基于动力学试验的路基动力参数特征研究

文章通过循环荷载试验,研究粉质黏土路基在不同含水率、围压、频率条件下的动力响应。结果表明:粉质黏土路基动弹性模量、动剪切模量与围压、循环荷载频率为正相关关系,与含水率是负相关关系;阻尼比与含水率为负相关关系,与频率和围压为正相关关系。各因素对动力参数的影响程度重要性为:围压含水率频率。     

分阶段交通荷载作用下盐渍土动力特性研究

盐渍土路基不仅需要承受外界环境改变带来的影响,还需要经历循环往复的交通荷载作用.而交通荷载具有一定的时段性,通常是日间车流量大,夜间车流量小.土体的动力特性会随着交通荷载的加载次数而发生改变.通过开展持续性和分阶段加载条件下的动三轴试验,对过盐渍土在不同加载方式下的累积变形和动剪切模量进行分析并作对比研究,并分析停振阶...     

冻融循环条件下的路基土动三轴实验研究

文章在动回弹模量实验的基础上,研究了冻融前后细颗粒土动力特征的改变情况,探索了物理状况、不同的应力状态以及反复的冻结与融化对动回弹模量的作用。结果表明:围压和压实度越高,土体的动回弹模量越大,而偏应力和含水率的增大则会出现相反的规律;含水率和围压对动回弹模量的作用效果要高于压实度和偏应力;冻融循环会破坏土体的结构,在第3次冻融前动回弹模量会出现较大程度的衰弱,随后趋于平缓。     

盾构隧道开挖面被动极限支护压力的三维解析解

文章基于莫尔-库仑屈服准则,通过优化楔形块体的倾角并考虑土体粘聚力的影响,对现有的楔形块+倒棱台的土体破坏模型进行改进,建立了能够得到盾构隧道开挖面处于被动极限平衡状态下支护压力的三维计算模型;同时推导得出了相应的计算公式,并通过优化计算得到了开挖面处被动支护压力最小时楔形块体的倾角及极限支护压力;结合一算例,将所建模型的预测结果与经典的上限解进行了分析对比,验证了其合理性;最后探讨了土体内摩擦角、土体粘聚力、隧道上覆土厚度与隧道开挖面处被动极限压应力间的相互关系。研究结果表明:土体的粘聚力越大,开挖面处被动极限支护压应力越大,两者呈线性关系;土体的内摩擦角越大,被动极限支护压应力越大,且其变化速率也越快;随着隧道上覆土厚度的增加,被动极限支护压应力逐渐增加,且变化速率越来越快,两者之间近似呈指数函数关系。     

钢渣微粉-水泥复掺固化硫酸盐渍土盐胀特性试验

本文研究和讨论了土体在钢渣微粉、水泥不同掺加方式、不同掺量下单次降温过程中的变化规律以及不同的冻融周期循环下土体的盐胀率变化情况,并对单掺钢渣微粉、单掺水泥以及复掺下进行了分析,发现以下规律：(1)在未掺加固化材料的土样中,其土样的盐胀量为最大,且明显高于掺加固化材料的试样,对比掺加固化材料的土样,以混掺钢渣微粉和水泥土样中的盐胀量为最小;(2)对比在数次冻融周期下,掺加钢渣微粉和水泥两种材料的土样,其盐胀累计变化量更小;(3)钢渣微粉和水泥两种材料复掺时的掺量为2%+2%,第4冻融周期其累计盐胀率开始趋向于平稳,此时达到累积盐胀率0.17%。     

玄武岩纤维对透水混凝土性能的影响研究

文章通过正交试验,以玄武岩纤维长度、直径和掺量为变量,通过合理设计孔隙率试验、透水系数试验和抗压强度试验,研究玄武岩纤维长度、直径和掺量对透水混凝土性能的影响规律,优选出基本的最佳组合,并在此基础上研究玄武岩纤维掺量对透水混凝土抗冻性的影响规律,对质量损失率和动弹性模量的结果进行分析,结果表明玄武岩纤维的掺入能够改善混凝土的抗冻性。最终推荐玄武岩纤维直径为14 μm、长度为18 mm、掺量为1 kg/m³为最优组合。     

