利用离散元法对结构性砂土的三轴试验进行了三维数值模拟并对其宏观特性进行了分析。首先将考虑胶结尺寸(宽度和厚度)的三维胶结接触模型导入离散元软件PFC3D中,对结构性砂土数值试样进行三轴试验数值模拟;然后对比分析离散元模拟与室内试验结果;最后从宏观力学角度对试验结果进行了分析。离散元模拟结果表明:结构性砂土与无胶结松散砂土表现不...
四年一度的中国上木工程学全国土力学及岩土工程学术大会是我国岩土工程领域历史最为悠久、影响最为深远的学术会议。第十三届全国土力学及岩土工程学术大会是继天津(1962)、武汉(1966)、杭州(1979)、武汉(1983)、厦门(1987)、上海(1991)、西安(1994)、南京(1999)、北京(2003)、重庆(2007)、兰州(2011)和上海(2015)召开的前12届系列会议之后我国...
针对黏性土的固结与蠕变之间的关系,目前存在两个观点:假设A认为固结期间黏性土不会发生蠕变变形,蠕变变形发生在固结变形之后;假设B则认为黏性土的蠕变是土骨架的固有属性之一,它与固结变形同时发生。室内单元体试验结果和现场监测数据表明假设A常常低估了黏性土的总变形。然而,基于假设B的精确解常需要将土体弹黏塑性本构模型导入有限元软件才...
为克服材料软化导致的有限元网格敏感性难题,提出了一个压力相关隐式梯度塑性模型来模拟土体软化条件下条形基础地基承载力。通过引入微应变作为附加运动学变量,推导了包含高阶广义应力的微力平衡和经典动量方程,并基于热力学第二定律,将附加的微力平衡转化为宏观等效塑性应变与微应变耦合的Helmholtz方程。进一步建立能耦合位移和微变量的有限...
采用轴平移法、滤纸法以及饱和盐溶液蒸汽平衡法3种方法相结合,对单峰(泥浆土)和双峰(压实土)孔隙结构的重塑红黏土土样进行了一系列室内试验,研究了全吸力范围内(0~286.7 MPa)孔隙结构和初始孔隙比对土–水特征曲线(SWCC)的影响,分析了干湿循环下两种土的滞回性及体积变化规律。试验结果表明:不论泥浆土还是压实土,初始孔隙比对SWCC的影响均主...
近年来,山区支线机场建设日益增多。机场高填方工程往往填方量较大,就地取材,填料含有土料、砂料、堆石料等不同岩土材料。准确预测填料的工后沉降变形影响到机场的安全性和正常运营。相对于黏土,粒状材料特性往往更复杂,可能会出现颗粒破碎等现象。现有的黏弹塑性本构模型大部分只适用于黏土,不能直接用于计算粒状材料流变变形。本文提出一个能...
为评估均质软土地基上土堤的稳定性,假设地基土体沿圆弧形滑动面破坏,不排水抗剪强度随深度线性增加,并假设土堤材料沿对数螺旋线形滑动面破坏,采用黏聚力和内摩擦角描述其抗剪强度,基于上限定理,建立了一种稳定性分析方法,用于计算得到土堤的无量纲化的稳定数和稳定图,并确定土堤的最小安全系数和临界滑动面。采用本文方法对土堤失稳现场试验工...
粗粒土的临界状态是构建本构模型的重要工具,目前考虑颗粒破碎影响的粗粒土临界状态并不明确。通过大型三轴CD试验,研究了粗粒土在临界状态时的颗粒破碎规律和应力变形特性,探讨了颗粒破碎对粗粒土临界状态应力比和临界状态方程参数的影响。主要结论如下:①粗粒土的临界状态应力比M_c并不是定值,而是与围压之间呈现出非线性的关系;②初始孔隙比...
土工合成材料约束碎石桩作为一种新型软土地基处理技术在工程中广泛应用,其单桩承载力取决于土工合成材料抗拉强度和土的工程性质。通过对土工合成材料、碎石桩及地基土的相互作用机理进行分析,提出了考虑土工合成材料约束拉力与土体围压的桩身强度计算方法,进而推导出考虑上部荷载作用的,由桩身强度控制的单桩极限承载力计算方法,并采用MATLAB...
基于西安理工大学的新型真三轴仪,在压力室底座与试样顶盖上分别安装高进气值陶土板与多孔板,从而增加孔隙气压力与孔隙水压力独立控制和量测装置,进而利用轴平移技术对基质吸力进行控制,并且新增水气控制面板和气动二联件对可控制吸力的真三轴仪进行了进一步完善。在此基础上初次尝试对重塑黄土进行了同时控制吸力(s=100 kPa)与净平均应力(p=30...
