级配砂砾基层沥青混凝土路面非线性分析

基于砂砾材料的应力应变关系具有明显的非线性,采用D×H=308 mm×220 mm大试件回弹模量试验结果结合数值模拟的方法,提出砂砾材料LH非线性承载力模型:E=(a+bσ3)σ1+c.基层模量按照LH非线性模型迭代和定值分别对砂砾基层沥青混凝土路面结构进行有限元分析,以竖向变形为控制指标,建立路面结构参数与交通量的关系.计算结果表明,基层模量非线性设计方法与现用基层模量定值设计方法更能充分发挥砂砾材料的特性,降低了路面结构参数的要求.因此,有必要研究粒料基层在非线性承载力条件下路面结构新的设计方法.     

级配碎石刚度过渡层回弹模量的非线性特性

设置于路基与半刚性基层之间的级配碎石层起着重要的功能与结构刚度过渡作用,为了研究级配碎石模量的非线性特性,通过室内动三轴试验分析了含水率、压实度、最大粒径、围压和偏应力对动回弹模量的影响,发现级配碎石动回弹模量受含水率影响较为显著,压实度次之,集料最大粒径的影响程度不明显;动回弹模量随围压的增大而增大,随偏应力增大而缓慢增大。以既有的动回弹模量模型为基础,得到了非线性模型参数,建立了依赖于实际应力状态变化的级配碎石动回弹模量预估公式。研究结果表明:级配碎石动回弹模量具有明显的非线性特性,修正的基于八面体剪应力的回弹模量预估模型考虑了体应力和剪应力的影响,更适合于表征级配碎石回弹模量的应力依赖性。     

砂砾石材料回弹变形特性

砂砾石具有非线性的应力-应变特性,回弹模量是描述这一特性的有效参数,通过室内加大尺寸承载板试验能够得到较好的模拟砂砾石回弹模量的模型。分析了传统承载板试验测定砂砾石回弹变形特性的局限性和影响因素,并进行了试验仪器和方法的改进。以加大承载板试验数据为基础,拟合发现L-H模型能较好地反映砂砾石的非线性回弹变形特性,且模型中的回归参数与混合料的级配、含水量、压实度等因素具有关联性。并针对影响砂砾石回弹模量的两个重要参数:砂砾石黏土的掺配比和含水量进行了详细分析,并提出相应的工程建议。     

重载铁路粉质黏土填料回弹模量及预估模型研究

以朔黄铁路广泛应用的粉质黏土填料为研究对象,采用杠杆仪法测定粉质黏土的回弹模量,研究含水率和干密度对重载铁路路基填料回弹模量的影响。研究表明：路基土体的回弹模量随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小;相比于干密度,土体的回弹模量对于含水率更敏感;提出可考虑含水率和干密度影响的路基基床土体弹性模量预估模型;通过实际铁路路基监测数据,验证模型在预估路基弹性变形方面的有效性。研究结果对于在外荷载和雨水联合作用下,进一步认识粉质黏土填料路基的弹性变形特性、状态评估与加固强化设计,具有参考价值。     

含水率对级配碎石动回弹模量影响的试验研究

为了更好地确定含水率对级配碎石动回弹模量的影响,通过室内动三轴试验测定得到不同含水率和应力状态下级配碎石材料的动回弹模量。试验分析可得,随着含水率的不断增加,级配碎石动回弹模量逐渐减小,在98%的压实度下,当含水率从OMC+1%减小到OMC-1%时,级配碎石动回弹模量平均增大幅度为20. 9%;当含水率从OMC减小到OMC-1%时,级配碎石动回弹模量平均增大幅度为14. 6%。在沥青路面结构设计中,采用的动回弹模量是基于最佳含水率条件下的试验值,研究表明:道路运营期间的级配碎石含水率往往大于设计时采用的最佳含水率,其动回弹模量小于设计采用的动回弹模量值;动回弹模量的折减会削弱改善路基的效果,难以发挥提高路基顶面回弹模量的改善作用,可能造成路面结构早期破坏。     

