山区公路层间滑移破坏机理分析及对策研究

通过现场调查,初步分析了山区公路沥青路面基面层滑移的主要原因。应用有限元法,对基层和面层之间的剪应力进行计算分析,得出了基面层间剪应力变化的一般规律,认为层间最大剪应力主要取决于面层厚度和荷载条件。在前述计算分析的基础上,利用自行研制的DLG A路面材料剪切仪进行了大量的层间滑移室内模拟试验,考察了不同的层间处理措施、温度、基层类型等因素对层间抗剪能力的影响,提出了防止基面层滑移的技术措施。     

考虑摩擦滑移的普通板式橡胶支座剪切性能研究

普通板式橡胶支座作为中国量大面广的公路钢筋混凝土梁桥结构体系中的重要支承构件,其力学性能对局部和整体结构的刚度分布和受力变形特点具有一定的影响,甚至影响服役公路桥梁结构的安全性和适应性。因此,针对桥梁服役过程中该类支座普遍存在的滑移、脱空等典型病害特征,研究其不同受力状态下的剪切性能。考虑支座界面接触方式、几何尺寸等参数,设计并进行了6个普通板式橡胶支座的剪切性能试验。对不同参数影响下支座的损伤破坏模式、剪应变-剪应力曲线、支座有效剪切应变及抗剪刚度等参数进行对比分析。进一步应用有限元数值模拟方法,对摩擦滑移下的支座剪切性能进行参数分析,并将其有限元分析结果与普通板式橡胶支座的剪切性能试验结果进行对比。研究结果表明,支座上、下表面的接触摩擦条件可明显影响支座的水平侧移和抗侧力。对于界面摩擦因数较小的情况,卸载后支座摩擦滑动位移不能完全恢复,随着循环加载次数的增加,摩擦滑动位移增幅增大,且支座界面摩擦滑移可降低支座有效剪切变形和抗剪刚度的发挥。0.5,0.7,1.0等效剪切变形下支座的抗剪刚度试验结果、模拟结果与理论计算结果对比表明,试验结果与模拟结果吻合较好,而既有抗剪刚度理论计算结果偏大,且未考虑支座界面摩擦滑移、脱空的影响。因此,在进行实际桥梁结构的力学性能计算时,应考虑不同受力阶段支座力学性能指标的取值。     

考虑节理粗糙度的锚固节理岩体剪切试验

为研究粗糙度对锚固节理岩体剪切特性及锚杆抗剪作用的影响,提出了基于Synfrac软件与3D雕刻技术的岩石节理面三维重构方法,开展了不同节理粗糙度系数（JRC值）和不同法向应力下的锚固节理岩体剪切试验,研究了节理面剪胀效应对锚杆轴力、变形与破坏模式的影响,并在静力分析的基础上提出了考虑节理剪胀的锚杆抗力公式。试验结果表明：随着JRC值的增加,节理的剪胀效应使锚杆的轴向变形增大,从而使锚杆发挥出更大的轴力,提高了锚杆对节理面的剪切强度贡献（锚杆抗力）;锚杆轴力增大的同时使锚杆从拉剪破坏模式转变为拉弯破坏模式。根据试验结果,在静力分析的基础上,引入了巴顿公式中的剪胀角,提出了考虑JRC值和法向应力的锚杆抗力公式,公式预测结果与试验结果吻合良好,平均相对误差为7.6%。     

含水量对粉土强度影响的试验研究

粉土具有较高的"水敏性",在非饱和状态下,粉土具有非饱和土的特性。随着含水量的不同,粉土的强度呈现不同的变化。文中通过常规直剪试验,初步探讨了含水量与强度的关系,并对试验数据进行了曲线拟合,得出了相应的拟合函数,同时,试验发现,粉土的粘聚力受含水量影响较为明显。随着含水量的增加,粉土的强度衰减非常快。     

剪切波速与标准贯入击数N值的关系研究

剪切波速是评价场地土动力特性的重要指标。利用回归方法对天津王庆坨地区实测的剪切波速和相应的标准贯入击数、土层的深度进行统计分析,建立了剪切波速和标准贯入击数、土层深度的定量关系,结果表明土层深度H是当地剪切波速的最佳回归参数,这对天津地区的工程场地的分类和评价有参考价值。     

