干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验

为探究库水位周期性涨落条件下,库岸边坡消落区岩体的强度劣化特性及损伤演化规律,以红砂岩为研究对象,通过干湿循环试验模拟库岸边坡岩体的实际赋存环境,以常规单轴、三轴试验为手段,开展干湿循环作用下红砂岩强度劣化特性试验研究,分析干湿循环作用下红砂岩波速等特性的演化规律,定量分析了干湿循环作用对红砂岩强度主要力学参数的影响,并提出了基于黏聚力的损伤变量。结果表明：随干湿循环作用次数的增多,红砂岩的波速逐渐减小,孔隙率逐渐增大,减小和增大的趋势呈现出明显的三阶段特征,红砂岩单轴强度也逐渐减小,对应的峰值应变逐渐增大,其破坏形式为脆性破坏;以波速计算的红砂岩损伤变量表明,损伤变量随干湿循环次数的增多呈非线性增大趋势,可采用幂函数拟合;干湿循环作用下红砂岩黏聚力显著减小,而摩擦角变化不明显,干湿循环作用主要通过弱化黏聚力造成红砂岩单轴强度的降低,单轴抗压强度降低百分比η_1N与黏聚力降低百分比η_2N呈显著非线性对应关系;提出了基于黏聚力衰减的新损伤变量,并通过与波速损伤变量的计算值和试验值的对比验证了该损伤变量指标的合理性。     

干湿循环作用下银川地区重塑粉质黏土强度劣化试验研究

地处黄河冲积、湖积平原的银川地区,粉质黏土分布广泛,为探讨干湿交替环境对粉质黏土强度劣化规律,选取银川地区典型粉质黏土,制作不同压实度和饱和度的重塑土样,进行了不同干湿循环次数和不同围压下的不固结不排水三轴试验。分析了应力应变曲线形式、峰值应力、抗剪强度指标的试验数据。结果表明:(1)干湿循环作用改变土体应力应变曲线形式,随干湿循环进程的发展,其形式由应变硬化型过渡为应变软化型,且3次干湿循环后,软化程度逐渐增大;(2)干湿循环前期、末期峰值应力在高饱和度下衰减较快,干湿循环中期峰值应力在低饱和度下衰减较快,并且认为干湿循环作用对不同压实度、不同饱和度及不同围压下土体具有归一特性;(3)干湿循环后,黏聚力与内摩擦角均发生劣化,但黏聚力劣化程度较内摩擦角更大;干湿循环前期黏聚力在高饱和度下劣化较大,干湿中期、末期在低饱和度下劣化较大,且黏聚力随干湿循环次数的劣化规律在低饱和度下符合线性回归,高饱和度下符合二次曲线回归,相关性较好。     

干湿循环与疲劳荷载耦合劣化作用下透水混凝土耐久性研究

为研究透水混凝土在运营期反复受到车辆荷载和雨水干湿循环侵蚀作用下的耐久性,通过采用非离子水干湿循环、抗压强度试件循环疲劳加载及两因素耦合作用方式,研究其对透水混凝土进行透水系数、孔隙率、质量损失率及强度损失率影响。结果表明:干湿循环单一劣化因素作用下对透水系数影响不大,质量损失率和强度损失率均随着循环次数的增加而增加,当循环次数大于60次时质量损失明显;疲劳荷载单一劣化因素作用会使透水系数先减小后增加,其对试件的破坏是整体性的,强度损失率会随着应力水平和疲劳加载次数的增加而增加;干湿循环和疲劳荷载耦合作用下透水混凝土劣化效应加剧,且增幅大于单一效应叠加。     

硫酸盐侵蚀与干湿循环耦合作用下混凝土劣化行为的研究

为探究硫酸盐侵蚀与干湿循环耦合作用下,硫酸盐溶液浓度和种类对混凝土劣化行为的影响,该文分别采用1％、5％、10％共3种浓度的Na2SO4溶液和10％MgSO4溶液对混凝土试件进行硫酸盐—干湿循环侵蚀试验,以混凝土质量变化、相对动弹性模量和抗压强度耐蚀系数作为评价指标,对不同侵蚀周期下混凝土的性能劣化行为进行研究.结果 ...     

