土工格栅经验型蠕变模型及其参数试验

为了探讨土工格栅在长期荷载作用下的蠕变特性,在不同荷载级别和环境温度的各种组合条件下,针对不同规格的土工格栅进行了长期室内蠕变试验,并根据对蠕变试验结果的综合对比分析,探讨了土工格栅蠕变曲线、荷载-应变等时曲线的一般特征。试验与分析结果表明:荷载级别、环境温度、格栅强度与生产工艺是影响土工格栅长期蠕变特性的重要因素。结合粘弹性理论建立了反映土工格栅蠕变特性的三参数经验型本构模型,提出了合理确定模型参数的试验方法,并通过与试验结果对比,分析了荷载级别和环境温度对蠕变模型参数的影响。所建议的格栅蠕变模型能有效地对土工格栅加筋结构长期工作性能进行分析与评价。     

预应变加筋路堤中加筋材料的变形计算

基于施工期及通车后各种荷载对预应变加筋土中筋材所引起的总变形力学特性,围绕初始应变及预应变、路堤填土高度引起的土体初始沉降及其各压缩层的正常沉降、筋材在长期荷载作用下产生的蠕变等三方面,给出总应变、预应变、压缩应变、蠕变等一系列相关计算公式并通过实例验证其合理性。为大力推广预应变加筋法施工新工艺提供了更为完善的理论依据和技术指导。     

基于时间硬化蠕变模型的淤泥质土室内蠕变试验回归分析研究

将普通三轴剪切试验仪器改装成由应变控制的三轴剪切蠕变仪,对淤泥质土样进行室内三轴固结不排水蠕变试验,获得土样在不同围压和偏应力下的分别加载蠕变曲线、应力-应变等时曲线等,体现了淤泥质土显著的非线性蠕变特性。采用时间硬化蠕变模型对试验数据回归分析,回归曲线能较好拟合室内蠕变试验成果,结果表明该模型能够较好描述依托工程淤泥质土的蠕变特性,为数值模拟提供了蠕变参数。     

重复荷载下沥青混合料变形的数值模拟

采用加载0.1 s、卸载0.9 s的半正弦波间歇荷载模拟路面实际的车辆荷载,利用线性Drucker-Prager蠕变模型对重复荷载下AC-13C基质、改性沥青混合料的变形进行黏弹塑性数值模拟,预测得到的变形与实测变形相比非常一致。沥青混合料的蠕变应变随着时间的增长而增大,初期增长率大而后期增长率小。在沥青混合料未屈服时,蠕变应变就是沥青混合料的永久应变;当沥青混合料发生屈服,产生了不随时间变化的塑性应变,此时蠕变应变加上塑性应变即为沥青混合料的永久应变。结果表明线性Drucker-Prager蠕变模型可以预测重复荷载作用下沥青混合料的变形,可用于移动荷载下沥青混凝土路面结构的力学响应分析。     

预应变土工织物加筋道路软基的试验研究

通过室内砂槽模型试验模拟加筋软土地基，观测荷载板沉降随荷载增加的变化规律、软基位移场和土工织物的变形情况，对预应变加筋法进行初步探讨。     

贵阳地基红黏土的Singh-Mitchell蠕变模型研究

为了准确地了解贵阳地基红黏土的蠕变特性，以贵州铝厂分级过滤车间地基红黏土为研究对象，采用分级加载法进行了室内三轴固结排水蠕变试验，获得该地基红黏土蠕变试验数据和曲线，并通过采用Singh-Mitchell应力-应变-时间经验蠕变方程，结合所得到的试验数据，分析得出了贵阳地基红黏土在不同应力条件下的蠕变形式。该方程参数少，能够较好地拟合试验曲线及更好地描述贵阳地基红黏土的蠕变特性。     

浆喷桩处理软土路基的载荷蠕变试验研究

目前软土路基的蠕变问题尚未引起广泛关注,但蠕变沉降引起的高速公路路面病害比较常见.通过现场载荷试验,研究浆喷桩处理软土路基在路堤荷栽作用下的蠕变沉降和侧向蠕变特性,结果表明:路基的蠕变沉降与时间关系可用幂函数进行很好拟合,蠕变沉降速率对数与时间对数关系具有良好的线性关系,且最后三级荷载下的蠕变沉降和沉降速率曲线均具有较高的相似性,而侧向蠕变速率则接近于零.     

