基于数字图像处理技术压实黄土微观结构研究

土的物理力学性质的差异或变化取决于土的微观结构.路基强度与变形的破坏其根本原因是出于土内部结构的复杂性,当代土力学的发展要求定量表示出土的结构性.深入细致地分析了微结构分析方法,并以压实黄土为例,定性和定量分析了不同压实度下黄土的微结构特性.研究结果表明:扫描电镜和数字图像处理技术是实现路基材料内部组成结构快速、客观分析的有效技术手段;随着压实度的提高,黄土由原来天然状态的粒状、架空、接触结构,逐渐改变为粒状、镶嵌、接触一胶结结构;大、中孔隙的含量越来越少,微、小孔隙的含量越来越多,不管压实功有多大、压实度有多高,孔隙总是存在的,只是孔隙的比例不同而已.     

高路堤荷载下压实黄土的次固结变形研究

针对黄土地区高路堤由次固结变形引起过大的工后沉降的问题,通过一系列的一维固结试验,研究了压实黄土的次固结特性,分析了固结压力、固结时间和超载比对次固结的影响,以及不同加载时间间隔情况下对次固结变形量的影响.结果表明:当处于正常固结状态时,随着固结压力的增大,压实黄土的次固结系数逐渐减小并趋于稳定;超载预压处理在一定压力范围内不但可以大大减小压实黄土的次固结速率,还使得次固结发生的时间推迟.而当压力超过预固结压力值后,这种处理效应便会消失;次固结系数与压缩指数具有很好的相关性.此外,在主固结完成后次固结才产生的假定下,结合试验结果提出了适合黄土地区高路堤由次固结变形引起的工后沉降的计算方法,并结合实体工程对其适用性加以验证.     

压实黄土不同含水率理下微观结构特征

土的物理力学性质的差异或变化取决于土的微观结构.路基强度与变形的破坏,其根本原因是出自于土体内部结构的复杂性.以扫描电镜和数字图像处理系统为工具,定性和定量分析了不同含水率条件下击实黄土的微观结构特征.结果表明,不同含水率条件下,击实黄土的平均孔隙直径、平均孔隙面积和平均孔隙周长在最佳含水率下达到最小值.随着含水率的增大,击实黄土大、中孔隙的含量减小,微、小孔隙的含量增多.其微结构模型也发生相应的变化:松散集粒结构→紧密集粒结构→镶嵌结构→紊流结构→定向排列结构.     

黄土压实影响因素分析

针对黄土路基沉陷变形是黄土地区公路的主要病害的现象,通过激光粒度试验、能谱试验、扫描电镜试验、图像处理系统、振动压实试验和标准重型击实试验,从内部因素(黄土的物质组成、显微结构)和外部因素(压实方法、压实功)全面系统地分析了黄土压实的影响因素.研究结果表明,压实黄土的干密度与粒度成分的关系较复杂.具体应用时,要考虑黄土的工程地质分区、黄土的时代等多种因素加以确定;压实并不改变黄土的化学成分;随着压实度的提高,黄土由原来天然状态的粒状、架空、接触结构,逐渐改变为粒状、镶嵌、接触-胶结结构;在推荐参数条件下,黄土振动压实的最佳含水量和最大干密度都略小于室内击实方法确定的最佳含水量和最大干密度;随着压实功能的增加,黄土的最佳含水量减少,最大干容重增加,达到一定程度后,即使继续增加压实功也不会明显降低最佳含水量和增加最大干容重.     

车辆动荷载对水闸交通桥结构安全的影响

为了研究水闸与市政道路联合布置时,闸上交通桥车辆动荷载对水闸结构安全和交通安全的影响,以上海市奉贤区南门港水闸为研究对象,建立三维有限元模型,采用线性时程分析法计算了车辆动荷载下交通桥的应力分布。经计算分析,车辆动荷载产生的应力主要由交通桥主梁承担,对水闸主体结构应力影响不大,闸路结合的方案总体是合理的;在不同的车辆参数(标准车辆和吊车,车速分别为60 km/h、80 km/h、100 km/h)和不同车流量下,交通桥主梁跨中应力峰值均不相同,因此为提高水闸运行的安全性,应对过闸车辆限速限载。     

