泾渭地区深层Q2黄土工程力学特性的试验研究

Q2黄土是中更新世沉积具有弱湿陷性和结构性的粘性土.文中以真三轴仪为基础,模拟了在三维应力条件下Q2黄土的受力状况,进行了不同固结围压、含水率和中主应力比下Q2黄土的真三轴试验,研究了不同含水率黄土的应力应变特性.得到了如下结论:通过4种含水率、4种中主应力比、4种不同固结围压下的Q2黄土真三轴试验结果,分析了复杂应力条件下不同含水率、中主应力比率和固结围压条件下Q2黄土的非线性应力应变特性.表明低含水率及固结围压条件下,随着中主应力比率的增大,应力应变曲线由强软化型逐渐转化为弱软化型或弱硬化型;同一固结围压及中主应力比率条件下,随着含水率的增大,应力应变曲线由弱硬化型或弱软化型转化为硬化型;同一含水率及中主应力比率条件下,随着固结应力增大,应力应变曲线由软化型转化为强硬化型.     

饱和与非饱和黄土抗剪强度对比研究

采用TSZ-1型应变控制式三轴仪,在轴向静负荷条件下进行强度和变形特性的三轴剪切破坏试验。试验分为不固结不排水(UU)、固结不排水(CU)和固结排水(CD)。试验结果分析从同一试验不同围压、不同试验同一围压、内聚力和内摩擦角这3个方面着手,观察和分析含水率对各项指标的影响。结果表明:当试样的含水率及固结围压一致时,试样发生破坏时的大小应力差与固结排水条件存在一定的关系,即CDCUUU;当试样的含水率及固结围压一致时,黄土的内聚力和内摩擦角与固结排水条件存在一定的关系,即UUCUCD;随着含水率的增加黄土的内聚力和内摩擦角均产生衰减,但是内聚力衰减明显,内摩擦角则变化不大。     

基于真三轴试验的黄土力学损伤特性研究

以真三轴仪为基础,模拟了在三维应力条件下Q2黄土的受力状况,通过4个含水率、4个中主应力比、4个不同固结围压下的Q2黄土真三轴试验,在研究了不同含水率下黄土的应力应变变化的基础上,研究了 Q2黄土的损伤特性变化规律.结论如下:基于不同含水率、不同中主应力比、不同固结围压下Q2黄土全量剪切模量的变化规律,揭示了 Q2黄土损伤演化发展特性.同一固结围压、含水量条件下,不同中主应力比时损伤比变化曲线均趋于 1,同一含水量条件下,随着固结围压增大,初始剪切损伤比逐渐减小;同一固结围压下,随着含水量增大,初始剪切损伤比逐渐增大.围压较大时,Q2黄土的原生强度得到充分发挥,剪切初始损伤比较小,剪切过程中损伤比变化区间较大;含水率大时,Q2黄土表现出原生结构强度较小,剪切初始损伤比较大,剪切过程中损伤比变化区间较小.     

风沙土动力反应分析试验研究

采用动三轴试验对风沙土进行动力研究,分析不同围压和含水率条件下风沙土骨干曲线和归一化动剪切模量衰减曲线的变化规律。研究表明,风沙土骨干曲线表现为双曲线形式,可用Hardin-Drnevich模型进行分析处理。随着围压增加,风沙土骨干曲线和归一化动剪切模量衰减曲线越高,初始动剪切模量和线弹性区域越大,土体强度和刚度越好。随着含水率增加,风沙土的骨干曲线和归一化动剪切模量衰减曲线呈先增后减变化趋势,存在一个最佳含水率;此处初始动剪切模量最大,线弹性区域最长,表现出良好的工程实用性。     