细粒类路基土动态回弹模量试验与本构关系模型

选用砂土、粉土和黏土三种具有代表性的路基土，对不同含水率和压实度下的路基土进行动态回弹模量试验。结果表明：动态回弹模量随围压的增大而增大，随偏应力的增加而减小，受围压的影响更为显著；随含水率的增大而减小，随压实度的增大而增大，受含水率的影响更为显著。采用美国路面结构力学——经验法设计指南所推荐的模型形式为基础，选用塑性指数、CBR、含水率、压实度、偏应力和围压等作为考虑因素，建立了具有较高精度和适用性的路基土动态回弹模量预估模型，可为沥青路面结构设计及路面结构的非线性分析提供参考。     

砂泥岩互层边坡膨胀性泥岩力学性能试验研究

泥岩和砂岩互层边坡中的泥岩吸水时将受到泥岩膨胀致其应力σ增加和抗剪强度参数（c，φ）降低双重作用影响。随着含水率的增加，σ增大，c，φ值减小，τ的变化情况及这一规律的含水率阈值的确定是要着重解决的问题。基于室内有侧限膨胀试验及直剪试验，研究了十八里堡水库段泥岩膨胀率与上部荷载、时间、初始含水率及自然膨胀力关系，以及黏聚力和内摩擦角与含水率的关系，据此推导出了以吸水率（含水率变化）为自变量的泥岩抗剪强度公式。研究结果表明:该处泥岩含水率阈值为13.5%，在含水率阈值以内抗剪强度随着含水率的增加而增大；当含水率继续增大，超过含水率阈值，则抗剪强度随着含水率的增加而减小。     

不同含水率下应力级位对粘性土动回弹模量的影响

选取了一种土类,经过一系列的基础物性试验,判定为低液限粘土,将此类土作为试验土组,进行了动三轴试验,并对试验数据进行了分析.结果表明:在压实度一定,土样的含水率小于最佳含水率时,动态回弹模量对应力的敏感性较强,粘性土的动态回弹模量随着偏应力σd以及体应力θ的增加而增大;当含水率小于最佳含水率时,路基回弹模量值对体应力不敏感;当含水率大于最佳含水率时,路基土动态回弹模量值随着偏应力σd以及体应力θ的增加而急剧减小.     

青海地区盐渍土土基回弹模量E_0值影响因素研究

盐渍土由于其独特的工程特性,为盐渍土地区公路的设计与施工带来较多不便。结合现场取样与室内试验,研究了不同含水率、含盐率、压实度对盐渍土土基回弹模量E_0的影响。发现随着含水率的增大,盐渍土土基回弹模量呈现先增大后减小的趋势,且在14%时达到峰值。回弹模量E_0值与压实度具有良好的线性正相关性,而随着含盐量增长,回弹模量也逐渐上升。     

高液限红黏土回弹模量试验

土基回弹模量是路面结构设计中一个非常重要的参数,直接关系到路面结构的安全性和经济性。采用室内承载板法分析了高液限红黏土回弹模量与压实度、含水率、稠度和压实度、龄期以及最不利条件下回弹模量与压实度关系。结果表明回弹模量与含水率关系可以用幂函数E=Aw-n形式拟合;回弹模量随压实度的增大而增大;回弹模量与压实度和稠度指标具有良好的相关关系,不同地区不同土质其回归关系是不相同的;回弹模量随着龄期的增长有一定提高。同一压实度时,最不利条件下与最佳含水率条件下高液限红黏土回弹模量的相关关系为:E最不利条件=0.461 5E最佳含水率条件+21.041,R2=0.996 1。     

