饱和度的变化对非饱和土抗剪强度参数影响的试验研究

本文通过对不同饱和度的非饱和土的室内三轴试验,系统地研究了饱和度对非饱和土抗剪强度参数的影响,认为随着饱和度的变化,非饱和土 粘聚力将有较大变化,而其内摩擦角基本保持不变,从而为工程应用提供了依据。     

川西北地区砂卵石土抗剪强度影响因素分析

通过大型模型试验对川西北地区砂卵石土抗剪强度指标摩擦角和咬合力的影响因素进行试验研究.结果表明: (1)砂卵石土的抗剪强度指标随着密实度的增大而增大.当增大到一定程度后,摩擦角和咬合力的增加速率变小,且有趋于稳定的趋势.(2)在密实状态和颗粒级配一定的情况下,由于砂卵石上自身的工程性质,含水量埘其抗剪强度指标的影响甚微.(3)当粒径增大时,咬合力和摩擦角均在增大.所以在砂卵石土级配良好的情况下,可适度增大砂卵石土的粒径,以提高砂卵石土的抗剪强度.     

非饱和黄土的破坏条件

根据黄土的沉积历史及强度性质建立了黄土的破坏条件,该条件在p--q平面上仍采用莫尔库仑条件,在π平面上满足形状函数一切条件,只需做常规三轴压缩和常规三轴挤长试验就可确定该条件的所有参数;依据非饱和土有效应力新表达式,提出了三维应力状态下有效应力参数的确定方法;用所做的非饱和原状黄土真三轴试验资料验证了该条件的适应性;将该条件与改进的条件、双园弧条件、Willam和Warnke条件比较,发现该条件在应用于黄土方面优于其它条件.     

降雨强度对非饱和土降雨入渗的影响

降雨入渗机理是非饱和土边坡稳定性的核心问题。该文开展不同降雨强度下不同压实度非饱和土降雨入渗室内模型试验。试验结果表明,降雨下,土柱从上到下的体积含水率波动剧烈程度依次递减,且下层的体积含水率变化较上层有滞后。上层土不同深度的体积含水率在小雨、大雨及暴雨条件下基本表现为先瞬时攀升而后逐渐降低至稳定状态。而下层土体积含水率在空间和时间上均表现有所差别。小雨和大雨工况,最大迁移深度范围分别为0.21～0.36 m和0.15～0.3 m;而暴雨时,最大入渗深度超过0.67 m。随着土柱压实度的增大,引起的水分迁移到达稳态所需的持时明显增大,近似呈抛物线型增长趋势。     

黄泛区粉土-玻璃纤维增强聚合物复合材料布界面摩擦特性试验

玻璃纤维增强聚合物复合材料（GFRP）强度高、耐热性好、抗碱性腐蚀能力较强,目前已广泛的应用于土木工程领域中。为了研究黄泛区粉土和GFRP布之间的界面摩擦特性,利用TZY-1型土工合成材料综合测定仪开展了直剪摩擦试验研究,分析了含水率、压实度和法向应力对界面摩擦特性的影响。结果表明,黄泛区粉土和GFRP布的界面摩擦强度随着压实度的增大而增大;界面摩擦强度在土体的含水率最优时达到最大,超过最优含水率后会下降;界面抗剪力随着法向应力的增大而增大,摩擦系数随着法向应力的增大而降低。      

正常固结非饱和黏性土的三剪弹塑性本构模型

基于临界状态土力学框架,采用单应力变量法和双应力变量法非饱和土三剪强度准则,将原饱和土屈服函数中的屈服应力和破坏应力比分别替换成能反映土体饱和度影响的屈服应力和三剪破坏应力比,采用等量代换法和坐标平移法的三剪屈服函数推导出4种三剪弹塑性本构模型.所提本构模型能反映非饱和土全应力状态下土的强度区间效应、拉压强度差及黏聚力...     

