非饱和混合土动剪切模量与阻尼比试验研究

川西山区广泛分布着崩坡积混合土,且在自然条件下常处于非饱和状态。动剪切模量和阻尼比是进行场地地震反应分析时必不可少的动力特性参量。为研究该地区上述两个参数的影响因素,运用动三轴仪,获取了小应变范围内循环荷载作用下混合土动应力应变骨干曲线、滞回曲线,拟合得到动剪切模量/最大动剪切模量-剪应变幅值和阻尼比-剪应变幅值曲线,系统研究了两个曲线函数随含水量和细颗粒含量的变化规律。研究结果表明:饱和程度和细颗粒含量对动剪切模量和阻尼比有显著影响,其影响程度还与矿物成分有关;在对比分析基础上,提出适用于崩坡积混合土在饱和、非饱和状态下的动剪切模量比和阻尼比推荐值,为川西山区地震安全评估提供参数取值依据。      

橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能研究

为了研究橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,对不同温度下3种橡胶颗粒掺量的沥青混合料进行了蠕变性能试验和动态模量试验,采用Burgers模型表征橡胶颗粒沥青混合料的黏弹性能,分析了温度和橡胶颗粒掺量对于沥青混合料黏弹性能的影响。结果表明:随着温度的升高和橡胶颗粒掺量的增加,蠕变变形量逐渐增大,2%橡胶颗粒掺量下沥青混合料的常、高温稳定性较好,60℃下4%橡胶颗粒掺量的沥青混合料出现严重的蠕变损伤现象。沥青混合料的动态模量随着橡胶颗粒掺量的增大而降低,掺量为2%后继续提高橡胶颗粒掺量对动态模量影响较小。综合上述因素,确定合理的橡胶颗粒掺量为2%。     

橡胶颗粒—废铸砂复合填料冻胀试验

通过对橡胶颗粒—废铸砂复合填料冻胀实验研究了橡胶颗粒掺入、水泥掺入比、含水率对冻胀率的影响,发现橡胶颗粒掺入量的增加阻挡了水分迁移的通道,水泥掺入比的增加降低了空隙之间的连通性,从而降低了复合填料水分迁移量,减少了冻胀量。     

废旧橡胶颗粒改性沥青混合料力学性能研究

为加强永久性路面建设,提高气候温度易变地区沥青路面路用性能,本文对掺60目废旧橡胶颗粒改性沥青混合料进行研究。测定不同橡胶颗粒掺量（12%、 14%、 16%和18%）对改性沥青基本性能的影响;通过冻融劈裂试验和小梁弯曲疲劳试验测定沥青混合料力学性能。结果表明,随着橡胶颗粒掺量增加,改性沥青质地变硬,黏性逐渐增大,交联作用逐渐增强。当采用AC-16型级配,最佳油石比为6.0%,橡胶颗粒掺量为16%制备试件,混合料冻融劈裂强度比和疲劳寿命最大,具有较好的力学性能。     

雄安新区粉质黏土的动力特性试验研究

为分析雄安新区粉质黏土的动力特性,采用GDS多功能动态循环三轴试验系统,对雄安新区粉质黏土进行14种工况(不同围压、固结比和加载频率)下的动三轴试验,深入分析了动骨干曲线、动弹性模量、动剪切模量、阻尼比等在不同工况下的变化规律及相关参数。试验结果表明：随动应力幅值的增大,动应变呈非线性增长,且存在某一临界动应力值;随动应变的增大,动模量逐渐减小,且减小速率先快后慢、最后趋于稳定;随动剪应变增长,阻尼比呈非线性增长,且阻尼比最大值不超过0.12;随围压与固结比增大,动强度和动模量均明显增大;围压与固结比对阻尼比影响较小,具有归一性特征;随频率增大,动应力幅值、动弹性模量增大,但增长幅度并不明显。综合分析三变量对雄安新区粉质黏土动力特性的影响程度得出：围压影响最大、固结比次之、加载频率最小。     