废弃橡胶粉改良水泥混凝土路面性能试验研究

为了提升水泥混凝土路面的性能,充分利用废弃橡胶,文章采用不同掺量和目数(粒径)下的废弃橡胶粉对水泥混凝土进行了改良试验研究。结果表明：随着废弃橡胶粉掺量增加,水泥混凝土强度、撞击分贝、干缩率、电通量以及质量损失率逐渐降低,首裂次数和终裂次数逐渐增大;随着废弃橡胶粉目数的增加,水泥混凝土的强度、干缩率、质量损失率逐渐降低,首裂次数和终裂次数逐渐增大;掺入废弃橡胶粉除了对强度不利之外,对其他力学性能具有一定的改善作用;综合各种性能参数,建议废弃橡胶粉的目数≤30,掺量宜为10%～15%。     

老化沥青掺量对温拌再生沥青流变性能的影响研究

为探究老化沥青掺量对温拌再生沥青流变性能的影响,文章在室内制备不同老化沥青掺量的普通再生沥青和温拌再生沥青基础上,对各类再生沥青的布氏旋转黏度、车辙因子G^*/sinδ、蠕变劲度S和蠕变速率m等流变学指标变化进行对比分析。结果表明：无论是普通再生沥青还是温拌再生沥青,老化沥青的掺量增加有助于维持沥青施工性能的稳定及高温性能的显著提升,但对低温性能会有所削弱;相较于普通再生沥青,温拌再生沥青由于温拌剂的加入会造成施工性能、高温性能及低温性能下降。     

不同围压下节理岩体中TBM滚刀破岩效率研究

为提高TBM掘进效率,降低TBM施工成本,有必要研究节理岩体中的滚刀破岩效率。为此,文章采用二维离散元软件UDEC研究在不同围压下,节理间距、节理倾角、滚刀间距及贯入度对破岩效率的影响规律。研究表明:(1)节理倾角以30°附近为界向上增加或向下减小,比能耗随围压增加而减小的趋势变缓,并且在接近90°和0°时,围压的增加对滚刀破岩呈现不利影响;(2)节理岩体节理间距越小,比能耗受围压影响越明显。随着节理间距的增加,围压对比能耗的影响逐渐弱化,直至消失;(3)节理倾角0°附近,在满足安装要求的情况下滚刀间距宜取小值;节理倾角30°附近,刀间距100 mm左右时比能耗最小;节理倾角60°时,刀间距120 mm左右比能耗最小;(4)在滚刀之间裂隙贯通的前提下,节理岩体取较小贯入度时破岩效率较高。     

强膨胀土边坡干湿循环条件下改良土力学特征试验研究

为分析强膨胀土边坡改良土体力学特征及渗透特性,文章针对百色高速公路强膨胀土边坡工程实际特点,提出采用改性剂物理改良方法提高土体力学稳定性,并基于改良土三轴剪切破坏试验及变水头渗流测试,探讨了改良土力学特征及渗透特性。结果表明：改良土抗剪切能力高于原状土,围压每增大100 kPa,改良土、原状土抗剪强度分别平均可增大11.6%、18.5%,改良土变形能力弱于原状土;干湿作用与土体剪切能力呈负相关,干湿循环次数愈多,土体延性变形较大,但变形差异集中在屈服剪切应力及剪切破坏阶段;各组试样中以掺量6%改良土抗剪效果最优,该掺量下改良土渗透系数最低,干湿效应不影响合理掺量,但可提升非合理掺量土体的渗透水平;围压增大,虽不改变干湿作用及改性剂掺量对渗透特性的影响,但可限制整体渗透水平。     

某湖底隧道混凝土的干缩体积稳定性及其控制

文章针对于某明挖施工的湖底隧道,研究分析了水泥品种、单位用水量、减水剂以及减缩剂对混凝土长期的干缩试验影响规律。试验结果表明:水泥的粒度大小直接影响着混凝土各龄期的干缩值,水泥粒度越小,其相应混凝土的干缩值越大;随着单位用水量的增加,混凝土的干缩增加;普通聚羧酸减水剂对减小混凝土干缩效果不明显,应用减缩型减水剂或将其与普通减水剂复掺,能有效地减小混凝土的干缩,前者达到16%,后者达到12%。在混凝土中掺加减缩剂,减小干缩的效果更显著,能减小27%。通过研究和试验,为该隧道原材料优选和配合比的确定提供了参考。     