预留土对非饱和基坑支护结构的影响

基于《建筑基坑支护技术规程》的相关规定和非饱和土强度理论,建立了考虑预留土的嵌固和水平支撑双重作用和非饱和特性时支护结构嵌固深度、位移和内力的计算方法。研究表明,预留土的作用可以概括为两个方面:① 虽然能提供的水平抗力不是很大,但由于其合力力臂较大,因此对支护结构有明显的嵌固作用,从而可以缩短支护结构的嵌固深度;② 能在支护结构上部形成弹性支承,从而减小支护结构的水平位移和内力。算例分析表明,采用预留土并降水的施工方法能大幅度缩小支护结构的嵌固深度、位移和内力。因此,在条件适当的条件下,用基坑内侧预留土并降水的施工方法不仅可以省去水平支撑、降低支护结构嵌固深度,同时还可以节约投资和缩短工期,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益。     

正常固结非饱和黏性土的三剪边界面模型研究

将三剪统一强度准则分别与非饱和土的单应力变量理论和双应力变量理论相结合提出了正常固结非饱和黏性土的三剪强度准则,在此基础上采用等量代换法与坐标平移法分别推导出可以反映土体全应力状态效应的三剪破坏应力比.将该三剪破坏应力比引入非饱和黏性土修正剑桥模型的屈服面方程以确定初始边界面,采用径向映射法则确定后续边界面,根据插值函...     

非饱和黏性土的三剪次加载面模型研究

基于非饱和土三剪强度准则和次加载面模型,构建了适用正常固结非饱和黏性土的Bishop和Fredlund应力变量法三剪次加载面模型,将2个模型计算结果与非饱和黏土的单调静三轴试验及循环动三轴试验结果做了对比,结果表明,Fredlund应力变量法本构模型要更接近试验结果。在静三轴试验的土体变形后期,Fredlund和Bishop应力变量法的模型计算结果与试验数据的应力偏差分别为2%和10%;在动三轴试验的土体振动后期,Fredlund和Bishop应力变量法与试验结果的应变偏差分别为4.2%和7.5%。另外,对所提模型的真三轴分析结果可知,静真三轴试验的中间主应力影响系数和基质吸力的增大均会使得土体的抗剪强度增加,随着基质吸力增大,不同模拟结果依次的应力偏差均为11%左右;随着中间主应力影响系数增大,不同模拟结果之间的应力偏差大致为4%。动真三轴试验的最小主应力或中间主应力越大,非饱和黏性土的棘轮效应和抗剪强度也越大,不同中间主应力模拟结果之间的应变偏差为3.3%,不同最小主应力模拟结果之间的应变偏差为8.5%。     

垃圾土的强度与变形特性

简要回顾了环境岩土工程的发展历史,论述了垃圾土的分类和特性,从岩土力学的角度对有关垃圾土力学性质的研究现状进行了综述,其中重点讨论了垃圾土的强度和压缩变形特性,并对岩土工程师比较感兴趣的垃圾有机成分降解规律进行了介绍。还介绍了清华大学岩土工程研究所在相关方面所取得的研究成果。     

非饱和膨胀土强度的分形特征

本文从膨胀土微孔隙分形分布的特点出发，导出了膨胀土的强度与基质吸力的关系式，非饱和膨胀土的强度与其吸力在双对数坐标上呈直线相关，这一关系得到了宁夏膨胀土的三轴试验结果的初步证实。     

非饱和膨胀土强度的分形特征

本文从膨胀土微孔隙分形分布的特点出发，导出了膨胀土的强度与基质吸力的关系式，非饱和膨胀土的强度与其吸力在双对数坐标上呈直线相关，这一关系得到了宁夏膨胀土的三轴试验结果的初步证实。     

结构性土强度准则探讨

基于岩土二元介质模型思想,建议了一个适用于结构性土的强度准则。结构性土的土工特性与重塑土的有很大的区别,强度变化规律方面也不例外。已有的强度准则是建立在重塑土或扰动土的基础上的,它们不能很好的反映结构性土的强度变化规律。在大量的结构性土强度试验资料的基础上,分析了结构性土的强度变化规律和机理,基于考虑结构性岩土材料破损机理的二元介质模型概念,通过引入随应力状态变化的剪切抗力分担率参数,建立了结构性土的强度准则,并对准则中参数的变化对强度规律的影响进行了分析。最后,通过两种结构性土Lacustrine clay和Louis clay的固结不排水强度试验进行了验证,验证表明所建议的准则具有较好的适用性。     

基于扰动变量的非饱和原状土本构模型

该文根据复合材料均匀化理论的思想建立了考虑水的滞后性与应力-应变特性相祸合的非饱和原状土本构模型。复合材料均匀化理论的主要思想是将变形的岩土材料视为由相对完整状态土（RISP）和完全调整状态土（FASP）混合而成的复合材料，RISP和FASP的力学性能分别与原状土和重塑土的力学性能相同。另外，在土体的变形过程中，RIS...     

