基于路堤粗粒土填料力学特性的改进邓肯-张模型

为研究动力及含水率变化对路堤粗粒土填料力学特性的影响,制作了不同含水率w的路堤粗粒土填料试样,先对其施加一定荷载频率f的动应力,再进行静三轴压缩试验,分析不同试样静偏应力σ₀-应变ε₁曲线变化规律,之后结合Janbu公式探讨动偏应力σ_d、w及f与参数n、K的联系,建立初始变形模量E_i、极限偏应力(σ₀)_ult与各控制变量的拟合公式,提出考虑动力及含水率影响的路堤粗粒土填料改进邓肯-张模型,最后开展验证试验,对比分析该改进模型的有效性。研究结果表明：三轴试验中粗粒土试样在ε₁>0.5%时由弹性变形进入塑性变形阶段,不同控制因素下的σ₀-ε₁曲线在0.5%<ε₁<2.0%范围内出现明显差异,切线变形模量E_t在该范围内迅速降低,降低幅度达到58%～76%;当ε₁>2%时E_t变化逐渐减缓并...     

红层泥岩土邓肯-张模型参数试验研究

针对遂渝铁路代表性红层泥岩土,进行了四种围压下压实度为95％试样的三轴试验,并通过霍尔效应传感器精确测定了试样的轴向与径向应变、体变等;进行数据处理后,确定了邓肯-张模型的相关参数,为红层泥岩路基应用邓肯-张模型进行沉降变形的数值计算提供了依据。     

粉煤灰邓肯-张模型参数试验研究

通过模拟水力冲填法进行了粉煤灰三轴试验,确定了邓肯-张模型(E-B模型)各参数,为粉煤灰堤坝加高设计和施工进行有限元分析提供了参考。     

太原黄土含水率对邓肯-张模型参数影响研究

为研究太原黄土的工程力学特性以及分析含水率对黄土整体稳定性的影响,对土样进行不同初始条件的室内三轴试验,将试验结果用邓肯-张模型进行拟合分析,获得了太原黄土的邓肯-张模型参数及其随含水率变化的规律。结果表明,随着含水率增大,黄土的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均有减小趋势,初始含水率较小时,试样有应变软化趋势,表现出剪胀现象。切线弹性模量及体积变形模量都随含水率的减小而增大,随应变的增大而迅速减小。在工程建设中要严格控制黄土的含水率等相关指标。     

砂砾石料邓肯-张(E-B)模型计算参数的试验

邓肯-张(E-B)模型是岩土工程分析计算中常用的非线性弹性模型,为配合有限元分析计算的需要,从现场施工工地取样,进行了砂砾石料的室内三轴试验。并对试验结果进行了分析,得到了邓肯-张非线性模型有限元计算的8个参数,为砂砾石料地区的道路工程建设提供了参考依据。     

干密度对海相及河相软土邓肯-张模型参数的影响

通过三轴排水剪试验研究了海相及河相软土的工程特性,并将试验结果用邓肯-张模型进行整理分析,获得了海相及河相软土的邓肯-张模型参数随干密度的变化规律.试验结果表明,随着干密度增大,海相及河相软土的粘聚力和内部摩擦角都有增大的趋势,切线弹性模量和切线体积模量均随着干密度的增加而增大.     

应用邓肯-张非线性模型近似计算路基沉降

提出了应用邓肯-张非线性模型对路基沉降量进行估算的近似算法.通过与规范算法和实测沉降的对比分析,证明该算法是可靠的,可用于软土路基设计与施工控制.     

干密度对海相及河相软土邓肯—张模型参数的影响

通过三轴排水剪试验研究了海相及河相软土的工程特性,并将试验结果用邓肯-张模型进行整理分析,获得了海相及河相软土的邓肯-张模型参数随干密度的变化规律。试验结果表明,随着干密度增大,海相及河相软土的粘聚力和内部摩擦角都有增大的趋势,切线弹性模量和切线体积模量均随着干密度的增加而增大。     

邓肯-张E-v模型参数对深基坑支护变形影响

利用邓肯-张E-v模型,针对双排桩支护结构参数敏感性,进行大量非线性有限元计算分析,得到了各参数与支护结构侧向位移和弯矩之间的关系,确定了模型中影响基坑支护结构变形的主要参数。     

酸性环境干湿循环条件下膨胀土的膨胀特性及微观作用分析

弄清酸雨及干湿循环共同作用下膨胀土的膨胀性能及其微结构与矿物成分的变化，对研究酸雨区膨胀土的基本性质劣化及工程问题意义重大。为此，以广西酸雨重灾区百色原状膨胀土为对象，模拟酸雨（pH=3，5，7）与干湿循环（n=1，2，3，4）两者共同作用的环境，开展了无、有荷膨胀率试验，并采用扫描电镜（SEM）、压汞仪（MIP）和X射线衍射仪（XRD）分析了该环境下试样的微结构及矿物成分的演变规律。研究结果表明：酸性环境使试样的膨胀率增大，溶液的pH值越小，膨胀率越大；随干湿循环作用次数的增加，不同溶液环境下试样的膨胀率均先增大后趋于稳定，且2次作用后的增幅最大；经酸性环境与干湿循环共同作用试样的膨胀率增大更多，溶液pH值为3和5，经2次干湿循环后其膨胀率比pH值为7的分别增长了24.7%和7.9%；上覆压力能明显抑制试样膨胀率的增长，设定测试压力越大，该值下降越显著。酸性环境与干湿循环共同作用下膨胀率增大的机理可通过微观结构分析作出解释：酸性环境作用下膨胀土中游离SiO₂，Al₂O₃，K₂O，MgO，CaO等胶结物出现不同程度的溶蚀和淋滤，削弱了叠聚体结构间的联结作用，使面面叠聚结构的排列趋于分散，微孔隙体积及数目不断增大，同时遭受干湿循环作用后，土中微孔隙加速发育，土颗粒与溶液水间化学反应更剧烈，致使其膨胀变形进一步增大。因此，酸雨重灾区的膨胀土工程建设，必须考虑酸性环境与干湿循环共同作用造成的膨胀土基本性质劣化的不利影响。     

