应力剪胀对浅埋偏压隧道破坏面形状的影响

采用有限差分软件,对浅埋偏压单线铁路隧道和四车道公路隧道进行数值模拟。研究了围岩的松动土体力学行为,主要考虑应力剪胀对浅埋偏压隧道破坏面形状的影响,并将数值模拟的结果与规范理论解进行了比较。结果表明：剪胀角对浅埋偏压隧道围岩位移和破坏面形状有较大影响。因此,在确定浅埋偏压隧道围岩松动压力时应该考虑剪胀对破坏面形状的影响。     

直剪状态下裂纹扩展过程的数值分析

运用岩石破裂与失稳过程分析RFPA^2D系统,对直剪状态下裂纹扩展及其力学行为进行了数值模拟研究。岩石试样视为非均匀性损伤岩石材料,模拟结果再现了裂纹扩展形成和试样从变形到破坏直至失稳的全过程及其和持有的力学特性。结果表明,剪断面是滑动形成的主要形式,并首先在试样一端出现,然后再形成由一端及里的剪断面扩展直至另一端最后产生剪断面破坏贯通,形成统一的滑动面。     

动荷载作用下加筋土路基的力学行为

针对加筋土路基的力学响应问题,通过数值模拟对加筋土路基在行车荷载作用下的力学行为进行了深入研究.揭示了行车荷载作用下加筋土路基应力-应变关系、强度特征,掌握了路面结构对路基变形的力学响应,为加筋土路基的设计提供了理论依据.     

颗粒材料双轴试验离散元数值模拟(英文)

为了得到颗粒材料的力学参数与试验条件之间的关系,选取5组粒径范围的颗粒材料,利用离散元方法生成初始试件,并数值模拟了其双轴试验,分析了不同围压对材料弹性模量和强度的影响,以及不同加载速率下材料的弹性模量、泊松比和强度的变化规律。提取了围压为10MPa与加载速率为0.03m.s-1时5组试件的应力-应变曲线,从微观角度给出了荷载作用后试件中的裂缝分布。模拟结果表明:随着围压的增大,5组试件的弹性模量和强度增大,增长趋势相对平缓,但粒径为9.50～13.20mm的试件出现较大波动;加载速率与弹性模量、泊松比、强度和裂缝初始应力基本呈二次多项式关系,最小判定系数为0.9009,最大为0.9959;在5组试件中,随着粒径的增大,由应力-应变曲线得到的应力峰值减小。     

砂土宏观力学特性与细观结构的相关性试验研究

通过无标点变形量测系统分析桩周土变形场,确定剪切破坏区和显微细观观测点.应用MiVnt系统分析加荷过程中土细观参数变化,细观参数(1+e)/e3、颗粒偏心度与基础位移的相关性最强;随荷载增大,1#,2#点孔隙比下降呈负相关关系,引起剪缩特征,3#点呈正相关关系而剪胀应力松弛;1,2,3#点颗粒定向性均增高呈正相关性,表明颗粒分布有序性减弱,土体具有非稳定性的承载形式.     

集料剪切性能的数值模拟分析

使用微观结构的离散单元模型对集料直剪试验进行数值模拟,以预测集料颗粒的抗剪强度和影响因素．模型用法向和切向刚度等来描述颗粒及接触的本构关系,可通过各参数的调整进行颗粒抗剪强度分析．计算结果表明,微观力学方法评价集料的抗剪强度有较大的分析潜力．     

尾矿固化体力学性质预测的PFC模型研究

以某铁矿项目为工程背景，选用离散元颗粒流程序（PFC）对尾矿固化体的力学特征进行模拟，确定了尾矿固化体细观力学参数，建立了尾矿固化体单轴压缩数值模型，并在此基础上研究尾矿粒径分布及颗粒数量的简化对模拟尾矿固化体的力学特征的影响。研究发现：数值模型单轴压缩计算结果与试验值平均误差为5.5%，证明采用该方法构建的数值模型能有效预测尾矿固化体单轴抗压强度，且对尾矿固化体柔性及脆性破坏形态的捕捉效果较好，进而证明了利用PFC数值模型对尾矿固化体进行模拟有效可行；由于不同工程条件下尾矿粒度分布差异比较大，若尾矿粒径分布较广，建立尾矿数值模型时，可对尾矿粒径分布及颗粒数量进行一定程度的简化。分析表明，当模型尾矿颗粒粒组范围选取比达到50%以上，能较好地模拟尾矿固化体应力应变曲线及破坏形态。     

黏土脏污对道砟集料的应力-剪胀关系影响

列车循环荷载下，铁路地基层中的黏土颗粒会逐渐侵入道砟层，降低道床承载性能. 通过开展一系列大型直剪试验，对黏土脏污质污染下的受格栅加筋道砟集料和未受格栅加筋道砟集料的强度及变形发展、应力-剪胀关系进行了研究. 试验结果表明:随着脏污程度的增加，道砟集料在剪切过程中强度及法向变形均降低；干净道砟集料的应力比与剪胀比呈一阶线性关系，而黏土污染的道砟集料塑性增强，在剪应力峰值状态下剪胀比更高而抗剪强度发展缓慢，导致应力比与剪胀比呈二阶多项式关系；高法向压力下，道砟集料具有更低的剪胀比；黏土脏污质的存在会减小道砟集料的变形破坏速率，但降低了集料的抗剪强度，而格栅的加筋作用可弥补由于黏土脏污引起的强度降低.      

