钙质砂固结排水剪切特性三轴试验

为给中国南海岛礁吹填钙质砂地基上基础设施提供设计与施工参考,通过一系列三轴试验研究了钙质砂固结排水剪切特性。定性分析了钙质砂应力-应变、体变与应力路径变化规律,非线性拟合试验数据获得了不同特征状态下钙质砂抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的归一化表达式及其参数取值,进一步定性分析给出了抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的非线性变化特征。研究结果表明：(1)围压小于300 kPa时钙质砂发生应变软化和剪胀;特征状态偏应力随围压或相对密度增大而变大,体变随围压(或相对密度)增大而增大(或减小);钙质砂排水剪切应力路径为一系列平行直线,围压越大应力路径越长。(2)不同相对密度下特征状态抗剪强度(或内摩擦角)具有较好归一性;峰值状态抗剪强度(或内摩擦角)大于相变状态,而相变状态大于临界状态;抗剪强度(或内摩擦角)为量纲一化平均主应力的幂函数(或对数函数),而相对密度对余量内摩擦角的影响随围压增大而减小直至消失。(3)在压缩平面内,特征状态孔隙比随量纲一化平均主应力增加而减小,且不同相对密度下临界状态孔隙比具有较好归一性;特征状态孔隙比可用负指数函数予以表达,该函数的上、下限与特征状态孔隙比实际极限值基本吻合。     

南海钙质砂不排水剪切特性三轴试验

为了给中国南海珊瑚礁吹填钙质砂地基上的基础设施设计与施工提供参考,通过扫描电镜(SEM)和一系列三轴试验分别研究了钙质砂的基本物理性质及固结不排水剪切特性.采用试验数据的非线性拟合方法,定量分析了剪切模量、抗剪强度和临界状态孔隙比的变化规律,并将分析结果与试验结果进行对比.研究结果表明:①南海钙质砂主要成分为CaCO3...     

钙质砂三轴固结不排水剪切特性研究

采用三轴固结不排水剪切试验,对南海海区岛礁饱和钙质砂进行剪切特性分析。结果表明:围压并不是影响偏应力的主要因素;达到偏应力峰值所对应的轴应变均在3%以内;初始弹性模量随初始孔隙比增大而减小,初始围压越大,初始弹性模量也越大;在给定的初始孔隙比下,剪切模量随着围压增大而增大。     

基于三轴剪切试验的沥青混合料抗车辙性能研究

通过三轴剪切试验模拟城市道路交叉口路面受力复杂工况,分别测得壳牌高强改性沥青混合料、科因格SBS改性沥青混合料和SK普通沥青混合料的动态模量E^*与相位角δ,并计算|E^*|/sinδ以评价3种沥青混合料的抗车辙能力并与车辙试验对比。结果表明:各沥青混合料的三轴剪切试验与车辙试验结果均有一致性,且三轴剪切试验结果可以更为准确地反映出沥青混合料的高温抗车辙性能,动态模量最大,相位角最小,|E^*|/sinδ越大沥青混合料抗车辙能力越好;同时结合劈裂强度试验、低温弯曲的试验结果,分析优选出壳牌高强改性沥青混合料更适合作为面层铺筑材料用于道路交叉口路面。     

基于离散元方法的沥青混合料三轴剪切试验模拟研究

为了从沥青混合不连续特征的角度更好地评价和预估其抗车辙能力,采用离散元方法建立沥青混合料细观结构模型,并进行沥青混合料三维离散元虚拟三轴剪切试验。将模拟结果与宏观试验结果进行比较,分析模型参数与试验参数之间的关系。最后将二维虚拟试验结果和三维虚拟试验结果进行对比。结果表明:三维离散元模拟结果与试验室试验结果具有较好的相关性,且规律一致,验证了模型的正确性,可基于此模型建立评价和预估沥青混合料抗车辙能力的虚拟试验方法;三维离散元模型由于更多地考虑了材料的嵌挤作用,比二维离散元模型精度更高。     

三轴剪切试验中孔隙水压力的特性探讨

介绍孔隙水压力在三轴试验中的变化和影响孔隙水压力的众多因素,以及三轴试验成果的重要性。     

砂泥岩混填力学特性试验分析

砂泥岩混合料是砂岩颗粒和泥岩颗粒按一定比例混合的一种常见的填筑土体,因其取材方便而经常被用于水库、路堤、基坑开挖、渠道等实际工程中。本文通过GDS三轴试验系统,对砂泥岩混合土体在不同的砂泥岩颗粒比例、干密度和含水率情况下的强度和变形特性进行了分析。结果表明：低围压时,砂泥岩混合料应力-应变关系曲线表现为应变软化型,随着围压的增加曲线表现为应变硬化型;含水率对砂泥岩混合料应力-应变关系曲线的形态影响不大,偏应力峰值强度随着含水率的增大先增加后减小;干密度较小时,砂泥岩混合料应力-应变曲线表现为应变硬化型,随着干密度的增加,应力-应变曲线形态向应变软化型转变;砂泥岩混合料抗剪强度参数均随干密度的增加而增大;土体抗剪强度参数随砂岩颗粒含量的增加而增加。     