熔融石英砂动力特性动三轴试验

为探究振动荷载作用下熔融石英砂液化破坏过程中动变形和动强度变化规律, 促进透明土技术在岩土工程动力特性可视化模型试验中的推广和应用, 对构成透明砂土骨架结构的典型粒径(0.5~1.0 mm)熔融石英砂开展饱和试样动三轴试验; 研究了不同围压、加载频率和动应力比等试验条件下熔融石英砂试样的累积轴向应变、动孔压发展模式、动应力衰减、动弹性模量和阻尼比的变化规律, 并将试验结果与相同级配的标准砂进行了对比。分析结果表明: 熔融石英砂累积轴向应变随动应力比的增大呈现出由稳定型向破坏型转变的趋势, 加载频率为0.5~1.5 Hz时, 临界动应力比为0.150~0.175, 小于标准砂的0.200~0.225;升高围压、增大动应力比、降低加载频率会加快试样塑性应变累积, 缩短液化破坏时间; 熔融石英砂孔压发展模式随围压增大逐渐由Seed孔压模型向指数型过渡, 增大加载动应力会加剧液化破坏后孔压的振动幅度; 相同动应力比下, 熔融石英砂与标准砂的动应力与动应变呈现线性相关, 在围压大于200 kPa时, 二者动应力衰减幅度随围压的增大而逐渐减小; 熔融石英砂的动弹性模量和阻尼比表现为线性关系, 动弹性模量随动应变的增大呈现出双曲线型减小的趋势, 并随围压的增大而增大; 阻尼比随动应变的增加先增大后基本稳定在0.22, 发展曲线受围压影响较小。      

加筋泡沫轻质土三轴剪切力学特性

通过三轴剪切试验, 对比在不同加筋率和围压下, 聚丙烯纤维加筋泡沫轻质土的剪切力学特性; 研究了泡沫轻质土各强度参数与加筋率、围压之间的关系, 获取了加筋泡沫轻质土裂纹扩展规律, 建立了应力-应变全曲线方程, 提出了加筋泡沫轻质土各强度参数关于加筋率和围压的本构方程; 将不同加筋率的试验数据归一化处理后进行分析, 得到了加筋泡沫轻质土的应力-应变全曲线方程, 获取了曲线方程中各参数关于加筋率、围压2个变量之间的函数关系。分析结果表明: 加筋泡沫轻质土三轴剪切强度和黏聚力均随加筋率增加呈现先增加后减小的趋势, 在加筋率达到0.75%时达到峰值; 加筋泡沫轻质土的内摩擦角受加筋率影响较小, 说明纤维作用主要是通过改变材料黏聚力来影响加筋泡沫轻质土的强度; 而强度降低率随着加筋率增加呈现明显的下降趋势, 最大从40%左右降低至10%左右时达到稳定; 加筋率一定时, 加筋泡沫轻质土的极限强度和残余强度均随着围压的升高呈增加趋势; 经过分析体积裂纹曲线发现加筋泡沫轻质土破坏时主要经历受压、产生裂缝、纤维承受拉力限制裂缝、裂缝扩展张力过大纤维拔出4个阶段, 而加筋泡沫轻质土达到屈服阶段时往往包括裂纹的稳定扩展阶段和裂纹的不稳定扩展阶段2个裂纹发育过程, 由于缺乏筋材, 泡沫轻质土属于脆性破坏, 因此, 没有裂纹不稳定增长阶段。      

橡胶混凝土物理力学性能研究

为研究橡胶颗粒对普通混凝土性能的变化趋势,论文分析了不同橡胶颗粒掺量的混凝土路用性能．通过密度、抗折强度、抗压强度及劈裂强度试验,研究掺橡胶颗粒的混凝土基本力学性能及物性的变化规律;采用噪声仪研究了橡胶混凝土的减振降噪效果．研究结果表明：随着橡胶颗粒掺量的增加,橡胶混凝土的密度、抗折、抗压及劈裂强度、压折比及噪声水平逐...     

