐-冻胀量随着冻融循环次数及含水率的增加而增大;相同含水率时,盐-冻胀量随干密度的增加盐-冻胀率相差并不大,含水率更能影响土样的盐-冻胀性;硫酸盐渍土在第3次冻融循环时表现出最大的盐-冻胀增量。     

不同温度条件下土的人工冻结试验研究

目前人工冻结施工方法仍然存在一些未解决的问题,最为突出的就是冻胀问题,本文从工程实际出发,进行了不同人工冻结方向以及不同冻结温度模式的冻胀试验研究,并对试样的温度场、冻胀量、含水率及干密度等进行了对比分析。在相同试验条件下,正弦变温冻结试样的冻胀量值最小,自下而上恒温冻结试样的冻胀量最大;自上而下恒温冻结、正弦变温冻结和恒温自下而上恒温冻结试样的含水率和干密度变化趋势相同,可知在相同试验条件下,冷端输出的冷能一定时,人工冻结试样内部水分迁移规律将相同。     

土工袋防渠道冻胀模型试验研究

为研究土工袋在寒冷地区的防渠道冻胀效果,开展了冻融循环作用下土工袋处理渠道和常规渠道模型试验,研究了土工袋处理渠道和常规渠道的冻胀量、融沉量、含水率和温度随时间的变化规律。试验结果表明：冻融循环作用下土工袋处理渠道防冻胀效果显著,同时揭示了土工袋防渠道冻胀机理,即土工袋通过抑制毛细水、薄膜水上升、加筋作用达到防冻胀效果,为寒区渠道防冻胀提供理论依据。     

堆石坝垫层材料的冻胀性能

为研究寒冷地区堆石坝垫层材料的冻胀性能,对不同粉粘粒含量(质量分数)、不同含水率(质量分数)的堆石坝垫层材料进行了不同冻结温度、不同冻结速率的冻胀试验.结果表明:冻结温度越低,垫层材料的冻胀量越小,在冻结温度为-3~-7℃时,冻胀量变化最为显著;垫层材料冻胀量随粉粘粒含量和含水率的增大而增大,随冻结速率的增大而减小,且减小趋势近似线性;在相同粉粘粒含量下,高含水率试样冻胀发展迅速,且发展过程较长.含水率9.0%粉粘粒含量12%或含水率7.5%和9.0%粉粘粒含量15%的垫层材料冻胀级别均为弱冻胀,因此建议工程中选用粉粘粒含量小于12%且含水量小于9.0%的材料作为堆石坝垫层材料.     

饱和粉土冻胀过程试验研究及数值模拟

 为了研究温度梯度、冻结速率、土样高度和竖向压力对冻胀的综合影响,在不同试验条件下对饱和粉土进行了一系列一维土柱冻胀试验,试验中测量土样温度、竖向压力、冻胀量和补水量。试验结果表明：在温度场处于准稳态时,冻胀速率与温度梯度成正比例增长关系,冻胀速率随着竖向压力增大而线性减小;定义比冻结速率为冻结速率与土样高度之比,当温度场处于瞬态时,冻胀速率随比冻结速率成幂函数增长,增长率随着比冻结速率增大而减小。提出了综合考虑温度梯度、冻结速率、竖向压力和土样高度的冻胀计算公式,在此基础上推导了考虑水分迁移的冻土热扩散方程,提出了模拟冻胀和温度变化的数值模拟方法,通过一个数值算例计算了冻结过程中的温度和冻胀量变化,并与实测结果对比验证了该方法的可靠性。     

煤与瓦斯突出模拟试验研究

 以自行研制开发的大型煤与瓦斯突出模拟试验系统为手段,对其可靠性进行试验验证,并对不同含水率煤体发生煤与瓦斯突出时突出强度变化规律进行模拟试验研究。结果表明：研制开发的大型煤与瓦斯突出模拟试验系统的模拟试验结果与煤与瓦斯突出事故实际较吻合,且系统可靠性较好;随着含水率的升高,煤体发生煤与瓦斯突出的可能性减小,煤与瓦斯突出强度也呈减小趋势;在试验煤体含水率情况下,含水率与煤与瓦斯突出强度呈二次曲线关系。     

外墙外保温系统防火试验与评定方法的研究

总结了我国外墙外保温系统防火试验与评定方法研究的过程,提出了采用英国BS8414-1的试验模型和火源进行外墙外保温系统的防火试验研究工作的思路。并明确指出,该试验方法仅应作为一种适用于对外保温系统整体构造防火能力进行评价的验证性方法,而不应作为外保温系统的型式检验方法。建议国家行业主管部门抓紧按照该方法对我国典型的外保温系统构造做法进行试验验证,建立各类外保温系统的防火性能基础数据,用于指导外保温系统防火性能的提高与改进。     

一种新型真三轴巷道模型试验台的研制

介绍了一种新型真三轴巷道平面模型试验台的设计原理和技术特征。该试验台采用6个液压枕加载，最大施加载荷为10MPa，具有整体刚度好、柔性加载、受载均匀、伺服稳定等特点，能够实现效果较好的真三轴巷道模型试验。同时，介绍了与之配套的相似材料技术和有关巷道稳定性模拟试验的部分研究成果。     

