扭剪试验剪切速率对黏性土力学性能影响

利用英国GDS公司生产的GDS界面剪切仪对固定含水率的黏性土进行扭剪试验,试验中采用3种剪切速率和3种不同法向应力,分析扭剪试验中剪切速率及法向应力对土的力学性能的影响。试验表明,在相同法向压力下,黏性土的峰值与残余抗剪强度随剪切速率增大而增大,且剪应力-剪切位移曲线呈现软化型。在相同剪切速率下,黏性土峰值与残余抗剪强度随法向压力的增大而增大,并随着法向应力的增大这种影响越明显。     

基于颗粒流的双齿型结构面剪切特性影响因素分析

国内外学者主要研究了多齿型结构面,但对于双齿型结构面的研究不够深入。为了探究双齿型结构面剪切特性的影响因素和规律,首先对比了单轴压缩试验结果与颗粒流计算结果,得到了较准确的细观参数,然后基于该细观参数和颗粒流程序建立了不同法向应力、齿高和齿距的颗粒流直剪试验数值模型,并从峰值抗剪强度和峰值摩擦角的角度对结果进行了分析。试验结果表明:峰值抗剪强度与法向应力、齿高皆呈现出正相关;峰值抗剪强度随齿距的增大而减小;峰值摩擦角随着法向应力和齿距的增大而减小;峰值摩擦角随齿高的增大而增大。     

桩-土界面扭剪剪切与直剪剪切的差异性研究

直剪试验在剪切过程中桩-土的剪切面积逐渐减小,导致垂直应力发生偏心,剪应力不能保持均匀分布,并不能反映土体的实际软弱剪切面,而扭转剪切能够保持剪切过程中桩-土的接触面积始终不变,避免了垂直应力发生偏心。针对新出现的界面扭剪试验和常规直剪试验在桩-土界面研究中的差异,探讨了两种剪切方式下的桩-土界面的摩擦特性,设计了桩-土界面摩擦单元,并基于相同剪切速率和桩-土界面接触条件,进行不同含水率和法向应力下的扭剪试验和直剪试验。试验结果表明扭剪和直剪试验的不同之处为:(1)扭转剪切的桩-土界面剪切强度为直剪剪切强度的1.5～2.1倍,扭剪剪切的剪应力达到最大值后会呈现出不同程度的软化或保持基本不变,而直剪剪切的剪应力表现为硬化趋势;(2)同一法向应力下,随着含水率的增加,扭剪试验的极限剪切位移逐渐增加而直剪试验的极限剪切位移呈现出微弱的降低;(3)直剪剪切界面摩擦角明显低于同条件下扭剪剪切的界面摩擦角。试验结果可以为桩-土界面研究中扭剪试验和直剪试验剪切强度的转换提供参考。     

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。     

基于颗粒流的模拟岩石结构面细观参数敏感性研究

为确定基于颗粒流软件(PFC5.0)的颗粒流模型敏感性细观参数,利用数值试验,采用控制变量法研究细观参数对模拟岩石结构面各宏观力学参数的影响规律。结果表明:单轴抗压强度与平行黏结抗拉强度之间符合线性函数增长关系,与平行黏结黏聚力之间符合对数函数增长关系,与平行黏结摩擦角未表现出明显的函数关系;弹性模量与平行黏结抗拉强度之间符合线性函数增长关系,与平行黏结黏聚力之间符合对数函数增长关系,与平行黏结摩擦角未表现出明显的函数关系;泊松比与上述3个细观参数之间符合对数函数衰减关系;峰值抗剪强度与光滑节理黏结抗拉强度和光滑节理黏结黏聚力之间表现为线性函数增长关系,与光滑节理摩擦角之间符合对数函数增长关系。     

