软弱土质相似材料配比的正交试验研究

基于正交试验设计方法,以重晶石粉、石英砂、石膏、洗衣液、膨润土和水为原料,配置了模型试验中的软弱土质相似材料,获得了不同配比相似材料的密度、黏聚力和内摩擦角等物理力学指标。采用极差法和方差法分析了各因素的敏感性和显著性,研究了各因素对相似材料指标的影响规律。研究表明:不同配比的相似材料各参数指标分布范围较大,能够满足大部分模型试验中土质相似材料的要求;极差法与方差法的分析结果存在少许差别,但总体上反映的规律一致;膨润土掺量对相似材料的密度指标起主要控制作用,骨胶比因素对材料的黏聚力影响最大,膨润土掺量、含水量和重晶石粉掺量对内摩擦角的影响相当。试验结果为其他类似模型试验中土质类相似材料的配置提供了参考。     

软岩隧道Ⅳ～Ⅵ级围岩相似材料正交试验研究

基于正交试验设计方法,将铁路隧道规范中围岩的重度、黏聚力和内摩擦角作为相似材料研究的目标参数,用黄土、石英砂、水泥、石膏和自来水为组料,较好地模拟了Ⅳ级、Ⅴ级和Ⅵ级围岩.此种相似材料具有容重低、性能稳定、易于购买、价格便宜和无毒等特点,是一种比较理想的地质力学模型相似材料.并通过试验确定了相似材料物理参数的主要影响因素并进行了敏感性分析,最终确定了不同级别围岩材料的合理配比.为软岩地区,特别是黄土地区的隧道工程中实验室模型试验研究奠定了基础.     

岩质边坡物理模型试验相似材料研究

岩质边坡物理模型试验中相似材料的选取与制作,通常只是考虑密度、粘聚力、内摩擦角和弹性模量参数在数值上的相似关系,并未考虑相似材料是否能够再现复杂应力条件下岩石的强度和变形特性. 为了解决这一问题,通过统计分析汶川地震所诱发滑坡的地层岩性,选取其中常见的石英岩和砂岩作为沉积岩原型;确定相似材料制备的主要控制指标以及试样成型方法,并分别采用两种常用的地质模型相似材料制备方法,在实验室制备其三轴压缩试验标准试样;开展两种相似材料标准试样的三轴压缩试验,研究其在不同围压条件下的应力应变特性与破坏模式. 试验结果表明:不同围压条件下,实验室制备的两种相似材料标准试样在剪切破坏之前的应力应变曲线变化规律同实际的岩石原型相符,表现为线弹性关系;相似材料标准试样所受围压与其单轴抗压强度的比值不同的情况下,试样剪切破坏时所受偏应力与其单轴抗压强度的比值与实际岩石原型三轴试验中的比值相近,但相似材料试样的破坏应变均小于实际岩石原型的破坏应变.      

冻融作用下工程渣土固化土长期力学特性研究

土建开挖产生的工程渣土进行固化处理后应用于公路工程、市政工程建设具有较大的经济效益和社会效益.通过冻融试验、静力三轴试验和固结试验,分析了不同含水率和密度下的工程渣土固化土在不同冻融循环次数下黏聚力、内摩擦角和压缩模量的变化,揭示了上述力学指标随冻融次数的变化规律,并引入指标劣化系数用于评估工程渣土固化土的长期力学特性...     

砂土路基力学与变形指标的室内试验研究

通过砂土做道路路基,对其进行了击实、抗剪、压缩模量、CBR值等比较系统的研究,指出了砂土作为路基的填料其剪切强度随着含水量的增加有一个最佳值,压缩模量随着法向应力的增大而增大,CBR值随着压实度的增加,明显增大,但是浸水状态时要降低得多。     

沥青混合料单轴压缩与四点弯曲动态模量对比研究

沥青混合料力学特性与荷载作用方式和荷载加载速度有关．在不同荷载作用方式和作用时间下表现出来的力学性质完全不同,表征其力学性质的重要力学参数—模量在动态荷载和静态荷载有着明显的不同。目前．国外大多设计方法都采用动态试验模量,从路面结构设计的发展来看。路面结构的设计从静态方法向动态方法的转变是路面设计理论发展的必然趋势。美国新版的基于力学一经验法的AASHTO 2002沥青路面设计指南即采用单轴压缩动态模量作为其基本材料参数。     

砂性土路基力学性能与变形指标的分析

针对砂土作高速路路基的问题,系统地研究其各项性能,如击实、抗剪、压缩模量、CBR值等,并指出砂土作为路基填料与一般土质的区别,有助于工程施工.     