超大直径土压平衡盾构施工土体改良试验研究

盾构推进时开挖面的稳定对控制沉降起着决定性作用,因此要求作为开挖面支撑介质的土砂具有良好的塑性变形、软稠度、内摩擦角小及渗透率小等特点,但是一般土壤不能完全满足这些特性,为此需要对开挖面土体进行改良。目前土体改良技术主要是在土体内加入膨润土、泡沫等添加剂来改善土体的性能,但是该技术对于超大直径、工程环境敏感的上海外滩通道工程是否适应值得探讨。为此,以上海外滩通道工程为背景,通过室内试验、模拟试验和现场试验研究了土体改良技术对超大直径土压平衡盾构隧道的适应性问题;通过室内试验验证了泡沫和膨润土对上海典型土体的改良效果;根据模拟推进试验结果确定了添加剂加量、发泡率等参数;最后通过现场试验探讨了改良效果。通过在超大直径土压平衡盾构施工中对土体进行改良,有效地保持了开挖面的稳定,减少了盾构推力与扭矩,刀盘磨损和机械负荷也都得到了很好的改善,盾构在土体改良后出土流畅、推进匀速,从而验证了土体改良技术对超大直径盾构隧道的适用性。     

沉积岩水力压裂问题数值模拟及解析解研究

在岩体隧道工程的勘测、施工、运营整个过程中,水力压裂是一种需要重点关注的力学机制。文章针对层理性沉积岩材料,运用有限元断裂损伤模拟和解析推导两种手段开展水力压裂问题研究。基于多场耦合有限元分析软件,结合线弹性断裂准则与损伤本构模型,二次开发了可以表征微裂纹的渗流-应力-损伤耦合岩石模型,并应用于饱和渗流岩体水力压裂过程,通过引入弥散的平行微裂纹表达沉积岩的层理,建立沉积岩圆筒模型模拟孔径注水、外加围压条件下的水力压裂行为,研究其压裂破坏模式及渗流分布模式。另外,通过变化孔径和围压,探讨临界起裂水压与围压、试件孔径的定量关系。为了验证数值模拟所得起裂压力规律,基于渗流理论和弹性力学基本方程,结合模拟中得到的张拉破坏模式,推导了均质线弹性渗流岩体圆筒的临界起裂水压公式。解析与数值计算结果对比显示,两种途径得到的起裂压力吻合很好,偏差呈现在3%以内;围压越大,起裂压力越大,两者近似呈线性关系;孔径越小,起裂压力越大,两者在一定范围内近似呈负斜率线性关系。同时,起裂压力解析解总是略大于数值解,这反映出解析方法与数值方法基本材料假设不同所造成的影响。在材料性质参数一致时,基于理想线弹性体假设得到的起裂压力会大于引入初始损伤层理的材料算得的起裂压力。     

冻结裂隙砂岩的力学特性研究

为得出围压、裂隙倾角、冻结温度等因素对砂岩力学性能的影响规律,采用三轴压缩试验方法和理论分析方法,研究了不同围压下,无裂隙0°,15°,30°和45°倾角裂隙砂岩在-5℃,-10℃和-15℃冻结时的强度、内摩擦角和粘聚力变化特征.结果表明:无裂隙和有裂隙砂岩的强度,随冻结温度的降低而非线性增强,随围压的降低而近线性降低...     

白云岩力学压缩试验及声发射规律研究

在高地应力近水平岩层中开挖隧道时,由于近水平层理的构造特征,隧道极易出现拱顶离层、掉块、局部超挖、支护结构偏压、初期支护混凝土开裂等现象,甚至发生拱顶失稳坍塌事故。为研究高地应力近水平岩层的破坏特征,本文以大峡谷隧道为工程背景,通过现场钻孔取芯,对岩样进行常规压缩试验,并借助声发射系统分析了岩样压缩破坏过程。研究结果表明：岩石的破坏过程可分为裂纹压密和弹性变形阶段、塑性阶段、峰值阶段、残余阶段;岩样在低围压下主要为张拉劈裂破坏,在中围压下为张拉劈裂破坏和剪切破坏共同存在,在高围压下主要呈剪切破坏且破裂岩体的裂纹扩展更为显著。     

