粗粒土浸水饱和时间试验研究

对来自双江口、两河口、小浪底、马吉4座土石坝的不同粒径的粗粒土进行浸水饱和时间试验研究,分析了吸水率与吸水时间、粒径、颗粒岩性等的关系。试验结果表明:粗粒土浸水达到饱和时间与其粒径成正相关,颗粒的岩性也是影响浸水饱和时间重要因素,吸水率与浸水历时的关系可以用双曲线函数来描述,并对该函数进行了初步验证。同时,进一步对实际试验用多粒组级配料的饱和时间进行分析,建议了粗粒土三轴剪切试验及蠕变试验的试样饱和时间估算方法及需要的合理饱和时间。对最大粒径为60 mm的粗粒土,三轴剪切试验建议饱和时间0.5~1 h,蠕变试验建议饱和时间2 h。     

混凝土真三轴试验的研究现状

系统的介绍了国内外混凝土真三轴试验的研究现状,包括混凝土的种类、加载设备、减摩措施、试块尺寸、加载路径和破坏形态;分析总结了真三轴试验中存在的一些问题:诸如应变路径和应力应变混合路径下真三轴试验较少,边角效应明显等。为复杂应力状态下混凝土的真三轴试验研究提供了理论基础。     

山区公路路基填料大型三轴试验研究

通过大型三轴试验,对粗粒料的力学特性进行了研究。结果表明:初始密度相同时应力-应变关系曲线与围压有关,低围压下表现为弱应变软化型,高围压下表现为应变硬化型;低围压下,粗粒料在剪切过程中先剪胀后剪缩,随着围压增大,体变表现为剪缩,但体缩率逐渐减小并趋于稳定;粗粒料在剪切过程中具有表观凝聚力,内摩擦角随围压增大而减小。     

粗粒土的最大干密度理论计算方法研究

通过引入细粒料最大干密度的校正系数及粗粒土的密度干涉系数和最佳含水量系数,在室内大型击实试验的基础上建立密度干涉系数及最佳含水量系数与粗颗粒含量之间的双对数关系,从而可得出粗粒土最大干密度和最佳含水量的理论计算公式.其中密度干涉系数与细粒料最大干密度修正系数、粗颗粒含量及粗颗粒干比重有关,最佳含水量系数与粗颗粒含量、细粒料最佳含水量及粗粒土的最佳含水量有关.     

粗粒土的最大干密度理论计算方法研究

通过引入细粒料最大干密度的校正系数及粗粒土的密度干涉系数和最佳含水量系数．在室内大型击实试验的基础上建立密度干涉系数及最佳含水量系数与粗颗粒含量之间的双对数关系．从而可得出粗粒土最大干密度和最佳含水量的理论计算公式,其中密度干涉系数与细粒料最大干密度修正系数、粗颗粒含量及粗颗粒干比重有关．最佳含水量系数与粗颗粒含量、细粒料最佳含水量及粗粒土的最佳含水量有关。     

高速铁路路基粗颗粒填料最大干密度影响因素试验研究

从室内试验出发,对粗粒土最大干密度的影响因素进行研究。试验结果表明粗颗粒土混合料的最佳含水率一般是在2%~10%之间,粗颗粒土混合料最佳含水量主要依赖于细颗粒含量,粗颗粒土混合料的最大干密度是与粗粒含量、粒径大小等多种因素有关的多元函数,粗颗粒填料的最佳振动时间为18 min。     

端部摩擦对不同加载方式真三轴试验的影响

针对岩石真三轴试验中存在的端部摩擦效应,运用Abaqus,模拟分析了传统式和互扣式两种端部垫块加载方式下端部摩擦对真三轴试验结果的影响。计算结果表明：两种加载方式下都产生了虚假中间主应力效应,且端部摩擦效应对岩石试样强度和变形的影响随着摩擦系数的增大而增大。花岗岩在两种加载方式下不同摩擦系数的一系列试验证实了该结论。     

粗粒土的路用性能试验研究

为研究粗粒土的路用性能,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的粗粒土进行系统的击实试验．并对不同粗颗粒质量分数的粗粒土开展无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验,结果表明：粗粒土的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使粗粒土的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定粗粒土的最大干密度,否则会降低压实标准;粗粒土的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量。     

粗粒土的路用性能试验研究

为研究粗粒土的路用性能,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的粗粒土进行系统的击实试验,并对不同粗颗粒质量分数的粗粒土开展无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验,结果表明:粗粒土的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使粗粒土的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定粗粒土的最大干密度,否则会降低压实标准;粗粒土的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量.     

试样尺寸及制样粒径大小对粗粒土三轴试验抗剪强度的影响

三轴试验是确定土的抗剪强度的主要方法,试样尺寸是影响三轴试验结果的重要因素之一.粗粒土的三轴试验需要采用大尺寸的试样进行,相应需要采用大尺寸试验装置及更多的制样用土.与大尺寸三轴试验相比,采用小尺寸三轴压力室,所需的试样较小,制样用土较少,且小尺寸三轴试验过程更快,试验成本更低.但采用小尺寸试样对粗粒土进行三轴试验时,往往得到偏小的抗剪强度参数,导致实际工程设计过于保守而不经济.为了降低试验成本,可以采用小尺寸试样进行试验,通过对试验结果进行修正来获得大尺寸试样试验结果,进而使工程设计具有良好的经济性.针对以上问题,本文对比研究了不良级配砾质砂混合物在采用去粗法前后制样试验所得的抗剪强度,提出了采用不同尺寸试样进行试验时对试验结果进行修正的方法及计算公式.     