不同测试方法下沥青黏度特性研究

沥青是一种黏弹性材料,黏度是其一项重要指标,与沥青混合料施工温度、和易性和压实度密切相关.文中采用沥青布氏旋转黏度测试法、沥青流变性质测试法和沥青动力黏度测试法,分别测试原样、RTFOT老化后和PAV老化后SBS改性沥青的旋转黏度、剪切黏度和动力黏度;针对沥青旋转黏度、剪切黏度、动力黏度影响因素,测试不同温度、转子、转...     

冻融循环对不同塑性路基土剪切强度的影响研究

为了研究冻融循环对不同塑性路基土剪切强度的影响,通过室内三轴试验和冻融循环试验对3种塑性指数的土样进行了研究。结果得到:当冻融循环次数增加时,剪切强度随着塑性指标的增加而有所增大;当塑性指数相同时,剪切强度随冻融次数增加与围压增加改变各不相同,与冻融循环次数成反比,与围压成正比。并且冻融循环6~7次后,3种塑性指数土样的剪切强度的变化均会趋于平缓。     

大直径盾构隧道斜螺栓环缝抗剪特性研究

以大直径盾构隧道施工过程中管片上浮错台问题为背景,研究大直径盾构隧道环缝结构的抗剪特性,从结构承载力角度提出有效且可控的抗浮措施,并深入探究环间错台对隧道结构的影响,以确定大直径盾构隧道环间变形控制标准,减小隧道环间错台引起的管片损伤。以深圳妈湾跨海通道为依托,基于材料塑性损伤本构,考虑管片接缝细部构造,根据相关管片环缝剪切原型试验对接缝抗剪数值模拟方法的有效性进行验证。随后,利用数值模拟研究了环向接缝顺剪、逆剪和切向剪切时的错台现象和破坏特征,分析了斜螺栓、凹凸榫对环缝抗剪特性的影响,为大直径盾构隧道环缝结构的抗浮设计和安全评价提供依据。研究表明:环缝剪切错台数值计算结果与试验结果吻合良好,能够有效揭示接缝剪切过程中结构的变形特点和损伤特性;环缝接缝的剪切错台过程较为复杂,呈阶段性特征,螺栓和凹凸榫的受力状态是决定接缝抗剪特性的关键因素;凹凸榫能显著提高接缝抗剪刚度和承载力,但也带来接缝应力集中和张开过大等问题,设计和施工过程中需充分考虑接缝刚度和变形的适应性;基于环缝错台损伤分析,提出了环缝变形的三级安全评价指标,大直径盾构隧道接缝变形必须控制在Ⅱ级以内,以保证隧道的结构安全和正常使用性能。     

铁路板式橡胶支座失效条件和使用寿命的研究

通过对使用16—22年的板式橡胶支座的调查、试验与研究，对铁路桥上铺设使用的板式橡胶支座提出了可供参考的失效条件和使用寿命。     

人工冻结砾石土三轴剪切强度试验研究

为分析冷冻温度和含水量对于砾石土抗剪强度参数的影响,通过室内试验对南宁地铁联络通道砾石土层进行冻结状态下的三轴剪切强度分析,研究围压、冷冻温度以及含水量对于其强度演变的影响,分别得到几个特征围压下的砾石土冻结强度与冷冻温度及含水量的关系。试验结果表明:砾石土的三轴剪切强度随着冷冻温度的降低而升高,温度效应明显;同时,含水量变化对于其剪切强度影响也十分显著,在试验研究范围内冻结砾石土偏应力峰值与含水量成一定的正相关性,随着含水量增加,冻结冰晶体含量随之升高进而引起土体胶结能力增大,相应的强度有所提升。该三轴剪切强度符合Mohr-Column准则,黏聚力与内摩擦角随着冷冻温度的降低而增大,随着含水量的增加而增加。同时,冷冻温度对于砾石土三轴剪切强度参数的影响受土体含水量变化影响显著。