基于CDEM的砂卵石地层盾构开挖面稳定性分析

为探究砂卵石地层中盾构开挖工作面失稳现象的机理,采用CDEM （continuum-based discrete element method）可变形块体离散元方法,建立准连续介质模型,对砂卵石土三轴压缩试验开展数值模拟,以分析其细观力学特性;基于“颗粒流动”、“土拱效应”、“超挖出土”等特点,通过平面三角块体离散元建立模拟砂卵石地层盾构开挖面超挖出土的二维动态离散元模型,研究土拱效应、空洞区发展等开挖面失稳的渐进演化机制. 研究结果表明:砂卵石土三轴压缩试验宏观应力应变曲线可分为线弹性阶段、弹塑性阶段、理想塑性阶段;卵石作为粗粒相颗粒存在骨架增强作用,砂卵石接触界面对宏观强度具有弱化作用;通过以土拱效应为标定准则的Hopper Flow标定试验可有效得到不同尺度平面三角形离散单元摩擦角的转换关系;土拱效应显著存在于开挖面前方并随着开挖面超挖出土渐进发展,达到极限状态后逐渐破坏消散;空洞区始于螺旋输送机底部,随超挖出土逐步向上方和前方扩展,最终在击穿承载土拱后到达地表,形成“水滴状”空洞区;从不同角度提出了三类超挖量的控制标准.      

路基剪切破坏机理分析

本文通过室内试验,对砂性土的各项性能进行了击实、抗剪、三轴试验等比较系统的研究,指出了砂土作为路基的填料比一般土质的区别。路基材料通常希望具有较好的水     

土工袋竖向承载及循环压缩特性试验研究

土工袋技术近年来已被成功应用于房屋地基加固,具有较好的隔震效果,但其在动荷载条件下的变形特性尚未深入研究.为了进一步分析土工袋竖向承载能力及变形特性,开展一系列室内土工袋组合体无侧限极限抗压强度试验以及循环压缩试验,并通过控制循环次数、上部静荷载及循环荷载比值的大小研究其对土工袋组合体竖向应力、应变和动压缩模量的影响.试验结果表明：随着层数的增加,土工袋组合体极限抗压强度逐渐减小并趋于稳定值0.7 MPa,压缩模量峰值也随之减小并稳定于6.73 MPa;循环压缩试验初期土工袋组合体塑性变形显著,每一循环周期产生的竖向残余应变随着循环次数的增加逐渐减小并趋于0;动压缩模量在试验过程中基本保持稳定,不受循环次数的影响;随着上部静荷载的增大,土工袋组合体动压缩模量逐渐增大,上部静荷载为50 kN的土工袋组合体经过200次循环荷载作用后动压缩模量达到53.87 MPa;反之,循环荷载比值越大,动压缩模量越小,循环荷载比值为0.4条件下土工袋组合体在200次循环荷载作用后仍能达到49.39 MPa;在竖向动荷载作用下,土工袋能够满足其作为隔震材料的承载能力及稳定性要求.     

Experimental research on the mechanical properties of gypsum breccia with different water content

This paper deals with the influence of water content on the mechanical properties of gypsum breccia with different initial water contents. The experimental research was taken on the GDS (geotechnical digital systems) tri-axial experiment system by strain rate control. The mechanical properties,including stress-strain curves,peak deviator stress,relative residual strength,elastic modulus,Poisson's ratio,angle of internal friction and cohesion of gypsum breccia,were studied by experiment. The results showed t...     

石家庄六线隧道模型试验相似材料研究

满足相似关系的模型材料是模型试验成功的关键。在调研相似材料研究现状的基础上,依托石家庄六线隧道模型试验项目,应用量纲分析法推导出了相关参数的相似判据。根据相似原则,以粘聚力和摩擦角为主要相似判据,选用重晶石粉、石英砂和凡士林的混合物为模型材料,通过正交设计法研制出了地层相似材料。以抗压强度为相似判据,选用石膏材料为模型材料,研制出了灌注桩和锚索注浆体相似材料。     