物理性质对黄土抗剪强度指标的影响规律

明确黄土物理力学性质对指导黄土工程实践具有重要价值。本文以延安新区黄土为研究对象,开展不同湿度、密度条件下原状与重塑黄土直剪试验,研究湿度、密度变化对挖填方区黄土强度指标的影响规律。研究结果表明：在低含水率(w≤6%)条件下,黄土剪应力与剪切位移关系曲线具有显著的峰值特征,呈“硬脆”特点;在中高含水率(w≥12%)条件下,土体剪应力与剪切位移关系曲线呈“快速增大-缓慢增大-平缓稳定”发展趋势,峰值特征不明显;黄土抗剪强度及其强度参数随土体含水率增大而逐渐衰减,随土体密度增加而显著增大,湿度和密度变化对粘聚力的影响较内摩擦角更显著;挖填方区黄土的抗剪强度大小关系为挖方原状土τ_u>挖方重塑土τ_e>填方重塑土τ_f。挖方原状黄土抗剪强度与含水率的关系曲线符合指数函数分布,挖、填方重塑黄土抗剪强度与密度的关系曲线符合线性函数分布,通过预测模型获取的黄土抗剪强度参数计算值与试验值变化趋势基本一致,采用本文预测方法表征黄土抗剪强度及其强度参数变化规律是可行的。     

岩石压缩、回弹与破裂研究

岩石的力学性质主要通过室内岩石实验进行研究,前人的研究主要集中在三个方面：单一岩性岩石在不同围压条件下的变形及应力—-应变曲线;岩石成分、围压大小对岩石应变及抗压强度的影响;岩石卸荷回弹与裂缝的形成。下一步应该加强对不同岩性组合、不同方向压缩、回弹变形与破裂特征及其相互关系的研究。     

应力历史和含水率对滑带土抗剪强度特性的影响分析

滑带土是滑坡土体的重要组成部分,滑带土的强度特性是分析滑坡稳定性重要前提。边坡滑带土的强度特性受多种因素的影响,正确分析各种影响因素对选择合理的强度特性指标具有重要意义。本文通过某潜在土层滑移带的现场取样,首先采用室内试验得到滑带土的物理力学性质,然后分析应力历史和含水率对滑带土抗剪强度的影响。经过分析得到滑带土的应力-应变关系具有应变硬化特征;土样的抗剪强度指标值随着先期固结压力增大而增大;含水率增大会导致土样的抗剪强度降低。     

加筋方式对加筋黄土强度特性影响的试验研究

通过三轴压缩试验方法,研究了土工合成材料加筋黄土在不固结不排水条件下的应力应变关系及强度特征,探讨了在不同加筋方式,主要是不同加筋层数的加筋机理。实验结果表明,通过加筋的途径可以提高黄土的强度,且加筋黄土的强度随加筋层数增多而提高,但呈非线性关系。     

基底淘蚀对刚性扩大基础的影响研究

采用刚性扩大基础修建于黄土沟谷地区的桥梁,在水流冲刷作用下会导致刚性扩大基础基底出现不同程度的掏蚀与沉降。本文在对甘肃黄土地区桥梁下部结构病害调查基础上,分析了基底淘蚀对刚性扩大基础稳定性及基底应的影响。结果表明:随着基底淘蚀程度的增加,抗倾覆系数呈线性减小;淘蚀面积在20%以后,基底最大压应力呈曲线增长趋势,且增量变大、曲线变陡。     

围压作用下损伤盐岩自愈合特性试验研究

为了探究围压对损伤盐岩自愈合特性的影响,设计了在围压作用下的损伤盐岩自愈合试验。首先通过对盐岩的三轴压缩试验,在得到盐岩力学特性试验数据的基础上再进行愈合试验。研究结果表明:在稳压阶段中,围压能够一定程度上促进盐岩的损伤愈合,且盐岩峰值应力和弹性模量逐渐增大且趋于稳定,同时随着围压的增加,在相同应变对应的轴向应力也随着围压的增加而增大;对于在围压大小一致的情况下,盐岩的强度随着时间的推移而增加,逐渐趋于水平。     

