软土结构性流变力学模型的研究

以粉质软粘土为研究对象进行室内蠕变实验,对比分析土体结构性变化对流变特性的影响。提出土体结构性影响系数的概念。根据试验数据确定应力效果参数与应力水平的关系式,进而建立了软土的结构性宏观流变力学模型,描述了软土结构改变后的流变规律。     

粉土中桶基负压沉贯安全机制分析

通过模型试验与有限元数值计算,分析了桶基负压沉贯过程中粉土土体的渗流梯度与土塞发展.研究表明:桶基内外的渗流作用是土塞形成的直接原因,渗流作用不仅改变土体的渗透性,而且改变土体的物理力学性质,使土体的流变性质、时间效应增强,桶内粉土存在较大的渗流梯度和阻止发生流土破坏的安全机制;土塞破坏既不是渗透变形,也不是单一的卸衙...     

软土结构性影响系数的研究

以营口地区深灰色粉质粘土为研究对象,采用重塑的方法改变了天然原状软土的原始结构.将重塑土和原状土分别进行直剪蠕变实验并对实验结果进行对比分析,归纳出软土结构变化对宏观流变力学特性的影响.     

重塑饱和黄土K_0固结特性研究

基于GDS静三轴仪,对西安重塑饱和黄土进行了不同加载速率的连续加载K0固结试验,研究分析了K0固结过程中加载和孔压消散两个阶段土体的变形特性。试验研究结果表明:饱和重塑黄土的应力—应变关系具有明显的非线性特性,并且均为稳定硬化型;试验过程中侧向土压力系数、孔隙水压力、孔隙比等的变化均与加载速率有关。为研究K0固结过程饱和土的变形特性提供理论指导和依据。     

非饱和红黏土土水特性及强度特征研究

为研究红黏土土体非饱和特性,分别针对典型的原状和重塑红黏土,结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验,探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明:矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素;原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征,具有较为明显的进气值和残余含水量,而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征;对于原状红黏土来说,非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态,对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此,在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时,在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果,对于重塑红黏土来说,可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.      

影响土体边坡稳定性的主控因素研究

分析边坡等工程稳定性,一般认为土体为类均质体,采用圆弧法自动搜索其最危险滑动面,取最小稳定系数作为边坡的安全系数。实践中,同为第四系松散堆积物,土体因其不同颗粒组成、地层时代等因素不同,其本身的结构性不同,这种结构性控制着边坡、高填方等土体工程的稳定性,而土的力学性质则为第二位的影响因素。以山西省高速公路某段高填方工程为依托,采用通用极限平衡计算方法,对影响土体边坡稳定性的因素进行了研究,认为土体结构对边坡稳定具控制作用,是影响土体边坡稳定性的主控因素,盲目对土质边坡采用自动搜索圆弧法将取得错误结论。     

结构性土体固结压力的力学效应

针对黄土、盐渍土、红土、下蜀土、软土以及添加水泥和石灰固化后的吹填土等特殊土体表现为结构强度高、先期固结压力大,且地表土超固结比十分高,存在随着土层深度的增加,前期固结压力值减小的反常规现象,开展了土体结构力、结构强度和结构性土体等一系列问题的研究。通过对大量试验资料的分析,讨论了影响土体前期固结压力的主要影响因素,包括土体胶结类型、成因特点、原岩结构以及环境等因素;根据原状土和重塑土的圧缩曲线半定量地确定结构强度值;并探讨了结构力的形成机制。研究结果表明:土体结构强度受到影响则导致土体前期固结压力发生改变;前期固结压力实质上是由传统定义上的前期固结压力与结构强度两部分构成;结构力即为颗粒之间形成的固化胶结连结力。最后给出了结构强度和结构性土的定义。      