三维应力状态下粗粒料的变形性状对土石坝的沉降尤为重要。通过大型真三轴试验系统,对粗粒料开展了等小主应力等中主应力系数加载试验。试验结果表明:小主应力较小时,粗粒料的剪胀性较强,随着小主应力的增大,粗粒料的剪缩性逐渐增强。中主应力系数从0增大到0.5时,粗粒料的剪胀性基本上是逐渐减小的,而当中主应力系数增大到0.75时,剪胀性又有所增...
垃圾填埋是目前世界各地处置城市固废的主要方法,为了有效防止渗滤液污染地下水和周边环境,在垃圾填埋场底部铺设含黏土或膨润土掺砂混合土的防渗系统。利用采石场的石屑和膨润土配制防渗材料,通过渗透试验、Zeta电位试验和X射线衍射试验,分析溶液种类和浓度对渗透特性的影响机理。研究结果表明随着离子浓度的增大,混合土的渗透系数变大,其主要...
为探明桩基混凝土不同涂料对桩基负摩阻力的削减效果,通过大型剪切试验,以塑限18%的黏性土为试验土,着重研究了试验土含水率变化以及桩基混凝土侧面不同涂料对桩基负摩阻力的影响。结果表明,当黏性土含水率略大于塑限时,桩基负摩阻力的削减效果较好,此时在混凝土表面涂石蜡机油混合物、聚合物纳米材料或者油漆产生的削减效果基本一致;当黏性土含...
国内外学者对一维松弛规律进行了丰富的研究,但推导过程较为复杂。基于Buisman次压缩方程,结合Bjerrum提出的等时间压缩线的概念,采用一个简单的方法推导得出了双对数形式和单对数形式的一维应力松弛公式。给出了这两种形式的应力松弛关系曲线的斜率与参数c_a/c_c之间的关系,其中c_a为次压缩指数,c_c为压缩指数。并采用上海黏土进行了一维次压缩...
透明土是用于岩土工程模型试验可视化研究的一种重要材料,明确其可视度控制因素与物理力学特性具有重要的意义。采用#15白油与正十二烷作为孔隙液体,无定形硅粉作为固相材料,通过对比不同的孔隙液体配比和掺入硅粉的质量比,发现可视度达到最佳时的配比为15号白油∶正十二烷=10∶3(体积比),孔隙液体∶无定形硅粉=1.5∶1(质量比)。针对最佳可视度...
利用离散元数值方法模拟由不同形状颗粒形成散粒堆积体的过程,并通过分析堆积体的宏细观力学特征来揭示其形成机制。研究发现,颗粒形状愈规则,自然休止角愈小。细观上,颗粒接触法向量、法向接触力和切向接触力的各向异性分布强度都随颗粒形状变得规则而降低;接触法向量各向异性主方向与竖直方向的角度差■同自然休止角a之和近乎为一个常数,法向...
基于热针法测得了不同条件下南海钙质砂的热传导性能,探讨了含水率、干密度、温度、颗粒粒径等因素对钙质砂热导率的影响。研究结果表明:钙质砂热导率随含水率、干密度的增大而增大,且含水率越大,干密度对热导率的影响越明显;相对于随干密度的变化,钙质砂热导率随含水率的变化尤为显著;钙质砂热导率随温度升高而增大,但是热导率在不同温度下随含...
海南省沿海地区分布着一种特殊的海湾相有机质浸染砂,为研究其动力特性,利用动三轴仪进行了不同围压和含水率下的动力变形特性及动强度特性试验研究。分析含水率、围压对其动应力–动应变关系、动弹性模量、阻尼比的影响。试验结果表明:在动应变不变的条件下,动应力随含水率的增多而减小,随围压的增大而增大;动弹性模量在含水率变化时,变化趋势...
太原地铁2号线沿线黄土与太原砂混合料广泛分布,迫切需要该粉质砂土的动剪切模量G与阻尼比?进行场地地震反应分析。利用英国GDS公司研制的共振柱对不同黄土含量LC的重塑粉质砂土样进行了测试。试验结果表明:随着LC的增大,混合料受力骨架由砂粒向土粒转变,这是导致不同LC混合料性质差异的主要原因。混合料G随LC的增大呈现先减小后增大的趋势,?则...
利用自主研发的多向桩基加载系统,开展了室内模型试验,研究了膨胀土中桩基分别在最优含水率和饱和含水率条件下的下压和上拔荷载桩基的承载特性。试验结果表明:膨胀土含水率的变化,对抗压桩的极限承载力影响更为明显,对抗拔桩的极限位移影响更为明显。随着含水率的增加,尽管抗压桩和上拔桩的极限侧摩阻力均减小,且减小程度接近,但上拔荷载作用下...