包裹式加筋土桥台工作机理的模型试验研究

土工合成材料加筋土桥台具有缩短桥梁跨度、降低工程造价的优势。包裹式加筋土桥台是其中的一种形式，桩柱包裹在加筋土桥台内，由桩柱承担桥梁自重和桥上交通荷载。在加筋土桥台内存在加筋土与桩柱之间的相互作用，对此尚缺乏应有认知。本研究完成了4组包裹式加筋土桥台的模型试验，以研究包裹式加筋土桥台的工作原理，探讨墙趾水平约束和筋材绕桩方式等对桥台变形和桩柱受力的影响。研究结果表明，在包裹式加筋土桥台中，桩柱与加筋土之间存在明显的相互作用，桥台在工作荷载下结构稳定，工作性能良好；在路基、路面荷载和被挡土体的共同作用下，桩柱承受了较大的侧向土压力，桩柱的存在阻挡了加筋土的位移，减小了桥台的侧向变形和加筋材料的受力；设置墙趾水平约束、减小加筋间距和采用刚性格栅绕桩方式均可增强加筋土桥台的整体性，减小桥台的变形和加筋应变，改善包裹式加筋土桥台的工作性能。研究结果可为包裹式加筋土桥台工程设计提供参考。     

考虑流变特性的黄土高路堤沉降过程计算方法

基于一维蠕变试验成果,并借助Kelvin流变模型建立了能同时考虑时间-应力-应变三者互动的Kelvin-双曲线经验模型.通过分析,表明该模型能反映压实黄土随时间增加,应变逐渐增大,应变速率逐渐减小,呈衰减型发展的蠕变特性.同时考虑到实际工程中填土荷载分级施加、前后两级荷载施加的时间间隔及填土层的厚度等问题,在做了必要的...     

不同应力水平下黄土的蠕变试验研究

通过对不同应力水平下黄土蠕变试验数据的分析,采用kelvin模型来模拟土的剩余应变随荷载作用时间的变化规律,得出了不同应力水平下kelvin模型的各参数;通过对参数的分析,认为黄土属非线性粘弹性体。     

高粘弹沥青砂的粘弹性模型参数研究

该文通过蠕变试验和数值模拟相结合的方法标定高粘弹沥青砂的粘弹性参数。通过小梁弯曲蠕变试验研究高粘弹沥青砂的高低温弯曲蠕变性能,得到沥青砂的蠕变柔量曲线,采用移位因子得到松弛模量主曲线,进而对试验结果进行非线性拟合得到广义Maxwell模型的粘弹性参数。采用粘弹性有限元方法对沥青砂小梁弯曲试验进行数值模拟,得到温度影响下跨中挠度和梁底弯拉应变随时间的变化曲线,并与试验曲线进行了对比。数值分析表明:沥青砂蠕变前两个阶段和试验的数据相关性较高。     

土工格栅加筋陡边坡路堤位移特性的试验研究

为了解土工格栅加筋陡边坡路堤的位移特性,通过离心模型试验和土工格栅应变的现场观测进行了研究.获得了土工格栅加筋路堤横断面位移分布和路堤中土工格栅应变随时间变化的情况,发现在边坡坡脚浸水的情况下,加筋模型有绕边坡坡脚倾覆的趋势,倾覆趋势随加筋密度的增大和边坡坡度的增大而增大,而不加筋路堤边坡发生了滑塌,表明土工格栅的加入提高了路堤的整体性.在边坡坡脚浸水的情况下,地基土体在边坡坡脚附近的推移以及在路堤下部的沉降是路堤破坏的主要原因,有无加筋、加筋密度和边坡坡度对地基土体位移的分布特性影响不大.     

桩基础低应变检测的有限单元法分析

采用有限单元法对瞬态动力荷载作用下的桩基础低应变完整性检测进行数值模拟。通过对两种地质体中的完整桩和缺陷桩的数值模拟和分析总结,以及针对某一实际工程桩的现场低应变测试速度时程曲线和有限单元法数值模拟得到的速度时程曲线进行对比分析,结果表明:有限单元法模拟所得的桩顶速度时程曲线与低应变现场实测的桩顶速度时程曲线吻合良好;有限单元法反证现场低应变检测结果是可行的,尤其对复杂地质环境中的桩体完整性评估有比较明显的现实意义,因此在某些特定条件下可以用有限单元法代替钻芯取样法佐证低应变检测结果的准确性,减少钻芯取样的可能,节省施工时间。     

加筋土筋材工程特性试验研究

通过对常用于加筋土工程的4种典型筋材－土工格栅、土工带、土工网和土工布进行不同法向荷载作用下的拉拔试验，加－卸载多循环应力－应变关系试验，长期加载蠕变试验，得出了这4种典型筋材的工程特性指标，对实际加筋土工程具有重要参考作用。     

钢网面板土工格栅加筋土挡墙现场试验研究

通过对湖南省湘潭至衡阳西线高速公路第12合同段边坡防护工程中的新型加筋土结构——钢网面板土工格栅加筋土挡墙进行现场监测试验,得到了该加筋结构形式在逐层填筑施工过程中垂直土压力及水平土压力的分布规律、拉筋的变形规律。监测试验结果表明:上下级墙底的垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,分布曲线并不相同,最大值在拉筋中后部且大于理论值,并随着时间的推移逐渐消散。实测墙背水平土压力由于受到约束不同,其值的变化规律亦不同。随着荷载的增加,各层拉筋的应变也随之增大且靠近墙面板处的拉筋变形最大。受施工荷载、气候等各方面的影响,部分拉筋出现了负应变。工程实践表明该加筋结构形式设计合理、安全可靠、受力性能良好、绿化效果显著。     