毛乌素沙漠风积砂动强度特性试验研究

随着陕北油气资源的不断勘探和开发,毛乌素沙漠地区风积砂的岩土工程特性问题逐渐成为当地工程建设的制约因素。该文在均等固结条件下,采用孔压破坏标准,对毛乌素沙漠饱和风积砂进行了不同干密度和不同围压下的固结不排水等幅循环动三轴强度试验。在试验基础上,得到了不同密度不同围压下的风积砂动强度曲线和动孔隙水压力发展曲线。针对天然气压缩机的类无限循环动荷载特性,探讨了无限循环荷载作用下毛乌素沙漠饱和风积砂的动强度问题。并基于摩尔-库仑强度准则获得了适用于毛乌素沙漠风积砂在无限循环荷载作用下的等效动抗剪强度参数及破坏判据。     

考虑疏干带非饱和土影响下基坑降水引起地面沉降的计算

大多数基坑底面低于地下水位面,在开挖前需要进行降水工程为施工提供干燥、安全的环境。由于降水历程中孔隙水压力消散和有效应力的增加,周围土体会产生固结压密,同时在基坑周围形成地下水的降落漏斗,最终导致地层的不均匀沉降,对坑周道路、建筑物及地下管线造成危害。在忽略土体的侧向变形及群井效应的前提下,引入非饱和土的有效应力原理,根据裘布依假定求出基坑降水后地下水位的降落曲线方程。采用分层总和法分别计算水位降落曲线上下非饱和土与饱和土的地面沉降量,叠加后得到最终坑周地面沉降量。结合数值模拟计算及工程实例监测数据对比分析,表明该方法具有较高的工程实用价值。     

A PARALLEL COMPUTING SOLUTION OF HEAT AND MOISTURE TRANSFER IN UNSATURATED SOIL

New parallel software for the analysis of coupled heat and moisture transfer in unsaturated soil is developed. The model, written in a two-dimensional polar co-ordinate formulation, is based on a finite difference self-implicit method. The code is programmed in FORTRAN with message passing libraries PARMACS and executed on a ‘Paramid’ parallel supercomputer. The validity of the parallel code by comparison of simulation results with experimentally measured values obtained from a laboratory heating experiment is examined. An assessment of the algorithm's performance on a large network of processors is also explored. It was found that the simulation results compared very well with the experimental measurements. The efficiency of the parallel code was also revealed leading to the conclusion that the algorithm was highly efficient in nature. The new parallel code was also found to be more efficient when dealing with larger problems requiring more finite difference nodal points, on a larger network of processors.     

新型组合剪力键抗剪机理及承载力计算方法研究

提出了一种带横向栓钉的新型组合PBL剪力键（简称组合剪力键）,并开展了6个组合剪力键试件的静力推出试验。建立了组合剪力键的精细化有限元模型,在试验验证的基础上,开展了216个试件的数值模拟和参数分析。基于试验研究和有限元分析结果,对组合剪力键的受力机理进行了分析。研究表明：该组合剪力键具有良好的抗剪性能,其抗剪承载力由PBL部分的混凝土榫柱和横向栓钉共同提供,可按叠加原理进行计算。参数分析表明：增加栓钉直径和混凝土强度均可有效提高组合剪力键抗剪承载力。其中,当栓钉直径由16 mm增至22 mm时,其承载力约提高27.7%;当混凝土强度等级由C30提高至C50时承载力约提高20.6%。但增加开孔直径和肋板厚度对抗剪承载力的提高影响并不明显基于可靠度分析和叠加原理提出了该组合剪力键抗剪承载力计算公式。研究结果可为该新型剪力键的工程应用和后续研究提供参考。     

碳纤维增强尼龙1010的力学性能及其对摩擦磨损的影响

用碳纤维填充尼龙1010制备了碳纤维增强尼龙复合材料,并对碳纤维增强尼龙复合材料的力学性能和摩擦学性能进行了实验研究。力学实验结果表明:碳纤维增强使尼龙复合材料的拉伸强度、表面硬度增大,碳纤维增强尼龙材料的拉伸强度在20%碳纤维含量时达到最大值;碳纤维表面处理对尼龙复合材料的拉伸强度有很大影响,碳纤维表面氧化处理提高了碳纤维增强尼龙复合材料的拉伸强度。摩擦磨损实验表明:碳纤维增强尼龙复合材料的摩擦系数和磨损率与其拉伸强度和硬度有密切关系。随着拉伸强度和硬度的提高,尼龙复合材料摩擦系数和磨损率降低;摩擦系数和磨损率与拉伸强度具有反比关系,与材料硬度具有二次方程关系,与碳纤维填充量之间存在负指数变化规律。