干湿循环作用下某路基土强度特性研究

我国南方地区公路路基土的含水量通常处于随季节降雨而不断变化过程中,土的力学性能随干湿循环而呈现明显的周期性变化。通过进行某路基压实红粘土的干湿循环试验和固结压缩试验,对某路基红粘土湿化膨胀及干燥收缩和力学性能进行了研究。试验结果表明干湿循环过程中压实试样膨胀和收缩变形均随着循环次数的增加而减小;湿化膨胀和干燥收缩过程中累积的塑性变形随着干湿循环次数的增加而减小;初始饱和压实试样的屈服应力为70 kPa,弹性压缩指数为k=0.032,塑性压缩指数为λ=0.179;两次干湿循环后力学参数变大,多次循环后(四次)由于试样中微裂隙的产生导致力学性能变差。     

干湿循环作用下云母片岩力学特性试验研究

针对鄂西北地区云母片岩,开展了干湿循环条件下云母片岩单轴压缩试验,研究了云母片岩强度与变形参数随干湿循环次数增加的变化规律。结果表明:随着干湿循环次数的增加,云母片岩强度、割线模量逐渐降低,泊松比变化较小,抗压强度、割线模量与循环次数分别呈对数、线性相关。干湿循环达到一定次数后,云母片岩被水完全浸透,致使强度和割线模量损伤出现拐点。     

复合盐与干湿循环耦合作用下混凝土材料劣化机理试验研究

为了研究复合盐与干湿循环耦合作用下地下结构混凝土劣化规律,通过RCT氯离子含量测量与混凝土相对动弹性模量测量试验,分别测得不同工况下不同位置处氯离子含量与混凝土相对动弹性模量值,定量分析了硫酸盐浓度与干湿循环次数对混凝土结构劣化情况的影响。试验结果表明:混凝土内部氯离子含量随测试深度的增加而减少;同一深度处,氯离子含量随侵蚀环境中硫酸盐浓度的增加先增多后减少,随干湿循环次数的增加而增多。混凝土相对动弹性模量随硫酸盐浓度的增高而减小,且减小量随硫酸盐浓度的增高而降低;混凝土相对动弹性模量随干湿循环次数的增加先增大后减小。     

干湿循环作用下红层软岩填料强度特性试验研究

为揭示干湿循环条件下崩解性红层软岩填料的强度特性,开展了3项试验。首先,制备了经受0～8次干湿循环作用的红层软岩填料压实试样进行固结排水三轴试验。结果表明:相同围压下红层填料试样的峰值强度随干湿循环次数增加呈现先下降后上升的特点,与此同时,在固结阶段,经历不同干湿循环变化试样的体变是随干湿循环次数单调增大的。然后,进行了受限环境下红层软岩的崩解试验,将具有崩解性岩块放在受限环境中经受干湿循环作用。结果表明:具有崩解性的岩块在受侧限环境中经历干湿循环,岩块整体上不崩解,但边角存在剥落现象。最后,对在首先环境下经历干湿循环作用的岩块饱和后进行抗压强度测试,发现岩块强度随干湿循环次数增加而降低,但是强度仍显著高于填料强度。以上试验研究表明:红层填料试样的峰值强度随干湿循环次数增加呈现先下降后上升的特点,与一般岩土不同。其展现的变化规律由3种作用机制综合形成,即干湿循环对岩土结构普遍的破坏作用导致的强度下降机制;受限条件下崩解性红层软岩经历干湿循环后仍保持原来的完整性的强度稳定机制;干湿和固结压力联合作用下,应力集中导致的颗粒边角被破碎形成的微观结构调整引起的强度上升机制。     

干湿循环和荷载作用下粗粒土动力特性试验研究

通过室内大型动三轴试验分析动应力幅值、荷载频率、干湿循环次数等对粗粒土填料动力特性的影响,根据动应力-动应变变化关系分析粗粒土的动力特性。结果表明,粗粒土试样在相同动应力幅值和围压条件下,荷载频率不同导致动应力-应变形成的滞回圈曲线存在差异;在循环荷载作用下,试样表现为应变软化型和应变硬化型两种状态;随着干湿循环次数的增加,试样的动应力水平逐渐衰减,特别是在前2次干湿循环中水平动应力衰减程度最大,随后逐渐趋于稳定;干湿循环和荷载作用均会对试样的阻尼比λ和最大动弹模量Edmax产生影响,其中对阻尼比λ的影响程度较小。     

干湿循环下石灰改良膨胀土特性研究

为研究干湿循环下石灰改良膨胀土特性,进行了击实试验、自由膨胀率试验、裂隙发育试验及固结快剪试验.结果表明:随石灰含量增加改良膨胀土自由膨胀率显著降低,干湿循环条件下,石灰掺量为3％时出现细微裂隙且表面脱落,5％时未出现可见裂隙,表面局部脱落,7％时未产生明显裂隙;内摩擦角和黏聚力随石灰含量增加而增大,干湿循环过程中内摩...     