基于CDEM的砂卵石地层盾构开挖面稳定性分析

为探究砂卵石地层中盾构开挖工作面失稳现象的机理,采用CDEM （continuum-based discrete element method）可变形块体离散元方法,建立准连续介质模型,对砂卵石土三轴压缩试验开展数值模拟,以分析其细观力学特性;基于“颗粒流动”、“土拱效应”、“超挖出土”等特点,通过平面三角块体离散元建立模拟砂卵石地层盾构开挖面超挖出土的二维动态离散元模型,研究土拱效应、空洞区发展等开挖面失稳的渐进演化机制. 研究结果表明:砂卵石土三轴压缩试验宏观应力应变曲线可分为线弹性阶段、弹塑性阶段、理想塑性阶段;卵石作为粗粒相颗粒存在骨架增强作用,砂卵石接触界面对宏观强度具有弱化作用;通过以土拱效应为标定准则的Hopper Flow标定试验可有效得到不同尺度平面三角形离散单元摩擦角的转换关系;土拱效应显著存在于开挖面前方并随着开挖面超挖出土渐进发展,达到极限状态后逐渐破坏消散;空洞区始于螺旋输送机底部,随超挖出土逐步向上方和前方扩展,最终在击穿承载土拱后到达地表,形成“水滴状”空洞区;从不同角度提出了三类超挖量的控制标准.      

土石料双屈服面弹塑性模型的二次开发算法与应用

为了丰富ADINA、ABAQUS和ANSYS等大型通用有限元软件中岩土类材料本构模型,增强软件对某些土工结构的精细模拟计算能力,以土石料沈珠江双屈服面弹塑性模型为例,详细介绍了模型在商用有限元软件中的二次开发流程,对应力更新算法进行了改进,通过文献中粗粒土三轴试验数据进行对比分析,验证了改进算法的优越性.同时,采用模型面板坝资料进一步验证二次开发流程和算法的准确性,最后进行了某面板堆石坝工程的应用例证.本文所述应力积分算法和开发流程具有通用性,可供大型通用商业有限元软件开发双屈服面和多屈服面弹塑性本构模型时借鉴使用.      

超大粒径砂砾石在基层中应用的基础试验研究

《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034—2000)规定:对于二级和二级以下的公路,水泥稳定土所用的粗粒土应满足如下要求:水泥稳定土用做基层时,单个颗粒的最大粒径不应超过37.5mm。这一规定主要考虑到超大粒径的粗粒土拌制基层混合料时易造成搅拌机械损坏,混合料中的集料容易离析,同时基层碾压后的平整度不易把握。因此使天然砂砾石未能得到充分利用,造成天然超大粒径(超出规范允许的最大颗粒粒径)砾石的资源浪费。     

冷再生混合料含水量快速评定方法研究

由于传统的含水量采用烘干法测定,其试验周期过长,另外,再生料中粗粒料含量高,持水能力差,难以保证试验结果准确,为了快速、准确评定粗粒组类粒料的含水量,在试验经验的基础上,提出了一种"冷再生混合料含水量快速评定方法"。     

全风化花岗岩路基填料物理改良强度特性研究

以皖南山区G318青阳段改建工程的全风化花岗岩物理改良路基填料为研究对象,通过大型直剪试验研究其抗剪强度指标,探讨该改良填料的强度特性。研究结果表明：改良料具有较好的抗剪强度指标,表现为黏聚力较小,内摩擦角较大;抗剪强度随着含水率的增大呈减小趋势,在最佳含水率±3%的变化程度较小,施工时可以放宽填料含水率3个百分点进行填筑;在饱和时,抗剪强度降低约1/4,施工时应严防路基受水浸泡;压实系数的增大可以提高改良料的抗剪强度,增强其水稳定性;最大粒径对改良料的强度指标影响与粗颗粒含量有关,不可单独作为评价改良料强度的影响因素。     

沥青混合料粗骨料形状指标研究

粗骨料形状对沥青混合料力学强度有较大的影响,以骨料形状的三个指标为基础进行三轴剪切试验和车辙试验,确定使沥青混合料强度最大的最佳粗骨料形状,可为碎石矿料的生产提供理论依据.     

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。      

高速公路填石路基施工技术研究

对高速公路填石路基施工中，填料粒径范围的确定，摊铺厚度及工艺方面进行了探讨。提出了边坡码砌的改进方案和适合于粗粒料压实质量检测的方法。     

级配和密实度对粗粒土三轴试验影响离散元分析

利用4种级配的颗粒生成了不同的三轴试样,并分别对各试样在相同相对密实度和相同孔隙率下进行了三轴剪切的模拟和分析,同时提出了利用实际土体的相对密实度D_r换算得到模拟时孔隙率的方法。结果表明:PFC~(3D)模拟松填法和振动台法分别求得模拟土体的最大、最小孔隙率,再根据相对密实度D_r换算得到模拟时孔隙率的方法是可行的;相对密实度D_r是影响粗粒土力学行为的重要因素,剪切峰值强度(σ_1-σ_3)和内摩擦角φ与D_r成正相关,颗粒级配不同的试样,处于相同的初始孔隙率时,相对密实度不同,则三轴剪切性状及内摩擦角呈现出显著差异;而颗粒级配不同的试样处于相同的相对密实度时,三轴剪切性状相差不大。     

沥青混合料三轴剪切试验研究

在国外三轴试验研究的基础上,引进开发了沥青混合料的三轴试验方法,采用简单剪切仪（SST试验机）对几种不同类型的沥青混合料进行了三轴剪切试验研究,分析了试验温度、围压以及沥青胶结料等级、级配类型对沥青混合料抗剪切能力的影响,得到了沥青混合料在三轴应力状态下的力学特性。