全无缝桥梁用掺橡胶粉LEM-SHCC路桥连接板拉伸性能及其应用

为了解决全无缝桥梁路桥连接板裂缝宽度与板内力过大等问题,将橡胶粉等体积部分替代细砂掺入应变硬化水泥基复合(SHCC)材料可制备低弹性模量的SHCC材料(LEM-SHCC),用于全无缝桥梁路桥连接板;进行了5种不同体积橡胶粉掺量(0、5%、10%、15%和20%)LEM-SHCC基本材性(密度、抗压强度和弹性模量)及拉伸性能试验,分析了橡胶粉掺量对LEM-SHCC的强度和变形性能的影响,并采用拉、压应变比差评价了橡胶粉掺量对SHCC材料的影响,获得了LEM-SHCC的最优配合比;针对橡胶粉掺量为15%的LEM-SHCC路桥连接板,研究了最不利荷载作用下(温降荷载)其吸纳变形能力、拉伸变形性能及开裂后裂缝分布规律,并与同尺寸SHCC路桥连接板的各项性能进行了比对;进行了LEM-SHCC路桥连接板的敏感参数(橡胶粉掺量、板底摩擦因数和板长等主要影响因素)有限元对比分析。研究结果表明:橡胶粉的掺入降低了SHCC的弹性模量,提升了SHCC的延性,当橡胶粉掺量达15%时,SHCC的弹性模量降低了40%,而延性却提升了近50%,且裂缝宽度有效地控制在60 μm以内;LEM-SHCC路桥连接板吸纳纵向变形达到10 mm时,LEM-SHCC路桥连接板表面微裂缝多(近180条),裂缝间距小(15~80 mm),且开裂后裂缝宽度控制在60 μm以内,此时张拉端板应力为2.1 MPa,锚固端锚固力为150.5 kN,卸载后裂缝闭合,无纤维被拉出或拉断;吸纳同样的纵向变形10 mm时,LEM-SHCC板的内力比同尺寸的SHCC板小;LEM-SHCC板的内力受橡胶粉掺量的影响较大,当其掺量为15%时,LEM-SHCC板性能最优,LEM-SHCC板的内力受板底摩擦因数的影响不大,板长的增加能有效地改善LEM-SHCC板的受力性能,推荐LEM-SHCC路桥连接板的设计长度为8.5 m。      

非饱和砂土的表观粘聚力研究

以不同粒度的砂,在不同的含水量情况下,采用无侧限压缩试验的方法,研究非饱和砂的表观粘聚力与砂的粒度、含水量等的关系。试验表明,在研究范围内,非饱和砂的表观粘聚力随含水量的增加而升高,并且随粒度的减小而升高,随粒度的增大而减小。     

水泥稳定风积砂碎石基层正交试验研究

笔者利用正交试验设计方法,以7d无侧限抗压强度为考核指标,在风积砂中加入水泥及碎石进行室内配合比试验研究,来考察水泥稳定风积砂碎石基层路用性能及水泥含量、碎石含量、碎石级配对路用性能的影响.试验结果表明,水泥稳定风积砂碎石做基层在公路上的应用是可行的.     

配合比设计参数对高性能混凝土抗冻性敏感特性的影响

为考察不同配合比设计参数对高性能混凝土抗冻性敏感特性的影响规律和显著性关系,利用正交试验方法,选取水胶比、粉煤灰掺量和砂率作为考察因素,计算300次冻融循环后混凝土试件的抗折强度损失率和质量损失率,并进行极差和方差分析。研究结果表明:水胶比对高性能混凝土抗冻性有显著的影响,而粉煤灰掺量和砂率均无显著影响;冻融循环试验后的质量损失率不能准确地描述混凝土的抗冻性,而抗折强度对冻融循环试验比较敏感,建议采用抗折强度损失率作为高性能混凝土抗冻性的评价指标。     

现场混凝土坍落度和抗压强度离散性的影响因素分析

运用正交设计法对影响CFG桩混凝土坍落度和抗压强度的水胶比、砂率、拌合物温度、养护温度以及砂子含水率等控制因素进行了试验研究,采用极差分析和方差分析方法定量分析了这几个主要控制因素对搅拌站现场混凝土拌合物坍落度和抗压强度的影响程度。研究发现,砂子含水率是影响现场混凝土坍落度的主要因素,拌合物的出机温度和环境温度成为CFG桩现场混凝土抗压强度离散性的显著影响因素。     

砂性土路基力学性能与变形指标的分析

针对砂土作高速路路基的问题,系统地研究其各项性能,如击实、抗剪、压缩模量、CBR值等,并指出砂土作为路基填料与一般土质的区别,有助于工程施工。     

粘性土变形和强度参数分析

为了解长江下游苏通公路大桥地基土工程特性,基于大量的室内土工试验和回归分析方法,研究了水下地基粘性土的变形参数和强度参数特性。发现粘性土的变形参数和强度参数的变异系数比物理参数的变异系数大;压缩模量与天然孔隙比、天然含水量、干密度等物理参数成指数关系,相关系数大于0.87;压缩系数与3个物理参数成线性关系,相关系数超过0.91;粘聚力与3个物理参数成较好的指数关系,相关系数大于0.84,而内摩擦角与物理参数间的相关关系差,线性相关系数小于0.41。