金属材料应力-应变曲线分析

金属材料应力-应变曲线是描述应力与应变关系的曲线,是根据标准试样所承受的载荷与变形量的变化绘制的曲线。金属材料应力-应变曲线的形状反映了金属材料在单向恒温静拉伸载荷作用下发生脆性、塑性、屈服、断裂等各种力学性能形变的过程。应力-应变曲线的横坐标为应变,纵坐标为应力,应力-应变曲线是材料在其他载荷和环境条件下力学响应分析的基础。钢铁材料在自然界中的数量、材料质量、工程用途等多方面存在着巨大潜力,对推动社会经济发展具有重大意义,钢铁作为在实际应用中最广泛的金属材料代表,对其性能的研究也显得至关重要。     

垃圾电厂废灰改性水泥土的力学特性研究

把杭州某垃圾发电厂生产的垃圾废灰作为一种廉价的外掺剂加入到水泥土中用以改性水泥土,以做到资源的综合利用。把垃圾废灰、水泥和黏土按一定比例混合制成垃圾废灰水泥土,通过室内静三轴试验(不固结不排水剪切试验),在试样含水量、水泥掺入比、成型密度相同时,研究其在不同垃圾废灰掺量、不同龄期和不同围压条件下的应力应变关系和抗剪强度等的变化规律。试验结果表明:垃圾废灰水泥土的强度随着废灰掺量的增加而增加,在掺量6%左右时,抗剪强度有最小值;在水泥掺量15%,废灰掺量在3%～20%时,废灰水泥土抗剪强度较原状土可以增加10～60倍;垃圾废灰水泥土的应力应变关系在早龄期呈应变软化型,随着围压和龄期的增大,逐渐呈应变硬化型。垃圾废灰具有一定的活性,早期废灰的掺加主要起充填作用,增加水泥土的密实度,在某一掺量下(6%),会降低水泥土的强度;后期(7 d及以后)垃圾废灰活性被逐渐激发出来,参与了水泥土的二次反应,使废灰水泥土的后期强度提高。研究结果对于垃圾废灰应用于软基加固和路面基层材料等领域具有一定的参考和实用价值。     

三轴试验下煤岩体破坏机制与力学特性分析

为探究三轴应力环境下神东矿区煤样的力学特性及破坏模式,设置围压梯度为0.2、0.4、0.8、1.1、2.0和3.0MPa,采用电-液伺服试验系统开展室内三轴试验;通过试验数据拟合分析,建立峰值抗压强度、弹性模量与围压关系表达式;基于煤样试件破坏特征,讨论施加围压大小对煤样试件不同破坏模式的影响。研究结果表明:(1)峰值抗压强度和弹性模量随围压增大呈递增趋势;且峰值抗压强度和弹性模量的增幅随围压增大呈现出先增大后减小的变化规律;(2)峰值抗压强度与围压呈对数函数分布规律;而弹性模量随围压增大呈指数函数形式递增。(3)随着围压增大,煤样破坏形式可能表现为拉伸-拉剪(拉伸主导)-拉剪(剪切主导)-剪切的破坏模式。该研究结果能够为今后神东矿区煤炭深部开采设计提供有效的实验参数。     

非饱和膨胀土卸载回弹特性经验模型研究

针对非饱和南宁膨胀土进行了一系列室内一维压缩卸栽回弹试验,得到相应的应力一应变曲线,探讨了该膨胀土的回弹变形特性。对不同含水率下的应变一时间关系曲线均可拟合成对数函数形式,可以得到拟合程度较高的经验方程,该方程为膨胀土的变形计算提供了依据。     

软黏土的结构性及压缩特性研究

对天然土以及重塑土进行了压缩试验,分析了原状土和重塑土的压缩特征。结果表明,天然沉积软黏土具有明显的结构性特征,结构屈服应力与先期固结压力的比值σk/pc可以用来表征天然软黏土的结构性强弱程度;软黏土孔隙的组构特点是其压缩曲线不同于非结构性土的重要原因;淤泥土的结构性明显,黏质粉土结构性很弱;土体的宏观变形过程可以通过对微观结构的分析来描述,利用宏观与微观相结合的研究方法来论证土的基本特性;软黏土结构性的地域性很强,埋深较浅且处于不透水层的天然软黏土的先期固结压力较低,先期固结压力的作用使得软黏土形成结构强度,结构强度的大小是同类软黏土结构性程度强弱的重要体现;原状土和重塑土侧限压缩时的应力应变关系曲线呈上凹形,压缩模量随着荷载的增大而增长,对于成层分布的地基土而言,欲准确地计算地基沉降,应合理地选择使用随外荷载变化的压缩模量,使压缩模量随着深度的增加而增加,以符合地基土的压缩特性。得到的结论对软黏土结构性的研究和地基基础沉降计算具有一定的指导意义和工程实用价值。     

