冻土I—Ⅱ型复合断裂准则的试验研究

采用四点弯曲试件,参照有关测试方法,测定了几种不同含水量及不同温度下的冻土Ｉ－Ⅱ型复合断裂的Ｋ１和ＫＩＩ,并绘制了相应的ＫＩ／ＫＩＣ－ＫⅡ／ＫＩＣ曲线,给出了曲线的表达式,对冻土的Ｉ－ＩＩ型复合断裂准则进行了讨论,并给出了建议。     

含Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹构件断裂研究

工程中常见含缝构件，在外力作用下裂缝会张开扩展，影响了构件的工怍性能与整体结构。该文对含Ⅰ-Ⅱ型复合裂纹构件的断裂进行了研究，并运用等效应力作为断裂判断依据，指出其计算结果与实验数据符合较好。     

弹塑性Ⅰ- Ⅱ复合型加载下J积分断裂准则研究

在分解J积分法调制的弹塑性大变形有限元程序计算的基础上，用阻力曲线法研究了两种材料不同Ⅰ-Ⅱ复合比下的J积分阻力特性，提出了一个适合中低强度、塑韧性较好材料的复合型延性断裂准则，并结合复合延性断裂微观过程的观察，对该准则和a值做了解释和讨论。     

钢纤维砼Ⅰ、Ⅱ复合型V形切口断裂准则的试验研究

用四点剪切梁试件测得了钢纤维砼Ⅰ、Ⅱ复合型V形切口问题的临界断裂曲线,建立了断裂准则的经验公式,讨论了最大拉应变准则在V形切口问题中的应用.     

冻土材料非线性断裂模型的试验研究

冻土是多相体复合材料，土体冻结过程中在内部形成空穴、裂隙等多种缺陷。把这些缺陷简化为冻土中的初始裂纹，应用断裂力学理论和试验方法，研究冻土的非线性断裂过程和特征。结果表明：冻土非线性断裂破坏过程由弹性阶段、微裂纹损伤区形成阶段和软化阶段组成，其中微裂纹损伤区形成阶断是冻土非线性破坏的主要表征。把微裂纹损伤区简化为假想裂纹处理，可称为虚拟裂纹，并考虑冻土中冰晶体胶结力作用，给出冻土非线性断裂破坏的胶结力裂纹模型；讨论胶结力的性质与分布，给出微裂纹损伤区长度确定的方法，为理论分析与数值计算提供依据。同时，还对胶结力裂纹模型涉及的非线性断裂韧度指标δC进行测试，给出相应测试方法和结果。     

花岗岩Ⅰ─Ⅱ复合型断裂试验及断裂数值分析

对三峡闪云斜长花岗岩开展了四点弯曲Ⅰ─Ⅱ复合型断裂试验，测得了ＫⅠ和ＫⅡ，根据试验结果拟合出了临界断裂判据经验公式，并与最大拉应力和最大拉应变理论作了比较分析。模拟三峡船闸高边坡开挖施工过程进行了断裂有限元计算，采用经验断裂判据对船闸边坡岩体裂隙扩展的稳定性作了评价。     

混凝土-环氧砂浆界面Ⅰ-Ⅱ型断裂性能试验研究

为研究混凝土强度和界面粗糙度对混凝土-环氧砂浆界面Ⅰ-Ⅱ型复合裂缝扩展和断裂性能的影响,对15个试件进行四点剪切试验,采用数字图像相关(DIC)技术获得试件表面位移场和应变场。基于线弹性断裂理论和试验测得的Ⅰ型裂缝起裂韧度,计算断裂能、变形系数和裂缝尖端Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子。研究结果表明：试件均沿着界面发生典型的准脆性破坏;通过提高混凝土强度可以显著增强界面的断裂性能,但对裂缝尖端处Ⅰ型和Ⅱ型应力强度因子比重的影响较小;试件断裂性能、裂缝尖端应力场和破坏角与界面粗糙度有较大的相关性,当灌砂平均深度■从0 mm增大到0.31 mm和0.97 mm时,断裂能G_u分别提高了16.1%和66.9%,变形系数N_u分别提高了5.4%和27.6%,Ⅰ型、Ⅱ型应力强度因子比值分别下降了11.96%和39.7%,破坏角分别增大了11.9%和37.8%。     

D-P准则与岩石断裂韧度KⅠc,KⅡc关系的研究

通过断裂力学中裂纹端部的应力叠加,得出拉剪裂纹的端部总应力,代入D-P破坏准则,经推导得出D-P准则与岩石断裂韧度KⅠc,KⅡc的相互关系.并以三峡永久船闸高边坡为例,说明该推导的合理性.     