利用常规三轴固结仪,进行了一系列膨胀力实验,研究了不同浓度氯化钠溶液对不同初始干密度试样的膨胀力的影响,并且利用核磁共振仪,探究了完成膨胀力试验后试样孔隙分布的情况。试验结果表明:在干密度不变的情况下,随着盐浓度增加,膨胀力逐渐减小;盐浓度越大,T2曲线分布整体往右移,说明大孔隙体积增加,小孔隙体积减小。分析试验结果认为:在相同干...
软土地基上进行高速公路扩建项目面临着极大的挑战,必须对新老地基土体的工程特性进行全面的评价。传统室内试验方法会对土体产生扰动,而且时间长、成本大。孔压静力触探(CPTU)技术作为一种新型的原位测试方法,可以测试锥尖阻力、侧壁摩阻力与孔隙水压力等参数,而且具有多功能、连续性、高精度等优点,在国外得到广泛的应用。采用多功能CPTU技术...
研发了能够进行往复移动荷载下超固结软土地基的室内重力模型试验装置,并基于该试验平台开展了上海浅层超固结饱和软黏土的重力模型试验研究。通过一系列试验,揭示了超固结饱和软黏土地基在往复移动荷载下的累计孔压及累计变形随往复次数及动载幅值的时空演化规律。试验表明,深层土体处的超孔压动力响应明显较浅层的动力响应低,但其动力响应更为...
采用极限平衡法计算深埋扩底抗拔桩的承载力,需要确定破坏面的形状参数和应力条件。针对已有模型试验的研究结果,结合不同桩长扩底抗拔桩统一破坏模式,对上述问题进行了初步探讨。基于应力莫尔圆研究认为,仅考虑自重应力条件得到的破坏面法向应力明显小于扩底附近的实际破坏面应力条件,导致破坏面影响高度计算结果偏大。基于模型试验的试验结果,...
以上海某基坑工程为背景,应用Plaxis 2D有限元软件、采用土体硬化本构模型(HS)对新型桩–土–撑组合支护体系进行计算分析,得到了该组合支护体系在基坑开挖时的变形规律。计算值通过与现场实测值对比分析发现:Plaxis2D能够较好地预测新型桩–土–撑组合支护体系实际基坑开挖的围护结构变形;钢管斜撑的存在改变了传统双排桩的变形规律,能够有效减...
为研究水泥土渗透性随劣化程度的演化规律,通过模拟水泥土在腐蚀场地的形成过程制备完全劣化水泥土试样,并实施了一系列的室内渗透试验。试验结果表明:浸泡溶液对完全劣化水泥土渗透系数的影响可忽略不计,可利用腐蚀性较强的溶液浸泡以加快完全劣化,缩短完全劣化水泥土制样时间。但是溶液浓度过高,可造成水泥土试样表面脱落,影响试样制备的质量;...
通过室内固结排水三轴剪切试验,分析了重塑饱和软黏土在固结排水条件下三轴剪切过程中的力学特性和变形特征。基于硬化参量与应力路径无关的基本假定,根据曲线积分中的格林公式,构建了新的屈服方程,并建立了一个适合于重塑饱和软黏土的本构模型。采用MATLAB软件编写计算程序,利用新建的重塑软黏土本构模型,对所采用的重塑软黏土和文献报道的Fuji...
取岷县地震台、庆阳黄土塬2~12m深度土层的粉土、粉质黏土样品,通过室内动三轴和扫描电镜试验,测定了动弹性模量和微观结构特征,研究了粉土、粉质黏土的动本构关系,并采用关联度分析法研究了黄土竖向(沉积向)和横向(垂直于沉积向)的微观结构与最大动弹性模量之间的关系。研究结果表明:粉土和粉质黏土的动本构关系都符合Hardin-Dinevich双曲线模...
为研究不同土体的热传导特性,通过文献数据归纳整理,简要分析了土体热阻系数与主要影响因素的相关关系。利用神经网络反馈分析方法,提出土体热阻系数的预测模型,并对所提模型的有效性与优越性进行了对比验证。结果表明:反馈神经网络能够简便、有效的预测土体热阻系数,所建模型以干密度、饱和度和石英含量为输入参数,较为全面、合理地反映了影响...
维多利亚褐煤一般被认为是一种中级岩土材料(IGMs),其岩土工程性质介于常规土体和岩石之间。褐煤富含有机质,其自然结构和物理组分比较复杂。褐煤具有不同于常规软黏土的基本岩土参数,包括自然密度和相对密度低、天然含水率高、孔隙比大,渗透系数相对较低等。采用原状褐煤试样开展了标准室内固结试验,褐煤材料的固结变形曲线主要表现为:初始阶段...
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