粘土与加筋材料界面作用特性试验研究

通过对粘土与聚丙烯土工带在不同含水量、剪切速率下进行不同法向荷载作用下的剪切试验,得出了高液限粘土与筋带之间的剪切特性,讨论了法向应力、剪切速率及含水量对界面剪切特性的影响,试验结果对实际加筋土工程的设计研究具有重要的参考作用。     

BEAM18x单元在杆系结构分析中的应用

简要介绍了ANSYS提供的BEAM18x单元的功能和Timoshenko梁理论的基本假定,就该单元的长细比影响、曲梁应用,变截面、组合截面、剪切变形的处理及刚度矩阵推导等问题进行了讨论,总结了用BEAM18x单元进行杆系结构分析时的适用性与方法,有助于对BEAM18x单元的理解及应用。     

淤泥质粘土与粉砂互层土抗剪强度试验研究

互层土具有粗、细粒土交错互层的构造特点,受粗、细粒土组合一起的均匀性影响,淤泥质粘土与粉砂互层土的抗剪强度试验结果离散性较大。通过对营口某地区淤泥质粘土与粉砂互层土抗剪强度试验结果的分析,探讨选择淤泥质粘土与粉砂互层土抗剪强度试验的方法。     

剪切波速与软土地基固结度的理论研究

根据软粘土的本构模型和摩尔-库仑强度理论,运用解析法建立起了软粘土地基的固结度与剪切波速的理论关系式。从而为实际工程中软土地基固结度的评价提供了一种有效、简便的方法。     

改性沥青混合料拌和与压实温度确定方法

为了研究改性沥青混合料拌和与压实温度确定方法, 对几组改性沥青混合料的旋转压实试验及体积参数进行了分析, 根据压实效果确定出最佳压实温度, 依据改性沥青混合料取得最佳压实效果时粘度与温度和剪切速率的关系, 推荐了一个改性沥青混合料测粘剪切速率为60 s^-1。在该剪切速率下, 测试不同温度下改性沥青的粘度, 得到粘温曲线, 再按(0.17±0.02)Pa·s和(0.28±0.03)Pa·s粘度规定确定出改性沥青混合料拌和与压实温度。推荐方法确定的改性沥青混合料压实温度与最佳压实效果时的压实温度相差5℃, 温度符合实际工程生产时的施工温度, 说明推荐的方法是合理的。     

再生剂对SBS改性沥青宏观性能与微观结构的影响

通过制备SBS改性剂掺量为0～5.0%的改性沥青并测试针入度、软化点、5℃延度、弹性恢复以及旋转黏度,研究了改性沥青宏观指标与SBS改性剂掺量间的联系。改性沥青再生试验表明：含SBS改性剂成分的B再生剂比普通A再生剂对老化改性沥青再生效果更好,抗老化能力也更为优异。采用红外光谱测试以及荧光显微镜成像对改性沥青中SBS改性剂含量进行定量以及定性的测定,并与改性沥青宏观指标相对应。改性沥青老化后其SBS改性剂含量降低,仅使用再生剂对其进行再生并不能恢复SBS改性剂含量,A/B新旧混合沥青中SBS改性剂含量进一步提升,可以达到3.05%的较高含量。采用动态剪切流变(DSR)试验研究改性沥青的高温抗车辙能力,老化后回收沥青的高温稳定性增强,掺入再生剂会降低其高温抗车辙能力,再生沥青、新旧混合沥青与新改性沥青的高温特性相似。     