河漫滩沉积层粉土力学性质改良试验研究

针对河漫滩沉积层粉土用作路基填土或用于边坡工程时的路基冲刷破坏及滑移破坏的工程病害问题,提出采用土壤稳定剂和聚丙烯纤维对沉积层粉土进行物理力学性质改良。直接剪切试验结果显示,两种改良材料均能较好地提高粉土的黏聚力(c)。其中,土壤稳定剂改良粉土的最佳稀释浓度为1：200;聚丙烯纤维改良粉土的最优参数为纤维长度12mm、纤维掺量0.2%。三轴固结不排水剪切试验显示,土壤稳定剂和聚丙烯纤维复合改良效果更显著,低围压条件下土体应力应变曲线为应变软化型,在高围压条件下土体应力应变曲线转变为应变硬化型。因此,在工程应用中推荐将土壤稳定剂和聚丙烯纤维复合以改善粉土的物理力学性质。     

海相黏土静力触探锥形因子影响因素研究

为了研究土体刚度指数、应变软化和应变速率对海相黏土锥形因子的影响,利用有限元方法模拟了圆锥在黏土中的静力贯入,并采用任意拉格朗日-欧拉网格划分技术控制锥尖土体在大应变条件下的网格质量,讨论了稳定状态下传统小应变分析与大应变分析之间的差异性以及土体刚度指数对锥形因子与塑性区扩展的影响;引入土体应变软化参数和应变速率依赖性控制参数,分析了应变软化（灵敏度）和应变速率对锥形因子的影响,并建立了考虑土体刚度指数、应变软化和应变速率影响的锥形因子表达式. 结果表明:传统小应变分析会大大低估土体承载力,大应变极限承载力随着贯入深度的增大而增大,并在12D（D为探头外径）深度处达到稳定状态;锥形因子与塑性区均随着刚度指数的增大而增大,锥尖附近塑性区的径向扩张更接近于球形孔扩张;土体灵敏度随着应变软化参数的减小而增大,锥形因子出现小幅度减小;随着应变速率控制参数的增大,锥形因子出现大幅增加,但增量与灵敏度无关;锥形因子表达式量化了刚度指数、应变软化和应变速率对海相黏土的影响,有助于利用静力触探技术更准确的评价海相黏土抗剪强度.      

小应变下基坑开挖应力路径对剪切模量的影响

以粉质黏土重塑土经等压固结形成的试样为试验对象,研究了在小应变范围内深基坑开挖应力路径对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势.研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值与有效球应力之间存在着幂函数关系,但主动区内幂函数的理论值与试验值间的符合度要比被动区内的高;剪切应变处于0.01%~1%内表现出很强的非线性,同时具有很高的剪切模量;在同一应变水平下,不同应力路径,剪切模量的数值不同,但剪切模量随剪切应变增加而衰减的规律一致;剪切应变为0.01%时的剪切模量与剪切应变为1%时的剪切模量之间存在着量级差别.     

侧向卸荷条件下结构性软黏土蠕变特性试验研究

通过对温州瑞安软黏土侧向卸荷条件下的三轴不排水蠕变试验，研究侧向卸荷路径和结构性对软黏土时间-应变曲线、等时曲线等典型蠕变特性的影响；建立侧向卸荷条件下软黏土的蠕变稳定时间模型，分析应变率与土体蠕变破坏标准之间的关系，并验证其对不同地区不同应力路径结构性软土的适用性. 研究结果表明:当土样卸荷量与初始固结应力的比值达到0.2～0.3时，土样达到蠕变破坏；变形发展可分为瞬时变形、衰减蠕变、等速蠕变和加速蠕变4个阶段. 当不同围压下的土样进入加速蠕变时，其应变率对数与蠕变时间存在良好的线性关系，该加速蠕变临界线可作为卸荷蠕变破坏的判据；蠕变稳定时间受结构性的制约和影响，侧向卸荷条件下，土样发生蠕变破坏时的轴向应变随固结压力的增大而增大，长期强度指标黏聚力下降超过50%，内摩擦角则基本不变，导致浅层结构性软黏土长期强度衰减严重，蠕变破坏应变较小，施工和监测时需重点关注.      