路基压实黄土的结构与性状分析

路基工程中经常面对压实黄土,为分析研究压实黄土,进行了压实现场试验和一系列室内试验。通过电镜扫描和颗粒分析,得出了压实黄土相对于原状黄土结构具体的变化;通过现场载荷试验和室内土工试验,定量分析了压实黄土性状的变化,得出了压实黄土基本指标数据。分析压实黄土的结构和性状,从而充分认识了压实黄土的工程特性,为黄土地区路基工程提供参考。     

黄土路基压实度影响因素

路基压实度是路基填筑过程中控制路基强度和稳定性的关键指标。本文以某高速公路黄土路基压实度为主要研究对象,研究了影响黄土路基压实度的主要因素。通过室内试验,分析了含水量、灰剂量和压实功对不同类型路基土体压实干密度的影响。通过现场试验,分析了实际施工过程中路基压实度的影响因素。研究结果表明,压实后土体的干密度随着含水量的增大而增大,超过最佳含水量后,压实干密度开始减小。灰剂量越大,土体达到最大干密度对应的最佳含水量越大。随着压实功的提高,土体的最大干密度增大,最佳含水量减小。实际施工过程中土体的干密度小于试验所得,土体的压实度收到压实工艺、含水量、灰剂量、松铺厚度等多方面的影响。     

压实度和含水量对于压实黄土力学特性的影响

通过压实黄土的室内回弹模量试验、湿陷试验、动三轴试验和抗剪强度试验,分析了压实度和含水量对压实黄土的静态回弹模量、附加压缩变形、动模量、动阻尼比和抗剪强度力学性质的影响。试验发现,在常用的95%的压实度基础上继续提高压实度对于提高压实黄土的回弹模量和抗剪强度仍然很有效;当压实度达到90%以后,压实黄土浸水以后产生的附加压缩变形基本可以消除。试验结果为黄土地区路基压实标准确定以及回弹模量、抗剪强度等取值提供了依据。     

粗粒盐渍土微观结构变化对溶陷的影响研究

不同地区的盐渍土的工程特性存在着较大差异,为揭示粗粒盐渍土的遇水溶陷性,文章采用扫描电子显微镜分析研究该地区盐渍土的微结构对溶陷性、无侧限抗压强度特性的相互关系。结果表明:盐渍土氯盐和硫酸盐含量大于30%,有的甚至超过了50%,主要以硫酸盐为主;矿物成分主要含石英、石膏、钾长石、钙长石等。     

黄土路基压实变形影响因素分析

以宣大高速公路河北段为依托,基于室内固结试验,分析了压实黄土变形特性,引入压缩变形系数,分析了压实黄土的物理指标(含水量、压实度)与变形指标(压缩变形系数、压缩系数)的关系,采用双曲线拟合法来表达压缩变形曲线结果。结果表明,含水率引起的结构性变化对压实黄土的侧限压缩特性有一定的影响,影响程度随试验含水率增大而增大;随压实度的增大而减小;随外荷作用增大而增大。     

城市道路交通微观仿真模型结构

分析了微观交通仿真在城市交通控制系统以及智能交通系统评价和测试中的重要地位,给出了用于交通控制方案测试的微观交通仿真的基本模型结构包括五个基本的组成模块,即交通网络描述模块、交通需求模块、车辆行驶模块、交通控制和管理方案生成模块和仿真输出模块,并对各个模块的功能和内容作了较为详尽的描述.     

压实黄土湿陷变形影响因素分析

由于黄土特殊的工程性质和内部结构的复杂性,黄土地区公路出现了一些湿陷破坏事故,严重影响了公路的经济效益和社会效益的发挥.该文采用双线法分析了原状黄土和重塑黄土的湿陷性,并对压实黄土湿陷变形的影响因素进行了讨论.结果表明,在低压力下,重塑黄土的湿陷性比原状黄土大,在高压力下,两者的湿陷性相差不大.压实度、含水量和龄期对压实黄土的湿陷性影响较大,应重视路基下部的压实.     

压实黄土湿陷变形影响因素分析

以宣大高速公路河北段为依托,基于室内固结试验,分析压实黄土变形特性,引入湿陷系数,基于压实黄土的物理指标(含水率、压实度)与变形指标(湿陷系数)的关系,采用双曲线拟合法来表达湿陷变形在不同的含水率、压实度及外力的曲线变化规律,并对湿陷性黄土浸水和不浸水试验的变形过程进行了理论分析。结果表明,在低压力下,重塑黄土的湿陷性比原状黄土大,在高压力下,两者的湿陷性相差不大。压实度、含水量和龄期对压实黄土的湿陷性影响较大,应重视路基下部的压实。     