膨润土-砂混合料膨胀特性的试验研究

利用自制的岩土三向膨胀力测量仪,采用不同干密度、掺砂率对膨润土-砂混合料膨胀特性进行试验。研究结果表明:膨润土-砂混合料的膨胀力随掺砂率的增加而减小,随干密度的增大而增加;在已知掺砂率下,当干密度大于1.7 g/cm3 以后,膨胀力随干密度增加明显;通过砂骨架孔隙比,可以确定不同掺砂率下混合料砂骨架形成时所对应的起偏应力,进而可以计算得到合理的临界掺砂率。     

饱和软土三轴剪切特性与微观结构关系试验

天然土体均具有一定的物质组成和内部结构,因而表现出不同的工程特性。为探求软土在剪切变形过程中微观结构的演化规律,研究土体的宏观物理力学性质与微观结构之间的相互关系,对珠江三角洲饱和软土进行真三轴剪切试验和核磁共振试验,获取不同剪切速率条件下不同应变阶段的软土力学响应特征和孔隙微观结构参数。试验结果表明：三轴试验前后软土的孔径均主要集中在1～20 μm区间,经三轴剪切试验后软土的微观结构及其参数均发生了不同程度的变化,如平均孔隙半径减小,孔隙率降低,含水率减少。在剪切过程中,软土的剪切变形存在一个应变阈值（竖向应变4%～5%）,当竖向应变小于应变阈值时,软土的小孔隙的百分数随应变增大而减小,中、大孔隙百分数随应变增加而增加;当竖向应变大于阈值后,孔隙分布随应变的变化趋势则反之。软土的微观结构形态及其微观结构参数变化受剪切速率和土的应变值这2个因素影响较明显;孔隙形状参数（S/V）随土的应力状态（广义剪应力q和应变ε_s）有规律变化。此外,从微观结构层次和分子动力学角度揭示了软土剪切力学行为,软土剪切过程实质是土微（细）观结构不断自我调整的过程,土体的受力变形在微观上主要表现为孔隙大小和形状的变化。     

沥青混合料剪切疲劳试验研究

沥青路面的病害与沥青混合料的剪切性能有关。采用剪切试验机SST中的恒高度频率扫描试验(FSCH)与恒高度重复剪切试验(RSCH)对AC-13、Sup-13和SMA-13三种混合料进行了剪切疲劳试验研究,得到了复数剪切模量G*与相位角δ随温度、频率的变化规律,粘弹性参数G*/sinδ可以用来评价沥青的抗剪切流变性能。并通过SPT动态模量试验对两种试验的相关指标进行了对比验证。     

砂泥岩互层边坡膨胀性泥岩力学性能试验研究

泥岩和砂岩互层边坡中的泥岩吸水时将受到泥岩膨胀致其应力σ增加和抗剪强度参数（c,φ）降低双重作用影响。随着含水率的增加,σ增大,c,φ值减小,τ的变化情况及这一规律的含水率阈值的确定是要着重解决的问题。基于室内有侧限膨胀试验及直剪试验,研究了十八里堡水库段泥岩膨胀率与上部荷载、时间、初始含水率及自然膨胀力关系,以及黏聚力和内摩擦角与含水率的关系,据此推导出了以吸水率（含水率变化）为自变量的泥岩抗剪强度公式。研究结果表明:该处泥岩含水率阈值为13.5%,在含水率阈值以内抗剪强度随着含水率的增加而增大;当含水率继续增大,超过含水率阈值,则抗剪强度随着含水率的增加而减小。     

花岗岩机制砂对沥青混合料水稳定性影响试验研究

酸性花岗岩机制砂影响沥青混合料的水稳定性,因此在沥青路面中应用较少.该文通过分析掺加不同水泥剂量的花岗岩机制砂沥青混合料水稳定性差异和冻融劈裂试验后试件的开裂情况,确定花岗岩机制砂沥青混合料的最佳水泥掺量.同时,进行花岗岩机制砂和石灰岩机制砂沥青混合料(延长时间)浸水马歇尔试验和2次冻融循环试验对比,得出掺1.0％～2...     