干湿循环作用下白云岩强度损伤试验研究

白云岩在干湿循作用下,其强度的损伤受到所处环境地下水pH值、白云岩内部构造(岩层层厚、颗粒大小、岩层产状)等多种因素的影响,其影响程度可用岩石饱和单轴极限抗压强度变化量作为判定标准。根据不同pH值环境、不同层厚、不同粒径、不同产状分组试验,将测试值与干湿循环次数进行拟合分析,呈现出一定相关性。研究表明：随地下水pH值的降低,其强度衰减速度加快;岩石层理越厚,其强度衰减速度越快;岩石颗粒越细,其强度衰减速度越快;岩层倾角越大,其强度衰减速度越快。     

干湿循环环境下超长桩荷载传递特性研究

为掌握干湿循环环境下的超长桩的工作机理及桩侧摩阻力、桩端阻力的软化规律。通过对湖区典型淤泥质粘土的室内干湿循环模拟试验,得到了土体强度随干湿循环作用次数的呈乘幂函数形式的衰减规律。基于荷载传递解析法,提出了基于广义干湿循环下超长桩荷载传递理论模型。选取某湖区高速公路实际工程的实测数据与计算结构分析与对比验证,验证表明桩侧摩阻力和桩端阻力衰减模型可以很好地解决桩周土体在干湿循环条件下的引起桩基承载力衰减和桩顶沉降增大的计算难题。为南方湿热地区、湖泊等富水地区等典型干湿循环环境下的的高速公路桩基设计施工、安全评价及预警具有重要的工程实际意义。     

干湿循环下高韧性水泥混凝土自愈合特性研究

为了评价高韧性水泥混凝土(ECC)的自愈合性能,采用谐振频率测试仪对经过干湿循环后的试件在单轴拉伸试验过程中进行测试.结果表明:经过自愈合以后,带裂缝ECC 试件的谐振频率值恢复到初始值的70%～100%,刚度出现明显的恢复;尽管在预裂过程中对试件施加了3%的拉应变,但经过自愈合以后其极限拉应变几乎达到完整试件的100...     

干湿循环作用下受荷炭质页岩损伤特性与能量特征研究

为了研究干湿循环对岩石损伤特性与能量耗散的影响,在RMT-150C岩石力学试验系统上对不同干湿循环炭质页岩进行单轴压缩试验。研究结果表明：干湿循环次数的增加能有效促进岩样内部裂纹萌生与扩展,使得破坏阶段能够延伸到更高水平,从而降低了炭质页岩单轴抗压强度和弹性模量。单轴压缩下炭质页岩耗散能演化规律可分为平静期-稳定发展期-加速期-爆发期4个阶段;峰值U、U^e、U^d随干湿循环次数增加呈指数减小,炭质页岩的储能极限逐渐降低。炭质页岩能量损伤演化机制很好地反映了岩石内部裂纹发育、扩展、贯通至破坏的渐进破坏过程。研究结果可为水-岩作用下岩土工程稳定性分析提供参考。     

荷载作用下红黏土干湿循环试验

为掌握红黏土在荷载作用下的干湿循环特性,对常规固结仪进行了改造,发明了一种模拟土体荷载作用下的干湿循环试验方法,开展了干湿循环与上覆荷载共同作用下的红黏土的胀缩特性试验。试验结果表明:上覆压力为0kPa和50kPa时,干湿循环下红黏土胀缩率大于零,试样膨胀;压实度越大,膨胀量越大。初始含水率越小,膨胀量越大;增大上覆压力,可以抑制红黏土的膨胀性能;上覆压力为100kPa和200kPa时,干湿循环下红黏土胀缩率小于零,试样收缩;压实度越小,试样收缩量越大;初始含水率越大,收缩量越大;增大上覆压力,可以增大红黏土的收缩性能;任何上覆压力下,所有试样第一次干湿循环下红黏土胀缩性能最为显著,经历5次干湿循环后,胀缩性能趋于稳定状态。     