含瓦斯煤岩细观剪切试验装置的研制及应用

 介绍自主研发的含瓦斯煤岩细观剪切试验装置,该装置主要由主体结构、加载系统、瓦斯充气系统、裂纹观测系统和声发射系统5个部分组成。该装置具有如下特点：(1) 可进行流固耦合作用下煤岩剪切力学特性试验,为从细观角度研究煤与瓦斯突出机制提供可靠的试验手段;(2) 具有良好的气密性,能保证煤样达到充分吸附瓦斯状态;(3) 设计侧向加载系统,能实现限制性及非限制性剪切试验功能;(4) 试验数据测试手段多样化,实现剪切力–剪切位移、裂纹细观图像及声发射信号的同步采集;(5) 整体设计上具有结构简单,加工成本低,可靠性好,操作方便等特点。采用该装置进行瓦斯压力分别为0.5,1.0,2.0 MPa下型煤试样的非限制性直剪试验,获得剪切力–剪切位移曲线及剪切面裂纹的细观演化过程,并依此分析直剪过程中煤样微裂纹的形成、扩展、贯通进而诱导失稳破坏的力学过程。试验结果表明,该装置具有较好的实用性和可靠性,为进一步研究煤岩剪切细观力学特性提供新的测试手段。     

秦山核电站安全壳结构整体性能的试验研究

秦山核电站安全壳结构整体性能检测和吻合分析的技术要求高、难度大。为了高质量完成这项任务,课题组开展了一系列试验研究工作。本文对数据采集处理系统、安全壳的结构分析和现场实测做了综合论述。     

植筋锚固系统单向拉拔试验及有限元分析

在试验研究的基础上,对化学植筋单向拉拔试验的破坏模式进行讨论,对引起植筋锚固系统破坏的5个因素——混凝土破坏、钢筋破坏、粘结剂破坏、混凝土与粘结剂之间的界面破坏和钢筋与粘结剂之间的界面破坏进行归纳。根据混凝土、钢筋和植筋胶等各种介质的特点及其粘结滑移关系,提出植筋锚固系统的有限元分析模型,对介质单元和界面粘结单元的处理方法予以介绍,并编制相应的计算程序。电算结果表明,计算结果与试验结果吻合较好。     

住宅钢结构体系梁柱节点性能研究

通过对住宅钢结构体系不同形式梁柱节点性能的试验研究 ,得出了适合于住宅钢结构体系的梁柱节点形式 ,对节点设计和施工中应注意的事项进行了分析。     

锚杆抗拔试验分析软件系统的开发

锚杆抗拔试验在锚固工程中具有重要地位,人工手算试验荷载并分析试验数据费时费力。针对锚杆试验加载过程和试验数据分析,采用微软VisualBasic开发了锚杆拉拔试验分析系统。该系统可计算相关试验各级荷载值、锚杆理论弹性变形、分析试验数据并绘制相关技术规范要求的试验曲线图。系统具有界面友好,快速可靠,便于用户编制试验报告。     

泥石流源区砾石土渗透沉降综合测试设备研制及应用

 土体的渗透和变形是岩土工程土工试验研究中的2个重要性质。由野外调查和定点观察可知,泥石流源区广泛分布着砾石土,土体渗透和沉降特性是泥石流发生的必要环节,为了有效观测泥石流源区宽级配砾石土体的渗透系数和沉降,设计研制一套渗透沉降综合测试设备。该装置由稳压供水系统、渗透沉降装载容器和测量系统3个部分组成,其主要功能特征有：(1) 可量测自然状态和模拟降水条件下土体沉降变形;(2) 可观察水分下渗过程并测量土体渗透系数。优化改进后的新型试验装置与传统渗透仪的试验结果对比发现,新装置满足达西定律计算土体的渗透系数,而且更大限度保留砾石土级配特性,弱化尺寸效应,结果具备良好的试验精度。运用该综合测试设备对云南蒋家沟泥石流物源的宽级配砾石土体进行渗透沉降规律测试,试验结果表明,泥石流宽级配砾石土的沉降变形、入渗深度与时间存在对数分布关系,渗透系数与孔隙比成线性正相关关系,而与土体细颗粒含量存在负幂函数关系。应用表明,该实用新型装置为宽级配砾石土渗透规律和变形特性的研究提供有效的试验工具。     

煤与瓦斯突出模拟试验台的研制与应用

 为更深层次地探索煤与瓦斯突出机制,在同类突出装置的基础上自主研发了“大型煤与瓦斯突出模拟试验台”,其主要由煤与瓦斯突出模具、快速释放机构、承载框架、电流伺服加载系统、翻转机构、主机支架及附属装置组成。分析后认为该试验台具有如下功能：(1) 利用电流伺服加载系统可对突出煤样施加均布荷载和阶梯形荷载,模拟工作面前方造成突出的局部应力集中现象。(2) 可实现5种不同倾角煤层在不同地应力、不同瓦斯压力下的煤与瓦斯突出模拟试验。(3) 利用泡沫不锈钢隔离煤样与进气孔,实现了对突出煤样的“面充气”功能。(4) 通过快速释放机构,可瞬间打开突出口使突出端突然卸压。(5) 实现了煤与瓦斯突出试验的全过程回放。试验结果表明：有典型的梨形突出孔洞出现,突出的粉煤有明显分选性,且瓦斯压力越大其突出强度越大。所得试验结果与现场突出特征吻合,说明该试验台具有良好的煤与瓦斯突出试验模拟功能。