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。     

橡胶砂复合土的抗剪性能试验研究

为描述橡胶砂复合土抗剪强度的变化规律,对其进行直剪试验,分析不同掺量和粒径的橡胶颗粒在不同围压下橡胶砂复合土抗剪强度变化的特征。结果表明:橡胶砂复合土的抗剪强度主要由内摩擦角决定;随着橡胶颗粒掺量的增加,内摩擦角呈先增大后减小的趋势,掺加一定量的橡胶颗粒可以提高风积沙的抗剪强度且最佳粒径为1.18mm。     

分级加载条件下结构面的流变特性

岩体结构面的蠕变特性研究对解决岩石力学实际问题具有很重要的意义。通过规则齿型结构面在剪切应力条件下的双轴蠕变试验,研究了不同爬坡角的结构面在不同法向应力时的蠕变特性,并根据蠕变试验结果,得到结构面剪切蠕变随法向应力、剪应力、爬坡角的变化规律和时效性。     

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。     

静压桩与天津滨海新区土体滑动摩擦的试验研究

静压桩贯入地基时,桩侧面与土之间会产生滑动摩擦.采用改进直剪仪进行试验,研究了静压桩与天津滨海新区土体间的滑动摩擦及其时效性,得出了静压桩与土的外摩擦角及其变化规律,并总结了静压桩与土摩阻力的时效性机理.研究发现滑动摩阻力与土的类型、法向应力有关,且与法向应力近似呈直线关系;随着时间的增长,粘土和淤泥质土与桩之间的摩阻...     

动水条件下岩石摩擦滑动特性的数值模拟研究

岩石摩擦滑动失稳机制受动水和断层泥影响显著。本文利用通用离散元软件UDEC(universal distinct element code)开展了岩石滑动-保持-滑动试验,研究动水条件下岩石粗糙度、裂隙面摩擦角和不同厚度断层泥对岩石摩擦滑动特性的影响。结果表明：平均剪切应力的峰值与裂隙粗糙度和裂隙面摩擦角成正相关关系。相同裂隙面粗糙度条件下,干燥裂隙面试样的摩擦强度降低程度高于湿润裂隙面试样,而摩擦强度愈合量则与之相反;未填充的试样的摩擦强度降低量与愈合量高于在裂隙面中填充断层泥的试样,且均随着断层泥厚度的增大而减小。     

基于不同边界条件下岩石强度尺寸效应的数值模拟研究

岩石材料由于其非均质性,其强度值存在尺寸效应。本文利用真实破裂过程分析系统RFPA~(2D),对一端约束一端自由,一端梯形荷载一端均布荷载和反对称荷载3种边界条件下进行了数值模拟,得到了不同边界条件下岩石强度尺寸效应的数值结果以及其破裂形式。结果表明:(1)在3种不同边界条件下,岩石均存在尺寸效应,随着试件尺寸的增大,其抗压强度不断减小,且在一端约束一端自由的边界条件下,岩石强度尺寸效应较其他2种边界条件更加明显;(2) 3种边界条件下,其破坏形式均呈沿一定角度的剪切破坏。研究结果对于在复杂的边界条件下的岩石的开采以及准确测定不同边界条件下室内试验的尺寸具有一定的指导意义。     

谈建筑工程用土的抗剪强度

土的抗剪强度是指土体抵抗剪切破坏的能力。在土力学中,采用摩尔-库仑强度准则,用内摩擦角和内聚力两个指标描述土的抗剪强度规律。在室内试验中,可以用直剪试验或三轴试验来测定土的抗剪强度指标。对粗粒土应当用大尺寸的仪器或现场大型直剪试验测定。土的抗剪强度指标和土的原始状态、应力路径、应力历史、排水条件等因素有关,考虑不同因素影响时,应采用不同的试验方法。     