干湿循环作用下膨胀土边坡失稳机理研究

以云南某道路工程为依托,采用室内试验的方法分析了干湿循环对土体开裂、渗透性和强度衰减的影响,揭示膨胀土路堑边坡3种典型的失稳模式:一是干湿循环作用下的边坡浅层流滑;二是高渗透夹层吸水膨胀导致的局部崩塌;三是老滑坡裂隙带强度控制的深层滑移.进而深入分析其影响因素及破坏机理,并介绍了具体加固处理措施,为类似膨胀土区域路基工...     

掺钢渣土强度的干湿循环劣化效应及机理研究

以掺钢渣土为主要研究对象,采用透水石上吸水-自然风干方法模拟路床材料的干湿循环状态,研究了掺钢渣土强度的干湿循环劣化性能,从强度破坏模式与微观机理分析石灰对钢渣活性激发的影响。结果表明:随着干湿循环次数的增加,试件含水率呈增大趋势并趋于稳定,变化幅度在3%以内。掺钢渣土无侧限抗压强度与劈裂强度的干湿循环劣化效果明显,其中石灰土的衰减幅度最大,分别为59.5%与55.3%,石灰钢渣土最小。劈裂抗拉强度与无侧限抗压强度比值结果发现,石灰土与石灰钢渣土随干湿循环次数变化,该比值f_t/f_(cu)基本稳定,在12.3~19.4之间,但钢渣土f_t/f_(cu)均小于12.8;钢渣土劈裂抗拉强度衰减幅度显著高于无侧限抗压强度,劈裂抗拉强度更能反映钢渣土的干湿循环劣化性能。干湿循环后掺钢渣土试件抗压强度与试件核心区的干湿循环劣化程度密切相关,而劈裂强度则更多的反映试件外围部分的强度特征。对比钢渣土与石灰钢渣土强度形成机理,验证钢渣在碱性环境中更易形成强度大的沸石类矿物。在工程应用中,建议掺入适量石灰。     

干湿循环下炭质泥岩力学特性演化规律试验研究

为明确水分侵入和温度变化对炭质泥岩力学性能的影响规律,通过室内干湿循环试验、无侧限抗压强度试验和直接剪切试验,研究干湿交替作用下炭质泥岩的应力～应变特征、无侧限抗压强度和剪切强度的演化规律,分析了强度指标和循环次数的相关关系,岩性和微观结构对炭质泥岩在不利自然环境中力学性能劣化的影响机理。试验结果表明:炭质泥岩应力～应变曲线呈"软化"类型,干湿循环作用下逐渐转变为"硬化"类型,且脆性特征减小,残余强度增大;无侧限抗压强度、剪切强度与循环次数呈指数负相关关系,残余强度呈指数正相关关系,不同竖向应力下剪切应力差值逐渐减小;水分侵入和温度交替会破坏炭质泥岩的致密结构,黏土矿物遇水后的不均匀膨胀、可溶性矿物的溶蚀和有机质的氧化、还原是力学性能劣化的重要影响因素,受热失水产生的基质吸力亦会对炭质泥岩的完整性产生负面影响。     

干湿循环作用下红砂岩路堤边坡稳定性分析

反复干湿循环作用下红砂岩填料发生再次崩解,强度降低,容易导致路基边坡失稳。文中通过室内模拟试验,探索红砂岩填料在干湿循环作用下强度参数的衰减规律,数值模拟计算红砂岩路堤边坡在多次干湿循环次数影响下的稳定系数。结果表明路堤边坡的稳定性随干湿循环次数的增大而降低,前三次干湿循环下稳定系数降低明显,第四次之后稳定系数降低幅度较小,路堤边坡趋于一个新的稳定状态。     

干湿循环作用下膨胀土的土压力试验研究

利用广西南友路及湖南常张路的膨胀土土样,在不同的坡比和排水边界条件下,模拟积水、阴天、降雨和日照四种气候条件进行了九组室内模型试验,得到了在干湿循环作用下膨胀土路基中侧壁土压力和底层土压力的变化规律,为膨胀土路基的防、排水设计提供了非常有参考价值的试验数据.