骨架密实型低噪声路面的声振特性

为探讨骨架密实型低噪声路面的降噪机理,分别采用驻波管装置测试了SDQP路面的吸声系数,重复加载法测试了SDQP混合料的复合模量,轮胎/路面振动测试装置研究了轮胎在不同路面上的垂直振动衰减特性。结果表明SDQP路面与SMA路面的吸声系数没有明显的差异,在整个频段上吸声系数很小;SDQP混合料的动态模量随着橡胶颗粒掺量的增加呈下降趋势,而阻尼逐渐提高;轮胎在SDQP路面的衰减系数最大,且随着橡胶颗粒掺量的增加而增大,说明SDQP路面具有较好的阻尼减振降噪能力,吸声降噪性能并不占优。     

原状冻结砂土阻尼比的综合影响因素探究

对青藏铁路清水河DK1 047+000段原状冻结砂土进行室内动三轴试验研究,采用Tablecurver3D数据处理软件对阻尼比试验结果进行三维曲面生成,结果表明:当试验温度为-0.6~-10℃、围压为0.1~0.5 MPa、荷载振动频率为1~5Hz条件下,原状冻结砂土阻尼比分别与温度和加载频率呈单调增函数和单调减函数的关系,随围压的变化其值较为分散.阻尼比随温度和围压的综合作用呈片状微卷上升趋势,其中温度影响较为显著;温度—围压—阻尼比三维曲面为单调递增曲面;在频率和围压的综合作用下,阻尼比曲面近似呈螺旋上升状     

掺不同粒径废旧橡胶混凝土耐磨性的研究

将50目、100目和150目的废旧橡胶粉分别掺加到混凝土中制备废旧橡胶混凝土。废旧橡胶可以大大提高混凝土的耐磨性。研究了水灰比、废旧橡胶掺量以及粒径对废旧橡胶混凝土耐磨性的影响。研究结果表明,当废旧橡胶掺量分别为10 kg、15 kg、20 kg时,废旧橡胶混凝土的耐磨性随着掺量的增加而降低,橡胶混凝土的相对磨损量分别为空白混凝土的35.8%、53.3%和81.1%。当水灰比不断提高时,橡胶混凝土的耐磨性不断降低,但橡胶混凝土的耐磨性均比空白混凝土要高。50目的橡胶粉对混凝土的耐磨性起到最佳作用,比100目和150目的橡胶混凝土的磨损量降低30.7%和12.4%。     

玻璃纤维土的力学性能研究

为了研究玻璃纤维土的工程性质,通过室内三轴试验对其强度及变形特性进行研究。室内试验结果表明:随着玻璃纤维含量和纤维长度的增加,玻璃纤维增强土的抗剪强度逐渐增大,玻璃纤维土试块的抗剪强度逐渐增加;玻璃纤维的掺入量由2%增加到3%时,其抗剪强度的增长幅度最大。动三轴试验表明:玻璃纤维的掺入增大了土体的动强度。     

土壤固化剂加固细粒土路基的应用研究

通过室内试验对固化剂稳定细粒土的无侧限抗压强度、回弹模量和承载比性能展开了研究。研究表明:随着固化剂掺入量的增加,砂土与黏土的无侧限抗压强度逐渐增加;土壤固化剂的最佳掺入量为10%;固化砂土与固化黏土的最佳含水率分别为9.2%、14.3%。工程实例表明:土壤固化剂的掺入能够有效控制砂土与黏土路基的沉降,增加路基的抗压强度。     

卵石粗粒土变形模量和剪胀角预测方法研究

针对某级配的砂卵石料,对不同密度试样开展大量的常规三轴固结排水剪切试验,探讨了围压和制样初始密度对粗粒土变形特性和强度特性的影响。研究结果表明:粗粒土变形模量与围压基本呈线性关系。而变形模量随着密度增加或孔隙比降低,以递增的速率增长。通过引入孔隙比方程,建立了不同围压和密度下卵石粗粒土变形模量的预测方法。采用考虑围压和密度影响的剪胀指数,建立了预测卵石粗粒土最大剪胀角的方法。剪胀指数与最大剪胀角具有很好的线性关系。一旦获取土体所受的有效应力和密度,此方法可预测不同围压和密度下卵石粗粒土的变形模量和最大剪胀角。     

典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验

针对软弱土地基上建造构筑物易出现地基承载力不足、边坡失稳破坏等问题,通过对室内开展不同水泥掺量、不同围压下三轴CD试验,分析研究了水泥土的应力-应变特征、变形规律、强度特性和破坏形式。试验结果表明:同一围压下随水泥掺量的增加,水泥土的抗剪强度呈现近线性增长关系;随着围压的增加,水泥土破坏时的应变、抗剪强度及破坏后的残余强度呈现逐渐增大趋势;随水泥掺量的增大,水泥土体积应变呈现先增后减小趋势,具有剪胀特性,最终会趋于某一稳定值;水泥土的破坏模式与水泥掺量和围压有关,主要表现为塑性剪切破坏(低a_c/高p_o)、脆性劈裂破坏(高a_c/低p_o)和斜向剪切破坏{(低/高a_c、高/低p_o)之间}3种破坏模式。     