温度变化对冻土力学性质影响研究现状

本文通过对文献资料参阅,从三个方面总结了学者们对冻土性质的研究情况:一是学者们主要通过冻土的三轴剪切试验,研究了冻土在静荷载下的各物理力学参数与温度、含水率、围压、剪切速率以及冻融循环次数的关系;二是针对公路、铁路路基进行冻土动荷载下的性质研究,得到了动应力动应变变形规律以及残余应变与温度的关系;三是研究者们结合宏观与微观,通过分析土体内部颗粒接触关系、连接形式以及颗粒状态来研究冻土强度变化机理。文章可以帮助读者了解冻土的性质和目前的研究结果。     

霍普金森杆在猪膝关节软骨研究中的应用

在传统霍普金森压杆基础上,针对膝关节软骨这种软物质在动态力学性能测试中存在的试样两端应力无法平衡及透射信号弱的问题,提出了相应的改进措施,并采用改进后的分离式霍普金森压杆对猪膝关节软骨进行了不同应变率下的冲击压缩实验,获得了猪膝关节软骨在五种应变率下即500s~(-1)、1000s~(-1)、2000s~(-1)、2700s~(-1)和3500s~(-1)的应力-应变曲线。探讨了猪膝关节软骨在不同应变率下的力学性能、对应变率的相关性和本构关系,为新型人工膝关节假体的设计提供了理论依据。     

非饱和状态土遗址水盐运移特征研究

使用Ku-pF非饱和导水率测定系统,测量了交河生土原状样与重塑样的土水特征曲线和非饱和导水率,从非饱和土力学理论出发分析了土遗址的盐害机理.试验结果表明,土遗址非饱和导水率随基质吸力的增大呈指数衰减,当交河生土的体积含水率小于渗透系数为6×10(-8)cm/s所对应的含水率时,水分及孔隙盐溶液向土体表面的相对运动速率明显减慢,易溶盐可能发生结晶作用.根据实测的非饱和导水率,由一维渗流的盐分运移方程可以描述土遗址中的盐分迁移趋势.     

砾石含量及破碎率对土力学特性的影响

土体中砾石的含量和高应力下破碎率的不同,对土体的力学特性和强度存在不同程度的影响。本文通过土体中不同粒径粒组的砾石进行了8 MPa、12 MPa、15 MPa竖向应力的侧限压缩试验和砾石含量为20%、40%、60%粗细粒混合土,分别在100 kPa、200 kPa、400kPa围压下进行三轴剪切(CD)试验,比较分析得到结论:(1)终止竖向应力越大,砾石破碎率增加。(2)粒径及级配对破碎影响显著。相同终止竖向应力下,粒径越大,破碎率越大;级配越良好,破碎率越小。(3)试样在CD条件下表现为低围压时主应力差(σ_1-σ_3)最大值随细粒含量减少而增大,60%试样增加明显;高围压时,体应变也明显增大,砾石含量越多应变硬化的特性明显,偏应力显著增加。(4)在CD试验条件下均为体缩,无剪胀发生,随着砾石含量的增加,体变逐渐减小。     

挤压态镁合金ZK60高温变形研究

挤压态镁合金ZK60是一种温度、应变速率敏感材料,研究不同温度下,不同速率下的流变应力,结果表明随着应变速率增加、温度下降而明显上升,其流动曲线具有应力峰和变形软化特征,在达到峰值后,流动应力趋于饱和稳定状态。