典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验

针对软弱土地基上建造构筑物易出现地基承载力不足、边坡失稳破坏等问题,通过对室内开展不同水泥掺量、不同围压下三轴CD试验,分析研究了水泥土的应力-应变特征、变形规律、强度特性和破坏形式。试验结果表明:同一围压下随水泥掺量的增加,水泥土的抗剪强度呈现近线性增长关系;随着围压的增加,水泥土破坏时的应变、抗剪强度及破坏后的残余强度呈现逐渐增大趋势;随水泥掺量的增大,水泥土体积应变呈现先增后减小趋势,具有剪胀特性,最终会趋于某一稳定值;水泥土的破坏模式与水泥掺量和围压有关,主要表现为塑性剪切破坏(低a_c/高p_o)、脆性劈裂破坏(高a_c/低p_o)和斜向剪切破坏{(低/高a_c、高/低p_o)之间}3种破坏模式。     

复杂裂隙岩体力学损伤特性与破坏机理分析

针对不同节理状态的岩体受力复杂、力学损伤特性评估困难等问题,采用室内准确预设节理制备试件,模拟不同条件的力学损伤试验,并进行了应力-应变特性、弹性模量和破坏机理分析。结果表明:节理最不利倾角为45°,节理数量越多、贯通度越长、夹层厚度越大,岩体强度越低; 0°和90°倾角节理岩体主要是剪切破坏,其余为复合张-剪破坏,破坏过程存在应力积累和集中释放现象。     

水泥改良土填料试验研究初探

通过室内试验,对水泥改良土的物理性质、应力-应变关系、强度特性、压缩特性进行了研究。试验结果表明:最大干密度随水泥掺和比的增加变化不明显;水泥土的应力—应变曲线呈软化型,存在明显的应力峰值点,以脆性破坏为主;水泥土样的抗剪强度和压缩模量与掺和比呈正相关性,压缩系数随水泥掺和比的增加而减少;素土经改良后具有良好的水稳定性,强度损失明显减少,以6%水泥土的水稳定性最佳。     

新拌高强混凝土砂的作用机理与影响研究

高强混凝土的强度对砂的要求比较严格苛刻,通过实验室试验,研究砂率对新拌高强混凝土工作性的影响以及对水泥用量的影响。运用控制变量法,通过改变砂率,研究砂率与坍落度、碎石粒径、水灰比以及水泥用量等因素的关系。研究结果表明:存在最佳砂率,使坍落度、碎石粒径、水泥用量等因素达到最佳状态。     

铁路碎石道砟静态压碎行为数值模拟

为揭示碎石道砟静态受压力学行为与破碎机理,用激光扫描仪获得道砟的真实几何形态,采用球形单元构建了道砟的离散元模型;通过定义单元间接触与黏结行为,模拟了30~60 mm粒径道砟的静态压碎过程,分析了压碎过程中载荷-位移响应以及内部力链和黏结断裂的分布与演化.结果表明:道砟静态压碎特征强度的离散性大且服从Weibull分布,这与已有试验结果一致;初始加载时,尖锐棱角和表面不平整导致道砟表面接触点应力集中与局部压碎,引起道砟翻转及接触状态变化,内部力链分布随之变化,载荷出现短暂回落;道砟稳定弹性变形阶段,部分单元间的接触力随载荷增大逐渐超过黏接强度,出现黏结断裂和局部微裂纹;当黏结断裂数量急剧增加到一定规模时,内部裂纹快速扩展,道砟最终劈裂破碎.      

模拟深海环境砂土地层的材料配比试验研究

为了研究可近似模拟琼州海峡深海环境下砂土地层的相似材料，基于正交试验法，以重晶石粉/标准砂、黏结剂浓度、凡硅比和石膏含量作为4个控制因素，对不同配比相似材料的物理力学参数的变化规律进行了分析. 首先确定标准砂、重晶石粉作为骨料，凡士林和硅油作为黏结剂，石膏粉作为调节剂，其次基于正交试验原理设计25组相似材料配比，分别进行密度试验、直剪试验、压缩试验以及渗流试验，得到了重度、内摩擦角、黏聚力、压缩模量以及渗透系数等物理力学指标，通过极差和显著性分析，研究了各个控制因素对材料参数的影响规律，并对25组试验结果进行了去异常点的多元线性回归分析. 研究结果表明:相似材料重度受重晶石粉/标准砂比值的影响最大，石膏的比例是控制压缩模量的主要因素，内摩擦角和黏聚力无主要控制因素，重晶石粉的比重主要控制着渗透系数的大小；适用于深海环境砂土地层条件下的相似材料配比为重晶石粉/标准砂0.4，黏结剂浓度4.5%，凡硅比3∶1，石膏含量3%.      