冻土断裂力学破坏准则及其在工程中的应用

考虑冻土自身存在的各种缺陷及冻胀力的作用和影响,应用断裂力学理论与方法,研究冻土破坏的机理,建立了冻土断裂力学破坏准则。该准则适用于脆性破坏并在小范围屈服条件下的冻土。对于冻土地基临塑荷载的确定以及在较低负温下的地基基础的破坏问题,该准则也是适用的。通过实际冻土工程问题的应用表明,冻土断裂破坏准则符合冻土的实际和特点,是有效的。     

冻土断裂韧度测试的理论与方法

在讨论冻土脆性破坏特征的基础上,分析了线弹性适用条件及平面应变断裂韧度测试对试样尺寸的要求。在测试方法上,详细说明了试样的制备,条件载荷值Pq的确定以及实验过程的一些细节问题。最后就冻结黄土KⅠc(Kq)测试结果,分析了KⅠc(Kq)与温度、含水量及加载速率的关系     

砾石土心墙料水力劈裂试验研究

在改进的三轴仪上开展了两种不同级配砾石土心墙料的水力劈裂试验。根据试验结果得到了以下结论:砾石土心墙料的自身性质与围压是影响劈裂压力的关键性因素,水力劈裂破坏主要表现为击穿破坏;相同试验条件下,随围压、固结比和水压加荷速率的提高,水力劈裂试验的流量降低;对于砾石土心墙料,当粉粒与黏粒含量较高时,由于颗粒间的胶结力更强,相同围压、固结比和加载速率条件下试样的破坏劈裂应力要更高,但不同级配砾石土的劈裂压力随围压的增长幅度变化不大;固结比或轴向应力对砾石土心墙料的劈裂压力影响不大,在文中试验条件下,加荷速率对破坏劈裂压力影响也不大。     

冻土断裂力学在挡墙基础稳定性分析中的应用

讨论了冻土断裂力学在挡墙基础强度及稳定性分析中的应用 ,讨论了实际工程问题的简化方法 ,给出了冻土断裂力学判据 ;给出了应用实例 ,并与传统的强度设计及稳定性问题进行了计算比较 ;指出冻土断裂力学是对传统设计和计算方法的完善和补充 ;讨论了冻土断裂力学在未来工程设计计算中的应用前景及其作用     

高温–高含冰量冻土蠕变试验研究

为了研究高温–高含冰量冻土的蠕变特性,开展了温度分别为-0.3℃,-0.5℃,-1.0℃,含水率分别为40%,80%,120%的冻结黏土单轴压缩蠕变试验。试验结果表明,无论应力多大、作用时间多长,高温–高含冰量冻结黏土单轴压缩蠕变过程都具有衰减特征;在相同的温度条件下,在相同时刻、含水率40%时冻土强度最大,含水率120%时次之,含水率80%时最小;还得到高温–高含冰量冻结黏土单轴压缩蠕变方程、应力–应变关系和长期强度方程的参数。     

超声纵波测量冻土动弹性模量的试验研究

超声波在介质中的传播速度反映了介质的物理力学性质。本文运用普通纵波换能器测定了不同含水率的冻结粉质粘土在不同温度下的纵波和表面波速度,从而测定并计算冻土的动弹性模量和泊松比。其中表面波速度采用的是一种用接收波波峰相关散点回归来计算的新方案,能够有效排除边界和底面反射波的影响。试验和计算结果表明：冻结粉质粘土的泊松比随温度升高和含水率增加而增大;动弹性模量在试验含水率的范围内随含水率的增大而减小。     

华东地区土壤及土沙混合物导热系数的实验研究

在不同含水率、不同密度条件下，利用探针法对土壤及不同比例的土沙混合物的导热系数作了实验研究，分析了影响土壤换热能力的因素，得到了便于工程使用的土壤及土沙混合物导热系数的实验关联式。     

冻土场地地震加速度反应谱研究

根据波动理论考虑土体的非线性,得到地震反应谱的解答,应用求解水平层状场地地震反应谱的等效线性化程序,数值求解不同负温、不同覆盖层厚度多年冻土场地的地震加速度反应谱,季节冻土场地冬夏季地震加速度反应谱。计算结果表明:负温对多年冻土场地加速度反应谱的影响显著,随着冻结温度的降低,加速度反应谱的加速度峰值逐渐降低,并且其峰值前移,场地卓越周期减小;随着冻土覆盖层厚度的增加,反应谱峰值先增大后减小;季节冻土场地夏季的地震反应高于冬季,但在短周期阶段也出现了反超的现象。     

季节性冻土中土工格栅加筋特性试验研究

针对东北地区典型粉质黏土,通过一系列土工格栅在冻土中的拉拔试验,重点分析了土壤含水率及冻融循环作用对土工格栅加筋性能的影响,并基于拉拔摩擦强度、表观摩擦系数、界面摩擦阻力和端承被动阻力等理论,对试验数据进行了详细分析。研究发现:含水率对土工格栅加筋效果存在明显抑制作用,含水率从20%提高至32%时,筋土界面摩擦阻力和端承被动阻力均减小60%以上。而当含水率一定时(w=24%),冻融循环作用反而提高了土工格栅的加筋效果,经历7次冻融循环后,土工格栅加筋效果增幅为30%左右,主要是横肋前端承被动阻力的提高,而筋土间界面摩擦阻力变化不大。上述试验成果可为土工格栅在冻土地区的推广应用提供一定的理论依据。     

基于光纤光栅的冻土含冰量监测可行性试验研究

含冰量是冻土研究的一项重要参数。针对现有含冰量测量的局限性,提出了一种基于光纤布拉格光栅（FBG）的冻土含冰量监测方法。结合冻土温度场,应用内加热FBG刚玉管传感器,通过室内标定试验验证该方法的可行性;基于传统导热系数模型推导出温度特征值与含冰量之间相应函数模型,并应用试验数据进行验证。研究结果表明：试验所得温度特征值随冻土含冰量增加而减小,可以通过该规律初步判断含冰量范围;在温度特性值与含冰量数值关系的拟合中,指数函数模型与本次试验数据拟合度最高,含冰量测量误差小于2%,在可接受范围内;本方法实现冻土含冰量监测具有可行性。