干湿循环作用下预崩解炭质泥岩裂隙发育规律及强度特性

由于炭质泥岩遇水易风化、强度低、变形大,干湿循环作用下炭质泥岩路堤易形成纵横交错的裂隙网络,加速路堤边坡失稳。为分析干湿循环作用下预崩解炭质泥岩裂隙演化规律与强度特性,通过制备较大尺寸预崩解炭质泥岩试样,开展室外裂隙演化原位试验及裂隙试样直剪试验,实时拍摄不同干湿循环次数下试样裂隙扩展图像,并基于裂隙图像特征参数对各阶段裂隙特征进行定量化描述,进而构建预崩解炭质泥岩的抗剪强度与裂隙参数关系模型。研究结果表明:预崩解炭质泥岩裂隙数量、裂隙最大长度及裂隙率等裂隙参数均随干湿循环次数分为迅速增长、缓慢增长、趋于平缓3个阶段;各因素对裂隙发育影响程度由强至弱依次为初始含水率、干密度、干湿循环次数;含裂隙试样剪切时遇到裂隙剪切应力会发生暂时性衰退,不同裂隙参数试样的黏聚力变化显著,而内摩擦角变化甚微,内摩擦角变化主要取决于土体干密度的变化,而黏聚力变化取决于初始含水率,抗剪强度主要与黏聚力相关联。为研究土体抗剪强度与裂隙参数的关系,拟合得到了裂隙率与黏聚力的指数关系模型,发现其拟合变化曲线呈凹形的抛物线变化,其抛物线分急剧降低和趋于稳定2个阶段。研究成果可为预崩解炭质泥岩路堤工程施工及稳定性分析...     

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。     

改良花岗岩残积土崩解特性试验研究

在华南地区循环湿热多雨气候的影响下,花岗岩残积土遇水极易崩解,诱发崩岗等地质灾害,对道路、桥梁等工程造成极大影响,因此常利用水泥、石灰和高岭土等固化剂对花岗岩残积土进行改良。为了进一步研究干湿循环条件下改良花岗岩残积土的崩解特性,采用自行设计的干湿循环崩解测试仪,开展华南地区干湿循环环境下改良花岗岩残积土的崩解试验,结合X射线衍射试验以及扫描电镜试验,研究固化剂对花岗岩残积土抗崩解性的改良效果,分析改良花岗岩残积土崩解机理。结果表明：干湿循环条件下,改良花岗岩残积土土样崩解过程可以分为4个阶段,即表层吸水剥落阶段、饱水软化阶段、饱和稳定阶段和完全解体阶段;干湿循环作用显著增大改良土崩解速率,部分试样崩解速率可达到原来的2～3倍,添加固化剂能有效增强花岗岩残积土的抗崩解性,完全崩解时长增加到素土的2～6倍;基于绿化角度,掺入高岭土对花岗岩残积土进行改良较为合适;素土以及改良土崩解过程中,土样黏土矿物(例如高岭石)含量减少,显著降低土样胶结作用,促进土样崩解的发生;花岗岩残积土内部孔隙大小分布不均匀的结构特征,使土样在崩解过程中产生吸力不平衡现象,较小的孔隙先被水填入,压缩土样孔隙内的空气...     

干湿循环作用下高液限黏土抗剪强度试验研究

高液限粘土是一种不良土质,在我国南方多雨地区非常常见,采用高液限粘土填筑库区路基是公路建设过程中常见的技术问题之一。以不同次数的增湿和烘干过程模拟干湿循环条件,并对这种模拟下的高液限黏土在自主研发的大型直剪仪上不同垂直压力下进行直剪试验,得到0～5次干湿循环条件下高液限粘土的强度参数值,分析出在5次干湿循环后粘聚力和内摩擦角各自衰减54％和26％基本趋于稳定。     

膨胀土地基浸水膨胀变形模型试验研究

通过10 m×2.5 m×4.1 m(长宽高)的大型模型试验,研究了深层浸水条件下膨胀土地基膨胀变形和含水率变化规律,进行了含水率、表面隆起、深层隆起等测试。试验结果表明,土体干密度和上覆荷载对膨胀变形和含水率变化影响较大,土体含水率的变化可分为起始、突变、稳定3个阶段;上覆荷载越大,土体表面隆起越小,表明上覆荷载能有效抑制膨胀土膨胀变形;膨胀土地基可划分为压密区、中性区和膨胀区3个变形特征区,或3个区的组合,变形区的高度不仅与外加压力值有关,且与基础大小和形状有关。研究结果对膨胀土路基的设计和施工具有重要的理论和工程实际意义。     

基于工程应用的膨胀土本构模型

采用侧限有荷膨胀试验,研究了膨胀土有荷膨胀率和上部荷载、终了含水量以及过程含水量之间的关系,据此推导出了可以用来计算膨胀土路堤随含水量以及上部荷载变化而变形的本构模型。研究结果表明:在初始含水量一定的条件下,有荷膨胀率与上部荷载半对数呈线性关系,终了含水量与上部荷载半对数呈线性关系,有荷膨胀率与过程含水量呈线性关系;该模型是利用室内常规试验可以得到的,能反映研究地区岩土体主要性状的应用型本构模型。