压实压力对兰州马兰黄土工程性质影响试验分析

选取兰州市榆中县马兰黄土进行室内试验。该地区黄土土层由黄土状粉土、粉质粘土组成,孔隙较为发育。通过击实试验测得了该地区黄土的最大干密度范围1.86g/cm~3~1.88g/cm~3,所对应的最优含水量范围是13.1%~14.3%。并将试样在不同压力下进行固结压实后,得到了孔隙比e和压实压力关系曲线,同时对经不同压力压实后试样的湿陷系数和压实度的关系进行拟合,得到方程y=2E+08e~(-0.286x),R~2=0.9454。在不同压实压力作用下,发现黄土的抗剪强度与压实压力也有很好相关性,相关系数R~2=0.9823。     

冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制

为研究冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制,对压实黄土进行补水条件下的冻融循环试验,测试了冻融循环前后压实黄土的温度、水分、变形、干密度、孔隙比和湿陷变形。结果表明:反复的冻融循环引起了压实黄土反复的冻胀和融沉变形,土样中水分不断增加且向中上部聚集,干密度减小,孔隙比增加,最终导致黄土湿陷变形增加;冻融循环和增湿作用引起的压实黄土结构疏松和强度弱化是黄土地基和路基湿陷变形增加的主要原因。研究成果为季节冻土区黄土湿陷产生的原因和机制研究提供了一种新的思路和解释,为黄土湿陷灾害防治提供了科学依据。     

水泥及压实度对重塑黄土强度影响的试验研究

为研究水泥掺量、压实度及养护龄期对重塑黄土物理力学性能的影响,通过配置不同水泥掺量的重塑黄土,开展不同压实度和养护龄期条件下的直剪和无侧限抗压强度试验。对比分析水泥掺量和压实度对重塑黄土抗压、抗剪强度的影响规律以及养护龄期对抗压强度的影响规律,采用方差分析法研究了水泥掺量和压实度对重塑黄土强度的影响,并分析了无侧限抗压试样的破坏形式。研究表明：试样龄期为7 d的黏聚力和无侧限抗压强度随水泥掺量呈先增大后减小,而内摩擦角先非线性增加后趋于稳定,水泥掺量为14%时重塑黄土的黏聚力和和无侧限抗压强度最大;黏聚力和无侧限抗压强度随压实度线性增大;无侧限抗压强度随养护龄期延长逐渐增大并趋于稳定,且与黏聚力表现出线性关系;水泥掺量和压实度均对重塑黄土强度有显著影响;无侧限抗压试样的压实度为75%时主要发生中部鼓胀破坏,压实度为90%时主要发生劈裂破坏。研究成果可为地基处理、边坡加固、人工边坡回填等工程提供参考。     

车辆荷载和车道荷载对桥梁结构可靠度的影响

公路桥梁结构的整体计算采用车道荷载,结构的局部计算采用车辆荷载,车辆荷载与车道荷载的作用不得叠加.将采用这2种荷载设计的结构进行可靠度对比,结果表明,按车辆荷载设计的结构满足正常使用功能的可靠度偏低,更容易发生损坏,这些损坏会影响到结构的正常使用.提出通过调整重型车辆通过桥梁时的交通行驶规则,增大结构按正常使用极限状态设计时车辆荷载的代表值,从而提高按车辆荷载设计的结构可靠度.     

交通荷载对混凝土梁桥疲劳损伤的影响分析

为研究交通荷载对混凝土梁桥疲劳损伤的影响规律,基于7 d的动态称重(WIM)数据,采用Matlab加载程序,获取最不利截面底板钢筋的疲劳应力谱,并根据疲劳累积损伤理论进行不同交通荷载状况下的疲劳损伤分析。研究结果表明:交通量与疲劳损伤近似呈线性关系,超载及荷载水平提高引起疲劳损伤呈非线性增长,荷载水平提高引起的疲劳损伤远大于交通量增长及超载。在运营管理过程中,应密切关注交通量及荷载水平变化,严格控制超载车辆通行。     

压实黄土的工程力学性质研究

用常规击实方法制备不同夯击功能下的土样,来研究压实黄土的工程力学性质。试验结果表明:压实黄土的压缩模量、粘聚力及内摩擦角随击实功的增大而增大;不同击实功下土样的强度随龄期基本呈增长趋势,但其增长幅度与试验过程中的压应力大小有关;同一龄期土样的粘聚力随击实功变化幅度较大,而内摩擦角随击实功变化较小。