EDTA滴定法测定石灰土中石灰含量研究

依托吉舒高速公路工程建设项目,对石灰土的不同石灰掺入比、不同石灰土拌和方案、不同石灰土掺灰方式以及石灰土的不同含水率进行EDTA滴定,得出石灰土中石灰剂量的衰减规律。研究结果表明:随着龄期的增长,石灰土中石灰剂量呈下降的趋势,但下降的趋势逐渐变缓;拌和方法为干土法和湿土法相比,干土法的石灰土中石灰衰减量大;掺灰方法为二次掺灰和一次掺灰相比,二次掺灰的石灰土中石灰衰减量大;相同龄期内随着含水率的增大石灰土中石灰的衰减量也增大。     

橡胶改性沥青及混合料路用性能研究

制备了普通橡胶沥青与脱硫橡胶沥青,并对不同掺量的两种橡胶改性沥青进行性能对比,最后选择合适的胶粉掺量进行了橡胶改性沥青混合料路用性能的评价.研究表明:经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶颗粒在沥青里大多分散成无明显颗粒的细小物质,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心;与普通橡胶沥青相比,脱硫橡胶沥青的高温粘度低,但其他性能指标大多不如普通橡胶沥青;胶粉掺量的增加对普通橡胶沥青性能提升明显,而对脱硫橡胶沥青性能影响较小.     

基于CPTU状态参数的无黏性土最大剪切模量评价方法

土体最大剪切模量是动力基础设计和地震场地响应分析的重要参数,目前该参数的确定主要来源于室内试验,但室内试验值难以反应现场土层的真实情况,因而采用原位测试技术确定土体最大剪切模量的方法备受关注. 以宿迁-新沂高速公路为工程背景,利用地震波孔压静力触探（SCPTU）对现场场地进行测试,在总结已有的最大剪切模量确定方法研究成果的基础上,以实测剪切波速计算得到的最大剪切模量作为参考值,研究了孔压静力触探（CPTU）测试参数与最大剪切模量之间的关系;基于临界状态土力学理论,研究了联合CPTU测试参数和状态参数与最大剪切模量的关系. 结果表明:最大剪切模量与CPTU测试参数存在良好的相关关系,可通过锥尖阻力和孔压参数来近似估计最大剪切模量值;将状态参数作为孔隙比或孔压参数比的有效代替参数,能够同时考虑围压应力与孔隙比双重因素,所估算的最大剪切模量与参考值基本一致. 因此,CPTU原位状态参数可作为一种新方法来初步评价无黏性土的最大剪切模量.      

RAP掺量和水灰比对再生水泥混凝土力学性能的影响研究

研究了沥青路面回收料（RAP）掺量和水灰比（Rw/c）对沥青路面回收料再生水泥混凝土抗压强度、劈裂强度和抗折强度等力学性能的影响,分析了RAP-RCC的破坏机理。结果表明：掺入RAP会降低再生水泥混凝土的抗压强度、劈裂强度和抗折强度等力学性能,且RAP掺量越大力学性能下降越显著;拉压比和折压比均随着RAP掺量的增大而小幅增大,RAP的掺入对混凝土的韧性有所提升。     

瘠性磷矿渣生产气泡混合轻质土的试验研究

利用室内试验对磷矿渣生产气泡混合轻质土的生产技术和性能进行了研究,发现在采用发泡机生产气泡时,尼纳尔的稳定性优于十二烷基磺酸钠,AES的最佳浓度为3%。砂浆静置有利于减少消泡,最佳气泡掺入时间为砂浆静置60~90 min后。磷矿渣气泡混合轻质土的密度主要受气泡添加量的影响,实际工程中适宜气泡添加量为100%~200%;无侧限抗压强度随水泥含量的增加而增加,随气泡添加量的增加而减小,28 d强度可达1.5 MPa以上,可用于路基填筑、矿坑回填、建筑物回填土等,28 d后还会大幅增加。