土与结构物半模直剪试验的颗粒流数值模拟*

使用自主改造的半模直剪仪进行土与钢板、石板的半模直剪试验,竖向荷载分级施加,分别为50kPa,100kPa,150 kPa,200 kPa。应用颗粒流离散元程序——PFC2D对土与结构物在不同法向应力条件下相互作用的半模直剪试验进行数值模拟,研究土与结构物相互作用时接触面土体变形及剪应力的变化情况。分析得出土与结构物相互作用时,土体会呈现出硬化现象。随着法向应力的增加,土的剪应力会升高。在土与结构物的接触面上,形成了一定厚度的剪切带,说明土与结构物的相互作用并不只局限于接触面,而对接触面以上一定厚度内的土体也有影响,但影响范围不大,约为5倍的粒径。土与结构物相互作用时,结构物的性质对土体剪应力的变化影响不大。     

基于DPDM技术的水平受荷桩侧土位移分析

应用数字照相变形量测DPDM(The digital photogrammetry for deformation measurement)技术对水平受荷桩的桩侧土位移进行分析.通过室内模型单桩单向水平循环荷载实验,利用数码相机时实验过程中桩侧土体的变化进行全程拍摄,应用DPDM技术对拍摄结果进行处理,得出桩侧土体的位移场分布.桩身的变形分为弹性阶段,弹垫性阶段和破坏阶段.破坏荷载下,主动侧土体塑性变形区宽度为桩径的0.5倍,深度与桩身变形深度相同;被动侧土体塑性区域呈半个倒锥形,主要分布在沿桩身0.37倍桩入土深度内.锥形侧表面尾端与土表面成60°夹角.     

基于直剪试验的砂土细观力学性状研究

基于砂土直剪试验的细观观测,研究了土体的细观力学性状。应用MiVnt图像分析软件分析了在剪切过程中颗粒的数量和面积均值、长短轴均值、偏心度均值、方向角及孔隙比等砂土的细观力学性状,绘制出砂土细观力学性状与剪切位移的关系曲线。在剪切位移s=2mm和s=6mm之间,砂土颗粒的面积均值、长短轴均值、偏心度均值等细观力学性状呈线性变化;s=6mm和s=9mm之间,砂土颗粒的细观力学性状发生突变,试样剪切破坏。半模直剪试验与数码图形分析软件的结合,有效分析了直剪条件下土体内部颗粒细观力学性状的变化规律。     

基于DPDM技术的某黏性土侧限压缩试验变形场分析

利用自行设计的半模固结仪,对某黏性土进行了不同含水率下的压缩试验,进行了数据分析和曲线拟合,得到与常规室内压缩试验相近的试验结果,验证了半模仪器的试验可行性.利用数字照相变形量测DPDM技术进行图像分析,结果包含了位移场、最大剪应变场和体积应变场的分布图,表明这一方法使压缩试验中黏土变形场的量化分析成为可能.     

海洋工程桩-桶基础设计及颗粒流数值模拟

提出了新型的桩 桶基础的设计概念,并进行了上拔荷载作用下的数值模拟试验。桩 桶基础是桩和桶的结合,结合了桩基础、桶基础在海洋工程中体现的各自优势。通过颗粒流理论和PFC2D程序,应用细观力学的方法对上拔荷载作用下的桩 桶基础进行了模拟试验,研究了桩 桶基础在客观存在上拔荷载过程中土颗粒的分布及变化、土颗粒的位移与变化,基础的上拔位移与时步关系,土体受上拔荷载影响区域的范围及其变化。根据土颗粒的分布、颗粒的结构、颗粒的位移及其变化,基础位移与时步曲线的凸、凹变化表明了土体的稳定与破坏,判定了基础上拔时的土中滑动破坏面为锥体,综合确定了极限上拔承载力,对基础受荷过程中土颗粒细观结构变化,针对颗粒流仿真试样的细观力学特征与宏观力学响应进行了初步研究并揭示了一些规律。     

不同再生骨料、掺合料对建筑废渣混凝土抗氯离子性能的对比研究

通过建筑废渣混凝土的抗氯离子渗透试验分析不同再生骨料和矿物掺合料对混凝土氯离子扩散系数的影响,表明掺入矿物掺合料的建筑废渣混凝土的抗氯离子能力不弱于普通混凝土,满足建筑废渣混凝土用于海洋工程的耐久性要求.     

不同加荷速率的双向土工格栅与黏土力学特性试验研究

以粉质黏土为填料,以双向土工格栅为加筋材料,通过3种不同速率下的直剪与拉拔试验,对比分析了直剪与拉拔试验加筋黏土的力学性能指标特性,研究了加荷速率对力学性能指标的影响.结果表明:拉拔试验得到的力学性能指标比直剪试验低.随着加荷速率从0.53 mm/min→1.33 mm/min→2.67 mm/min的增加,直剪摩擦相应的cgs以4 kPa左右的增量变化,ψgs以3°左右的增量变化.而试样的拉拨摩擦随着拉拔速度的增加,相应的cgs值以5 kPa左右的增量变化,ψgs以-1°左右的增量变化.直剪试验随着加荷速率的增加,相应的cgs,ψgs均增大.而试样的拉拨试验随着加荷速率的增加,相应的cgs值增大,ψgs却减小.     

船舶与海洋工程专业培养模式研究

上海海事大学船舶与海洋工程专业与沪东造船集团合作,研究制定专业理论+工程实践的“3+1”模式,建立船舶与海洋工程专业的卓越航运类工程人才课程体系,通过现代先进制造技术和计算机辅助系统等专业基础知识与技能培养,现代船舶工程师的基本训练,将学生培养成为具有进行船舶与海洋工程产品设计、制造及生产组织管理基本能力的人才,努力达到卓越工程师的培养目标.     

桩-桶基础抗压承载力试验的颗粒流数值模拟

利用二维颗粒流方法(PFC2D)对桩-桶基础进行了在砂土中承受下压荷载作用的数值模拟试验并与室内物理模型试验实测值作了对比。应用颗粒流理论及其PFC2D程序,模拟研究了承受下压荷载作用时桩-桶基础周围土体的细观力学特征,基础下压位移和颗粒的分布和速度。根据土颗粒的分布、速度和位移的分布和变化,拟合了土中滑裂面的形状;数值模拟了下压荷载、基础下压位移与时步的关系,并与物理试验的结果进行了对比分析。