某独塔双索面预应力混凝土斜拉桥动力特性测试及舒适度研究

以某独塔双索面预应力混凝土斜拉桥为对象,研究其动力特性及舒适度。首先利用试验车辆对桥梁结构施以动力荷载进行强迫振动试验,获得结构振动的振幅、动应变、动挠度及冲击系数;再结合脉动试验,用子空间法识别桥梁振动的频率、阻尼比;最后基于Diekemann指标K值及Sperling指标,进一步研究该梁桥的动力舒适度。测试与研究结果表明：测试荷载作用下该桥动应变值很小;在10～50km/h范围内,试验桥跨各试验工况下的实测冲击系数都稍大于设计规范建议值0.05,实测冲击系数值在0.023～0.061范围内,说明试验桥跨行车性能良好、桥面平顺度基本满足设计的行车性能要求;结构实测振动频率值与设计理论值的比值范围在1.054～1.337之间,实测阻尼比范围在0.48%～1.47%之间,表明主桥结构实际刚度达到了理论预期水平;狄克曼指标K值及斯佩林指标Wz均较小,表明主桥在一般行车条件下的动力舒适性能较好。     

水泥混凝土桥面防水粘结层性能研究

为研究水泥混凝土桥面防水粘结层的拉拔性能、剪切性能、老化后拉拔性能和老化后剪切性能,以扎隆沟至碾伯镇公路K20+638.00达坂山大桥为工程依托,采用水性环氧类材料,不粘轮特种粘层材料、乳化沥青+碎石制备试件,进行层间剪切试验和拉拔试验。结果表明：随着防水粘结层用量的增加,拉拔强度和剪切强度均呈现先增大后减小的趋势,水性环氧防水粘结层材料与不粘轮特种粘层材料的最佳洒布量均为0.8kg/m²,改性乳化沥青+碎石材料的最佳洒布量为1.2kg/m²,该研究为水泥混凝土桥面铺装设计提供了依据。     

微裂均质化再生技术在道路改造工程中的应用研究

文章结合工程实例,通过旧路评定确定力学参数,建立力学模型,进行力学分析,探索最佳的微裂均质化再生路面方案。结果表明：微裂均质化再生技术适用于整体状况“良”但承载能力一般、断裂板较多的旧水泥混凝土路面;沥青加铺层并非越厚力学性能越好,随着厚度的增加加铺层应力改善作用逐渐减缓,而沥青永久变形量不断增大;基于经济和力学性能综合考虑,10～12 cm厚沥青加铺层+再生旧水泥基层为最佳的微裂均质化再生路面方案。     

循环冲击荷载下喷射混凝土的动态力学性能及破坏模式研究

地下空间中频繁的动态荷载扰动会对支护结构的安全造成严重威胁。为探究喷射混凝土在高应变率循环冲击荷载下的动态力学性能变化和破坏模式,本文依托老营盘隧道,采用直径50mm的分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）对混凝土试件开展循环冲击试验,从应力—应变行为、动态力学性能指标、能量转化规律、破坏模式等方面进行分析。研究结果表明,随着冲击次数增加,喷射混凝土峰值应力逐渐减小、极限应变和平均应变率逐渐增大;喷射混凝土吸收能基本不变,反射能增加、透射能降低;冲击过程中喷射混凝土试件中心细长微裂缝逐渐发育并增多,裂缝从外侧向中心处延伸,最后裂缝贯穿整个混凝土结构,发生突变破坏。     

武宣县黔江特大桥关键施工阶段内力分析

武宣县黔江特大桥主桥采用预应力混凝土连续刚构结构,文章综合考虑各种荷载情况,建立全桥有限元模型对该桥主桥三个关键施工阶段(最大悬臂状态、边跨合拢状态、中跨合拢状态)的内力进行了全面分析,得到了结构体系约束不断增加,墩顶最大弯矩向中跨及边跨迁移的规律,可为预应力混凝土连续刚构桥的设计及施工控制提供参考和借鉴。