土工布与砂土界面循环剪切动力特性

利用室内大型循环直剪仪进行了一系列筋土界面循环剪切试验, 筋材采用土工编织布和无纺土工布, 土体采用中国ISO标准砂, 在竖向应力分别为30、60、90 kPa, 剪切位移幅值分别为1、3、5 mm, 砂土密实度分别为22%、52%、75%时, 研究了竖向应力、剪切位移幅值、砂土密实度对筋土界面循环剪切特性的影响, 分析了循环剪切过程中2种土工布与砂土界面的剪切应力峰值和剪切应力-剪切位移的变化规律。研究结果表明: 2种土工布与砂土界面均会发生循环剪切软化现象, 但软化规律不同; 竖向应力从30 kPa增大到90 kPa时, 土工编织布与砂土界面循环剪切应力峰值增大了72.9%, 无纺土工布与砂土界面循环剪切应力峰值增加了167.5%, 表明竖向应力对土工编织布与砂土界面的循环剪切特性影响明显; 剪切位移幅值分别为1、3、5 mm时, 土工编织布与砂土界面剪切应力峰值分别为25.9、27.9、29.8 kPa, 无纺土工布与砂土界面剪切应力峰值分别为21.8、23.8、22.6 kPa, 表明随着剪切位移幅值增大, 土工编织布与砂土界面剪切应力峰值随之增大, 而无纺土工布与砂土界面剪切应力峰值先增大后减小; 在3种砂土密实度下, 土工编织布与砂土界面剪切应力峰值之间的最大差值不超过2 kPa, 无纺土工布与砂土界面剪切应力峰值之间的最大差值不超过3 kPa, 表明砂土密实度对2种土工布与砂土界面的循环剪切特性影响不明显。     

聚氨酯改性沥青改性机理和性能

为了解决聚合物改性沥青储存稳定性差、易离析、易老化等问题, 利用聚氨酯(PU) 对沥青进行化学改性; 制备了PU改性沥青, 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、动态热机械分析(DMA) 和差示扫描量热法(DSC) 试验研究了PU改性沥青的改性机理, 采用Brookfield旋转黏度试验、动态剪切流变(DSR) 试验、低温弯曲梁流变(BBR) 试验、旋转薄膜烘箱加热试验(RTFOT) 和紫外老化试验等评价了PU改性沥青、SBS改性沥青和70^#基质沥青的性能。研究结果表明: 圆盘锯齿式搅拌器可以很好地暴露沥青中的活性基团, 使PU达到较好的改性效果; PU改性沥青中主要存在2种反应, 一是异氰酸酯与多元醇之间反应生成氨基甲酸酯, 二是异氰酸酯与沥青质中的芳香族化合物之间发生加成反应; PU改性沥青的高温布氏黏度高于同温度下的SBS改性沥青, 且64℃时的抗车辙因子是SBS改性沥青的6倍左右, 说明其高温性能非常优异; PU改性沥青RTFOT前后针入度比达到了85%, 软化点变化幅度为0.5℃, 说明其抗热氧老化性能非常优异; 在紫外老化试验中, PU改性沥青软化点和针入度变化范围分别为1℃~4℃和0.1~0.3 mm, 说明其抗紫外老化性能非常优异。     

旧水泥板沥青加铺层黑白层间失稳性破坏

为分析旧水泥板沥青加铺层黑白层间水平剪切滑移和界面粘结两类失稳性破坏, 通过复合结构弹性理论计算、MATLAB编程、层间剪切和拉拔试验, 揭示了车速、路面附着系数、竖向荷载、层间接触系数、加载速率、温度、粘层油洒布量等对层间极值应力应变、剪切强度和拉拔强度的影响规律, 分别建立了层间剪切强度与正应力、剪切速率、温度以及拉拔强度与拉拔速率、温度、粘层油洒布量的函数关系。分析结果表明: 15℃时拉拔破坏界面发生概率从大到小排序为水泥板表面、粘结层、沥青膜, 45℃时为粘结层、水泥板表面、沥青膜, 层间平均粘结强度随着上述排序的递减而增大; 为减少层间失稳性破坏, 应适当提高行车速度, 控制汽车轴载, 清洁和糙化水泥板表面, 选取适宜的粘层油洒布量, 液体石油沥青为0.20~0.40 L.m-2, 乳化沥青为0.48~0.60L.m-2, 并推荐以芯样平均拉拔强度和破坏界面位置作为加铺层施工质量检验判别依据。     

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。