高路堤返包式加筋土挡墙的试验研究

为研究高路堤返包式加筋土挡墙结构的荷载状态和筋土相互作用,以我国西南山区一典型的高路堤返包式加筋土挡墙为工程依托,其上部为8 m高的未加筋路肩,下部为14 m高的返包式土工格栅加筋路堤,现场安装土压力盒及筋带柔性位移计,开展为期1 a的现场监测试验,深入分析加筋土体内部垂直土压力、土工格栅应变的分布规律以及加筋土挡墙的潜在破裂面形式。测试结果表明:格栅的网兜效应在土体中形成托举力,使得土工格栅可以有效改善筋土复合体内部的应力分布,减小垂直土压力;对于上部有路肩填土作为超载的加筋路堤挡墙结构,其加筋土体可划分为"斜坡荷载影响区"和"垂直荷载影响区",两区分界位置附近的垂直土压力和土工格栅应变均出现峰值;土工格栅应变沿筋长方向呈非线性分布,距离坡面4 m内的土工格栅变形在工后有随时间增大的趋势,但筋带最大拉伸应变仅为1.32%,筋带受到的最大荷载不超过40 kN/m,远小于其极限拉伸强度(165 kN/m);由实测筋带变形推算的潜在破裂面与采用GeoStudio和Geo5数值计算的潜在破裂面趋势较为一致,但数值计算的潜在破裂面相对于实测推算更靠近加筋土体内部,路堤的整体稳定性更高,数值计算结果偏于安全。     

水泥撑拌桩荷载—沉降的理论公式及其应用

采用双折线荷载传递模式，对水泥搅拌桩的荷载－沉降曲线进行理论模拟分析，给出了确定荷载－沉降曲线的解析公式，通过实例的模拟分析，表明文中的公式是实用的。分析还表明桩的极限承载力与桩土相对刚度和桩体刚度等多种参数相关，与现有的计算公式有所不同。     

基于荷载试验和监测系统的某大跨度悬索桥结构状态评估

为进一步了解大跨度桥梁的结构状态,本文通过对桥梁荷载试验期间的监测系统实时监测数据、现场试验测量数据和大桥有限元模型模拟计算数据的对比挖掘分析,以定量化的形式通过与结构状态相关的参数指标,评估桥梁的结构状态。以国内某新建大跨悬索桥为例,通过安装的健康监测系统采集桥梁在静载试验条件下各控制截面的挠度、应变、振动等结构响应实时监测数据,计算桥梁挠度和应变特征值,采用频谱分析等方法计算大桥的模态参数,然后基于挠度、应变、模态参数的监测结果与现场试验测量结果、有限元模型计算结果的对比分析,并参照现场荷载试验评定方法,评估桥梁的结构状态。实验结果表明:监测系统时程数据可观测到明显的加载和卸载情况,监测系统运行良好,在试验荷载下桥梁处于弹性工作状态,整理受力状态良好,大桥结构整体刚度满足设计荷载的正常使用要求。作为新建桥梁,该评估结果还可作为桥梁的初始状态,作为后续评估桥梁结构状态和健康监测系统工作状况的参考基准。     

塑料排水板处理软土路基的载荷蠕变试验与工程应用

通过现场载荷试验、数值模拟与监测等手段,综合研究了塑料排水板处理软土路基的蠕变特性.两级荷载下的蠕变沉降曲线具有很高的相似性,而侧向蠕变速率则接近于零;然后,采用室内试验得出的土体参数对上述试验过程进行了三维数值模拟,证明考虑蠕变时的沉降计算结果比不考虑蠕变时更接近实测值;最后,将验证后的计算方法与参数应用于某高速公路路堤施工期沉降计算,并与实测结果进行了对比分析.     

冻融循环作用下炭质页岩蠕变模型研究

冻融循环作用下炭质页岩蠕变是高速公路高陡边坡稳定性研究的热点问题之一。为揭示冻融循环作用下炭质页岩的蠕变特性，将炭质页岩试样分别进行0次、5次、15次、25次冻融循环，在围压为4 MPa条件下，采用分级增量加载方式对试样进行三轴压缩蠕变试验，试验发现冻融作用下炭质页岩蠕变具有明显的非线性特征，轴向应变随冻融循环次数、应力水平和时间增加而增大；根据蠕变曲线特征，将蠕变曲线分为2个阶段，即稳定蠕变阶段和不稳定蠕变阶段；利用损伤定义及Lemaitre应变等效方程，建立稳定蠕变阶段的冻融损伤演化方程；基于损伤力学和概率统计理论，采用Von-misses屈服准则，建立不稳定蠕变阶段的冻融和蠕变耦合损伤方程；通过引入冻融和蠕变损伤变量对Burgers模型参数进行修正，建立冻融作用下的蠕变损伤模型。研究表明：岩石损伤随冻融循环次数增加而增大，但损伤增加速率减小，最终趋于稳定；冻融和蠕变耦合作用下，冻融作用使得岩石损伤累积，会加快岩石的蠕变破坏；分段建立的损伤方程能较好地揭示岩石损伤随冻融循环次数、应力水平和时间增加的变化规律；改进的蠕变模型与试验曲线拟合度较好，且参数物理意义明确。研究成果能为炭质页岩高陡边坡稳定性分析提供理论参考。