考虑剪切变形弹性修正的超高层结构设计

超高层建筑结构设计中由于受到剪切变形弹力作用的影响,产生线性梁柱动力弹塑性应变力,影响结构强度。提出一种考虑剪切变形弹性修正的超高层结构设计方法。进行了超高层建筑钢结构剪切变形弹性修正应力拟合模型分析,在各种尺寸下分析梁的荷载位移,由Monter Carlo方法在试件截面进行劈裂破坏面的惩罚约束,得到超高层建筑钢梁结构抗剪连接梁应力-应变全曲线,然后进行了超高层建筑的钢梁结构优化设计。实验结果表明,采用该模型能有效提高超高层钢梁结构的受力强度,实现剪切变形弹性修正,提高超高层建筑的强度和可靠性。     

拉剪应力条件下工程岩体断裂特性分析

通过工程实例,结合岩体节理等密度图得到岩体节理分布特征和优势节理。并考虑岩体工程的赋存条件,推导了拉剪应力条件下分支裂隙的方向和应力强度因子计算式。通过受锚帮坡稳定性计算得到竖向位移的分布,揭示优势节理分布对岩体断裂有着重要的影响,因此为保证受锚结构的稳定性要减小裂隙的应力强度因子的重点所在。     

青海阿多—拉沟赛中晚二叠世—早三叠世侵入岩地质特征及意义

本文对晚二叠世—早三叠世岩浆岩的岩石化学、地球化学特征、与成矿的关系及岩浆活动形成演化环境进行了研究,较详细阐述了区内侵入岩受后期构造应力作用,岩石发育次生节理、裂隙。节理以走向北西向及北东向两组为主,其中北西向节理为较早期形成,北东向节理为较晚期形成,且较北西向节理发育,并切割北西向节理。岩石中矿物颗粒分布均匀,无定向组构特征的阐述。     

粗粒掺量对土石混合料强度特性的影响

为探讨粗粒含量对土石混合料抗剪强度的影响,对粗粒含量为0%、30%、50%、70%、100%共5组土石混合料试样进行饱和固结排水三轴压缩试验。结果表明,土石混合料的骨架作用明显,抗剪强度受粗细颗粒的共同作用影响;土石混合料抗剪强度随粗粒含量增大先增大后减小,粗粒含量为70%左右时抗剪强度最大;在极小的压缩变形条件下,土体凝聚分量就能达到最大值,而摩擦分量的最大值则需要在很大的应变下才能发挥出来。     

分级加荷中抗剪强度的选取

软土地区的堆载一般都分级施加,本文以有效固结压力(应力)法为理论基础,导出了地基土体强度随分级加载而逐渐增大的应用公式为预计地基土体的抗剪强度的增长提供了计算工具.而且此公式简单明了,尤适于广大工程技术人员使用.     

基于压电振动效应的振动波测量土体抗剪强度的装置研制

土壤抗剪强度是表征土体力学性质的一个重要指标,直接反映了土体在外力作用下发生剪切变形的难易程度。目前对于土壤抗剪强度的检测主要以人工现场采样、实验室仪器分析为主,但这些方法都无法实现现场长期监测,因此存在操作复杂,采样误差大,不能及时反映土壤抗剪强度变化等缺点。本文提出一种基于剪切波速的土体抗剪强度测量装置,如果能够实现野外实时测量土的剪切波波速,则可以获取相应的抗剪强度,实现野外长期现场测量的目的。该装置由压电陶瓷、夹持块、单片机硬件电路等结构组成。取杭州地区的软粘土为研究对象,通过将实验所得数据与实测数据进行分析对比,误差在可接受范围之内,证明了该装置的可行性。     

岩体抗剪强度参数的工程处理方法及其应用

岩体抗剪强度参数对地下工程稳定性的判断具有重大影响,由于岩体中结构面的存在,以及水、风化等外营力的作用,使得岩体的力学行为与岩石试块所表现的力学行为之间存在着很大的差异。为了实现采用岩块参数预测岩体宏观力学参数,本文探讨了不同外应力、裂隙分布、巷道高度等情况下,岩体和岩块抗剪强度参数之间的关系;并对比了不同参数工程处理方法之间的不同,为工程实践提供参考。