基于含水率变化宕渣土石混合料回弹模量的试验研究

路基回弹模量在中国路面结构设计、施工质量以及使用性能的评价中,是反映路基抗外荷载能力与抗变形能力的重要力学参数,而其含水率更是路基回弹模量的重要影响因素。鉴于目前鲜有用循环压缩法研究含水率的改变对宕渣路基回弹模量影响的试验,该文选定3种级配作为研究对象,通过重型击实试验测出每种级配的最佳含水率,在每种级配的最佳含水率附近取5个含水率来制备循环压缩试件,以测定在3种级配下不同含水率对宕渣路基回弹模量影响规律。研究发现,含水率与宕渣土石混合料的回弹模量呈二次抛物线关系;用宕渣做路基时,应该考虑其级配组成,当级配满足泰勒公式和不均匀系数、曲率系数时,含水率对宕渣土石混合料的回弹模量的影响较小;宕渣土石混合料回弹模量值随粗料P5含量的增大而增大,其回弹模量与加载次数的变化呈对数关系;该文建议采用级配2的宕渣土石混合料来作为路基填筑材料级配。     

双剪统一强度理论在挡土墙朗肯主动土压力计算中的应用

采用双剪统一强度理论,导出了朗肯主动土压力计算的双剪统一解。算例分析结果表明:随着中主应力系数b值的增大,朗肯主动土压力减小,土压力作用点距墙顶的竖直距离减小。所给出的解可以灵活运用于各种不同特性材料朗肯主动土压力的计算,应用双剪统一强度参数公式可以求算不同b值所对应的土体的强度参数。该值同时包含了主应力σ1、σ2和σ3对材料强度的贡献,并可将常规土工试验方法所测得的强度指标c0、φ0换算为双剪强度指标ct,φt。统一解可以更好地发挥挡土墙填料的强度潜力。     

新疆地区砂砾类底基层材料设计参数研究

在分析新疆地区道路常用的砂砾类底基层材料物理和级配特性的基础上,对天然级配和密实级配的砂砾类材料进行了重型击实、抗压回弹模量等试验研究,得出了各指标随砂砾石含量变化的规律,推荐了天然级配及密实级配砂砾类材料设计参数,并通过水稳性试验,得出了新疆砂砾类材料膨胀量随时间的变化规律。     

考虑基质吸力的石灰改良土回弹模量简化预测模型研究

针对两种路基石灰改良土,利用滤纸法获取了相应的土水特征曲线,并利用循环荷载三轴试验,测定了改良土在不同含水率、围压、动偏应力下的回弹模量,分析了基质吸力对回弹模量的影响规律,最终在土水特征曲线SWCC、饱和含水率回弹模量M_(Rsat)、最优含水率回弹模量M_(Ropt)的基础上,建立了考虑基质吸力影响的回弹模量简化预测模型。研究表明:石灰改良土的回弹模量与含水率、基质吸力、外部应力状态存在明显的非线性关系,简化模型与其他预测模型相比,建模过程更加简化,可在试验数据较少条件下达到类似的预测精度,为定量预测湿度和基质吸力对石灰改良土路基回弹模量的影响提供了更便捷的工具。     

干湿循环作用下高液限粉土动态回弹模量试验研究

针对高液限粉土,采用新型试验方法进行干湿循环试验,并对干湿循环后的试验土样进行了动态回弹模量试验,探索动态回弹模量随干湿循环次数、含水率、应力状态的变化规律。研究结果表明:(1)回弹模量与围压呈正相关,与干湿循环次数、偏应力和含水率呈负相关;(2)回弹模量变化幅度随着干湿循环次数的增加而不断降低,首次降低最为明显,经历3～5次循环后衰减基本达到稳定,回弹模量衰减幅度约为63%;(3)干湿损伤对含水率变化较为敏感,随含水率增大,干湿循环损伤因子逐渐升高。此外,干湿损伤对应力状态变化规律影响较小,呈现出无序性。     

陕北重塑黄土的真三轴试验研究

本文针对陕北重塑黄土,采用西安理工大学研制的新型真三轴仪,开展了真三轴状态下的应力应变关系的试验研究。研究表明:围压σ_c对重塑黄土试件的应力应变关系(广义剪应力q和广义剪应变ε)影响最大,低围压下出现应变软化现象,随着围压σ_c的升高,广义剪应力q大幅升高;中主应力比b对重塑压实黄土试件的应力应变规律影响次之,低b值与广义剪应力q呈正相关,而高b值与广义剪应力q呈负相关,b=0.5或b=0.75为峰值点;含水率影响最小,以最佳含水率为分界点,小于最佳含水率时含水率与广义剪应力q正相关,大于最佳含水率时含水率与广义剪应力q负相关。     