混凝土梁损伤识别的试验研究

将结构自重作为损伤识别分析的外部信息,在此基础上分析混凝土裂缝损伤对结构的影响及其性质,从而找到能较好地反映结构损伤的物理量。通过光纤传感器和传统电测应变片的对比试验,验证了光纤传感器用于损伤识别的可行性。     

压实粘性土动态力学性能的SHPB试验

为解决因土体波阻抗及波速较低且变形较大,采用传统的分离式Hopkinson压杆(SHPB)实验装置不能准确获得土体的动态应力-应变曲线的问题,采用直径25 mm的聚碳酸脂SHPB实验装置和真空封泥小球丸作为波形整形器,以不同的轴向速度撞击试件,测试试件在应变率600 ～2 500 s-1之间的动态力学性能,并通过应力平衡和常应变率分析对试验结果的有效性进行了讨论.结果表明:用聚碳酸脂SHPB装置对压实粘性土进行动态试验是可行的;土体的动态应力与应变具有显著的应变率效应,动态应力与应变率成指数关系.     

应变增大系数在车辆荷载对桥梁结构冲击效应评价中的应用

通过试验分析了截面应变增大系数与冲击系数、振动加速度的相关性,结果证明了用应变增大系数表征车辆荷载对公路桥梁的冲击效应的可行性。     

成层结构性软土一维非线性固结半解析分析

为了研究变荷载作用下土体结构性对成层软土固结性状的影响,基于结构性软土压缩性和渗透性的非线性变化规律,以及结构屈服应力随土体深度变化等特征,对结构性软土非线性固结问题进行了分析. 首先采用三折线压缩模型、e-lg k_v渗透模型,详细分析了结构性软土在不同排水工况下的固结过程;其次,利用半解析法,建立一维固结方程,并编制程序进行求解,与目前已有的非线性固结结果进行了对比分析,验证了本文计算方法的可靠性;最后以某四层软土地基为工程背景,研究了变荷载、结构性等因素对固结性状的影响. 研究结果表明:成层结构性软土一维非线性固结过程中,当最终荷载相同,加荷速率不同时,固结前期,按应力定义的固结度大于按沉降定义的固结度,固结后期则相反;当加荷速率相同,最终荷载不同时,按应力定义和按沉降定义的固结度在固结前期均随着最终荷载的增大而减小,而在固结后期,随着最终荷载的增大而增大;考虑结构性时,按应力定义的固结度明显大于不考虑结构性的计算值,固结前期相差较大,随着固结的进行,差值逐渐减小.      

光纤光栅测力传感器的研究及应用

与基于传统测试技术的测力传感器相比，光纤光栅测力传感器具有测试精度高、测试简单方便、长期可靠性好和抗干扰能力强等突出优点．文中介绍光纤光栅测力传感器的结构特点和研究过程，及其在系杆拱桥换索施工中的成功应用．应用结果表明：光纤光栅测力传感器可有效监测钢管混凝土系杆拱桥系杆的受力状况．     

蒙特卡罗法在桥梁损伤识别中的应用

以桥梁结构损伤识别为研究对象,采用模态应变能损伤识别与蒙特卡罗法相结合的方法,讨论了测试噪声对桥梁结构损伤定位的影响。在分析过程中对模态的阶数、单损伤、多损伤及损伤部位等进行了研究,依据噪声影响下的模态应变能变化率定位结构损伤。以某连续梁桥为例验证了方法的有效性,利用蒙特卡罗法进行了1万次的计算,得到在不同损伤程度、不同损伤位置随测试噪声水平变化的识别率。研究结果表明,损伤识别率更能表征损伤识别方法,且符合工程实际需要。     

温度对梁跨结构应变测试结果的影响

桥梁梁跨结构测试一般都需要进行应变测试，试验无论是在室内还是在室外进行，都会不同程度地受到环境因素的影响，而温度的影响是主要的，针对不同的测试方法、试验环境、结构形式等情况，就温度对结构应变测试的影响问题进行分析和讨论，并提出相应的处理措施。     

水泥混凝土路面路基永久变形预估

结合修正后的路基永久变形预估模型和应变分层总和法,在考虑粘土、粉土和砂土3种不同土质状态下,分别预估了荷载作用于板边、板中及板角时路基产生的永久变形．计算表明,对于一定的路面结构和交通轴载,粘土路基的永久变形量最大,粉土次之,砂土最小;对于同一种土质,板角受荷时路基的永久变形最大,板边受荷次之,板中受荷最小;当荷载作用在板边时,板的尺寸越小,路基的永久变形越大;板角受荷造成的路基永久变形对水泥路面的受力状况是最为不利的．