Experimental Study on the Compressive Behavior of CFRP/ECCs

In this study, nine square concrete columns, including six CFRP/ECCs and three plain concrete control specimen columns, were prepared. The CFRP tubes with fibers oriented in the hoop direction were manufactured with 10, 20, or 40 mm rounded corner radii at vertical edges. A 100 mm overlap in the direction of fibers was provided to ensure a proper bond. Uniaxial compression tests were conducted to investigate the compressive behaviors including the axial strength, stress-strain response, and ductility. It is evident that the CFRP tube confinement can improve the compressive behavior of concrete core, in terms of axial compressive strength or axial deformability. Based on the experimental results and some existing test database attained by other researchers, a design-oriented model is developed. The predictions of the model for CFRP/ECCs show good agreement with test results.     

粗-中-细集料配比设计与空隙率等值线分析

为了使矿质混合料达到工程要求,合理搭配不同粒径的集料颗粒,分析了矿质混合料中的集料粒径分布范围,把集料颗粒划分为粗、中和细三档,建立以粗料占比为横轴、中料占比为纵轴、细料占比为斜轴的三角坐标系,提出一种基于三角坐标系的粗、中和细集料配比设计方法;以粒径比和初始粒径为指标,建立粗、中和细料的27种组合,每种组合选择36种占比,通过离散元数值仿真试验,计算了972组虚拟试件的空隙率;构建了不同粒径比的空隙率等值曲线图,研究了粗、中、细集料组合及其占比对空隙率的影响规律。分析结果表明:初始粒径对空隙率的影响较小;粒径比对空隙率影响很大,随着粒径比增大空隙率逐渐减小;空隙率等值线具有明显的规律,随着粒径比的增大,等值线越来越密,区域性规律也越来越显著;初始粒径和粒径比作为混合料配比的2种指标,对空隙率影响程度不同,后者可作为主要指标;粗、中和细料的体积占比对空隙率的影响在三角坐标系中呈等值线变化,具有区域特征,在三角坐标系的三个顶点附近空隙率出现最大值,横轴中点附近空隙率出现最小值,且斜轴两侧空隙率具有明显差异,最大约为2.8%,斜轴以下空隙率相对较小;空隙率等值线的凸点指向纵轴顶点,凹口指向横轴中部,且等值线疏密程度可以表征空隙率差异程度。      

受力方式对活性粉末混凝土中钢筋黏结性能的影响

采用拔出和梁式两种试验方法,对比分析了在不同受力状态下变形钢筋与活性粉末混凝土之间的黏结性能.研究表明：两种受力方式下的试件均有活性粉末混凝土劈裂、钢筋拔出与活性粉末混凝土劈裂共同发生、钢筋拔出3种破坏形式;钢筋在活性粉末混凝土中的黏结应力-滑移曲线都可分为4个阶段,但不同受力方式下每阶段特征略有差异;两种受力方式下,黏结强度都随钢纤维掺量的增加而增大,当钢纤维掺量由0%增加到2.0%时,拔出试验的黏结强度增长28.25%,而梁式试验的黏结强度增幅达到58.61%;当活性粉末混凝土中不掺加钢纤维时,梁式试验的黏结强度要小于拔出试验,但掺加钢纤维后,要大于拔出试验.     

冻融作用下水泥改良土的静力特性研究

通过室内冻融试验和静三轴试验,对水泥改良土的物理性质、应力一应变关系以及强度特性进行了研究.研究结果表明:水泥改良土的最大干密度随掺和率的增加而增大;水泥土的应力一应变曲线呈软化型,存在明显的应力峰值点,以脆性破坏为主;应力一应变关系曲线的峰值点随冻融次数的增加而降低.随围压的增加而升高;水泥改良土的粘聚力和静强度随冻...     

路面机制砂混凝土耐磨性试验研究

耐磨性是水泥混凝土路面的主要耐久性指标,它关系到路面的使用寿命。研究如何提高机制砂路面混凝土的耐磨性,使其能达到河砂混凝土的耐磨性能,己成为机制砂混凝土路面推广应用的首要问题。针对机制砂混凝土配合比中的主要参数—砂率和水灰比,研究混凝土的工作性、抗压强度和耐磨性能,并提出适宜于耐磨性的混凝土配合比参数。     

界面剂对新老砼粘结强度的影响

当承受剪力和拉力时,粘结面是新老砼粘结结构受力的薄弱环节,使用合适的界面剂可以提高其粘结强度.本文采用新老砼粘结抗剪和粘结抗折试件,对几种界面剂的粘结强度进行了试验研究,得出使用不同界面剂时新老砼抗剪粘结强度和抗折粘结强度,分析了不同界面剂对新老砼粘结强度的影响,为实际工程中的应用提供参考.