高温重载下沥青混合料变形特性三轴重复荷载蠕变试验研究

为评价高温和重载对沥青混合料变形特性的影响,对AC-20级配的沥青混合料进行三轴重复荷载蠕变试验研究。结果表明:沥青混合料的变形随温度或应力水平的增大而迅速增大,且高温和重载同时作用会相互促进变形的发展;指标流变次数FN和斜率b均可以较好地反映沥青混合料的高温性能,但是对于高温重载同时作用情况,斜率b或许更合适;指标截距a和永久应变pε不适于评价沥青混合料的高温性能。     

硬沥青混合料高温剪切性能试验研究

通过对高粘度硬沥青(AH-30)混合料、重交沥青(AH-70)混合料、SBS改性沥青混合料进行SST剪切和贯入剪切试验,对比研究了三种不同沥青混合料的高温抗剪性能。结果表明:高粘度硬沥青混合料的高温抗剪性能优异于重交和改性沥青混合料,抗高温车辙能力明显,可适用于南方湿热地区沥青路面中下面层。     

沥青混合料重复加载三轴永久变形试验研究

采用SPT沥青混合料简单性能试验仪进行了重复加载三轴永久变形试验,选取了4种级配的沥青混合料(两种用SGC设计,两种用马歇尔设计)室内成型试件,以及车辙部位和无车辙部位的路面芯样,并进行了动稳定度对比试验。得出如下结论:沥青混合料的三轴重复加载永久变形量受混合料的级配、油石比、粉胶比、空隙率等因素的综合作用影响,不能简单以级配的粗细或者混合料的设计方法去评价混合料的三轴重复加载永久变形量。现场芯样的三轴重复蠕变试验与现场的车辙情况完全吻合。建议采用εp@5000作为重复加载永久变形的一个评判指标。     

沥青混合料剪切试验方法研究综述

在国内外沥青混合料剪切试验方法研究的基础上,文章提出一种好的剪切试验方法应是不但比较简便,而且试件受力特点符合路面的实际状况。对各种沥青混合料剪切试验方法的设备、试验原理和特点等进行了分析和评价,有助于我国道路工程的设计、施工及科研人员借鉴和采用这些试验方法,对于解决我国沥青路面普遍存在的车辙、拥包推挤等剪切损害具有重要意义。     

路基土石混合料原位剪切试验研究

根据土石路堤不同填料情况，选取了16组土石混合料进行原位剪切试验，得到土石混合料的变形特点和相关的抗剪强度参数，为路基强度及稳定性分析提供依据，对相关的结构设计及路基填料的力学性质研究，具有一定的参考价值。     

水泥土三轴力学性质试验研究

对不同水泥掺量的水泥土试件进行了三轴试验,探讨了围压、水泥掺入比等因素对水泥土强度、变形等力学性质的影响,得到了水泥土的各项力学参数,为工程设计提供参考。     

沥青混合料永久变形的三轴重复荷载试验研究

采用半正矢波间歇荷载,进行了4种不同沥青混合料的三轴重复加载永久变形试验.以流动数为评价指标,研究混合料性质(级配组成、沥青用量和空隙率)、试验温度和应力水平对混合料高温性能的影响,对永久应变与荷我作用次数的关系进行非线性回归分析,提出了能够全面反映重复荷载下沥青混合料的永久变形特性的模型.结果表明:AC16流动数最高,AC13C次之,而AC20和AC13F流动数相对较小;沥青用量增加0.5%,流动数下降20%～30%;空隙率从4%增加到7%,流动数下降50%左右,应力水平越大,温度越高,流动数越小,而降低幅度也减小;在极端高温和重载下,不同沥青混合料的流动数较小,其变化幅度不大,不足以明显区分混合料的高温性能.     

沥青混合料矿料滑移剪切试验研究

为了研究沥青混合料的高温稳定性与矿料界面滑移剪切行为的关系,从沥青混合料矿料的接触及滑移特性入手,开发了专门用于评价沥青混合料矿料滑移剪切性能的滑移剪切试验,分析了试验条件、级配和沥青等对滑移剪切能的影响.研究表明在试验温度60℃、加载速率20 mm/min时,滑移剪切试验的评价指标滑移剪切能EI与车辙动稳定度DS的相关性最好,以此初步推荐了滑移剪切试验的试验条件.矿料滑移剪切试验表明混合料的级配和沥青种类及其用量对滑移剪切能EI有显著影响,适当增加最大公称粒径、采用改性沥青以及最佳油石比等措施能显著提高沥青路面的高温稳定性.