压实度及含水率对路基回弹模量影响规律研究

以湖南省某高速公路路基红黏土为研究对象,采用静压成型方法制作不同压实度、含水率的标准试件,采用室内承载板法进行路基回弹模量测试,分析了压实度及含水率对路基回弹模量的影响规律。研究表明,路基回弹模量随路基压实度的降低而降低,随含水率的增加而降低;随着压实度的增加,路基回弹模量增加幅度逐渐降低;而随着含水率的升高,路基回弹模量降低幅度呈先减小后增大的趋势;路基含水率对路基回弹模量的影响比路基压实度对路基回弹模量的影响大,压实度一定时,含水率每增加2%,路基回弹模量降低10~15 MPa;含水率一定时,路基压实度每降低2%,路基回弹模量降低3~7 MPa。     

南宁膨胀土和株洲红粘土对比试验研究

通过一系列室内试验,探讨了膨胀土和红粘土在完全相同的试验条件下一维压缩蠕变特性以及回弹特性。试验结果表明:膨胀土的非稳定蠕变速率随含水率的增加而增大;两种土主固结延续的时间均与含水率呈正比,即随着含水率的增大,主固结完成所需的时间也就越长;在低含水率和低竖向荷载作用的条件下,膨胀土的回弹量比红粘土的大。     

粒料的正交异性非线性回弹特性研究

粒料的回弹力学特性具有非线性和正交异性。为研究此特性，设计了一种综合考虑粒料应力依赖性和正交异性的动态回弹特性解决方案，该方案包含：改进的重复加载三轴试验方案、正交异性系数α、Uzan应力依赖模型。改进的试验方案包含多个应力水平，每个应力水平上通过施加应力扰动，实现压缩、拉伸和剪切3个应力状态；α表征粒料的正交异性程度，并减少正交异性增量本构方程中的未知数；Uzan三参数应力依赖模型表征模量和泊松比的应力依赖性。推导了增量本构方程，并计算了粒料的5个回弹特性参数：竖向模量、水平向模量、竖平面内泊松比、水平面内泊松比，剪切模量。使用该方案对3种粒料（石灰岩、砾石、花岗岩）进行了室内试验研究，计算了粒料的回弹特性参数，分析了应力水平、级配和含水率对动态回弹特性的影响。结果表明：①该解决方案同时考虑了粒料的正交异性和应力依赖性，实测数据和计算数据相关性良好，计算结果准确合理；②粒料的回弹模量和泊松比都具有应力依赖性，动态回弹模量主要受体应力的影响，泊松比受剪切应力的影响更大；③粒料的回弹模量和泊松比均存在显著的正交异性，当剪应力较大时，有可能出现剪胀现象；④各回弹特性参数随影响因素的变化规律正确，该方案能够显著地反映出各因素对回弹特性参数的影响。     

节段施工结构非线性时效分析

提出了一个钢筋混凝土、预应力混凝土、钢-混凝土组合平面框架结构非线性和时效通用时步分析的模型.本模型能模拟节段施工过程,如纵截面和横截面几何形状变化或材料特性变化;单元、预应力筋、索的安装和拆除;内、外边界条件的变化等.在荷载作用和强迫位移工况下的结构分析考虑了材料的非线性时效特性、结构延迟变形的影响、二阶效应等.此模型能跟踪结构在施工和使用年限内的响应.考虑结构几何和材料非线性有助于分析结构在线弹性状态、开裂状态、极限荷载阶段的响应,还可在施工过程对结构短期和长期的承载力响应方面提供有价值的结论.此模型还能分析延迟开裂、非线性徐变、徐变屈曲等复杂现象.