基于土工实验的土颗粒孔隙率和运动变化分析

基于大型土与结构物相互作用实验的细观观测,研究了土体的细观力学性状。应用MiVnt图像分析软件分析了在剪切过程中颗粒孔隙率和颗粒变化的细观力学性状。取不同的剪切位移时,研究孔隙率、颗粒个数的变化。     

土工试验成果的合理性分析

土工试验是岩土工程勘察报告的重要组成部分,也是工程建设、设计的重要依据。为确保土工试验数据的准确性,满足工程建设要求,本文结合土工试验实际提出了土工试验数据成果的合理性分析方法。     

土工格栅横肋与砂土接触面的细观试验

利用拉拔模型试验设备,在不同法向压力下进行一系列的拉拔试验,应用数码可视化跟踪技术,结合土体变形无标点量测技术来研究双向土工格栅横肋与砂土界面相互作用的细观特性.以数码可视化跟踪技术跟踪拍摄土工格栅横肋与砂土界面的相互作用过程,并通过量化分析得到界面的运动变化规律.分析结果表明,拉拔试验的似摩擦系数与上部法向应力相关,细观试验表明横肋与砂土接触的上下界面厚度并不一样,上界面厚度大于下界面厚度,横肋上界面运动较为剧烈.细观试验位移应变图显示,横肋刺入的破坏与Jewell提出的计算模式非常相似,但上部区域略大于下部区域,基本验证了Jewell刺入破坏机理.     

土工格室与砂土拉拔试验离散元细观分析

为研究土工格室加筋砂土的界面作用特性,采用离散元程序(PFC3D)建立土工格室加筋砂土的拉拔试验数值模型,分析了拉拔过程中的筋土界面位移、格室节点受力及界面接触力和孔隙率等宏细观参数的变化规律,揭示了土工格室加筋砂土在拉拔过程中筋土界面作用的宏细观机理。结果表明:格室拉拔阻力主要由格室纵肋界面摩擦阻力及格室横肋的被动承载力组成,界面摩擦阻力在前期发挥主要作用,而横肋的被动承载力在后期发挥主要作用;筋土界面区域的土体接触力和局部孔隙率随拉拔位移发生疏密相间的变化,界面区域砂土发生脱空,同时局部土体产生剪胀作用,对应界面孔隙率增大;宏观上随着拉拔位移增加,颗粒挤密咬合能力增强,对应的细观参数(界面接触力和界面局部孔隙率)发生起伏变化,界面区域接触力增大从而使得拉拔阻力随格室拉拔位移的增大而增大。     

基于细观力学的土体渗透稳定分析方法研究

讨论了颗粒分析方法的发展现状和力学理论基础,尝试了一种用传统渗流理论确定工程体渗透稳定的薄弱部位,用颗粒分析方法研究其渗透稳定性的新方法.以某水库大坝反滤层的渗透稳定性研究为例,采用商业软件Geostudio2007的Seep模块确定大坝反滤层的最不利部位及其渗透坡降,用反滤层的级配包络曲线和压实密度生成细观分析模型,用宏观模型计算结果作为细观分析的边界条件,最后采用基于离散单元理论的颗粒方法软件PFC研究大坝反滤层的渗透稳定性及其允许渗透坡降.计算结果表明,随着细观模型压力水头的增加,颗粒将产生移动,细观模型内部结构逐渐改变.当压力水头达到阀值时,细观模型中的渗透破坏通道完全形成.揭示了反滤层的安全与否取决于其级配组成、密度和所承受的水头.     

基于可视化试验的风积沙宏细观力学特性分析

为了研究库布齐沙漠风积沙的宏细观力学特性,采用自行设计的可视化试验仪器对风积沙进行直剪试验和压缩试验,使用数码相机对试验过程进行拍摄,利用数字图像分析软件PhotoInfor对试验照片进行分析,得到土样位移场和应变场云图,并通过数值模拟软件(Particle Follow Code, PFC)对风积沙直剪试验、压缩试验和三轴试验进行数值模拟,对颗粒的细观变化进行分析。通过试验发现剪切初期风积沙颗粒较为分散,随着剪切的进行,大颗粒产生位移并形成剪切带,最终剪切带贯通、稳定,在直剪过程中剪切带以上土颗粒向上竖直运动。由于压缩试验是在侧限条件下进行的,变形过程中颗粒体水平方向的速度较小,而竖直方向速度基本等同于压缩速度,越靠近荷载施加位置的颗粒体竖向位移越明显。     

多晶铝力学行为的细观实验分析

本文用云纹法测量了高纯铝大晶粒多晶试样的细观变形场，观测了晶界滑错，晶体刚性转动三晶交点处的变形和应变，实验发现，由于晶界滑错其附近在存在着高高剪应变差引起晶粒内部变形场的细观不均匀，使Ｔａｙｌａｒ假设失效，实验结果为劝观本理论的研究提供了重要实验依据。     

土工试验中注意的问题与实验成果的综合分析

本文分析了土工试验中应当注意的问题和对土工实验成果进行综合分析的必要性,研究了土工实验指标综合分析的内容与方法。     

形状记忆合金力学特性的细观力学分析

在形状记忆合金的本构模型中,有效复合模量是很重要的因素.工程计算中,一般采用经验公式,但缺乏深入的理论分析和实验数据支持.本文基于Eshelby等效夹杂原理和Mori-Tanaka方法,分析形状记忆合金的有效复合模量,推导了相应的计算公式,与文献中的经验公式比较,进行误差分析,并分析了不同的有效复合模量计算对形状记忆合金的应力-应变曲线的影响,从理论上论证经验公式的可行性,为形状记忆合金的设计和使用提供理论依据.     

土工网格加筋桥头路堤的受力分析

运用摩擦动员理论对有限元计算结果进行分析，结合试验和实体工程观测资料的对比，研究土工网格加筋土体的垂直应力、水平应力、剪应力的变化规律以及对路堤沉降和整体稳定性的影响。分析结果表明：加筋使土体内部的应力重新分布，垂直应力和水平应力减小，剪应力增大，摩擦动员率提高，抗剪强度有效发挥，加筋土体的受力状态得到明显改善；加筋后，路堤沉降和侧向位移减小，其整体稳定性、承载能力和抵抗变形的能力增强；结果还表明，土工网格的加筋效果优于金属条带。     

基础承载力分析中土体流动机制的细观分析

介绍了颗粒体非连续变形分析方法的基本原理.采用自行研制的颗粒体非连续变形分析程序对基础(浅基础与深基础)极限承载力分析中的土体流动机制进行了细观上的数值模拟.并与模型试验以及经典滑移线法的结果进行了比较,数值模拟的结果再现了模型试验中的土体极限状态下的流动机制,为研究土体极限状态下的细观分析提供了一条途径.     

多晶铝力学行为的细观实验分析

本文用云纹法测量了高纯铝大晶粒多晶试样的细观变形场．观测了晶界滑错、晶体刚性转动、三晶交点处的变形和应变．实验发现，由于晶界滑错其附近存在着高剪应变差并引起晶粒内部变形场的细观不均匀，使Ｔａｙｌａｒ假设失效．实验结果为细观本构理论的研究提供了重要实验依据．     

煤样巴西劈裂试验中声发射特性的细观模拟

根据矩张量理论构建了细观尺度上巴西劈裂试验声发射的细观模拟方法.通过试验和计算结果的对比分析,验证了该方法的合理性.该方法可同时给出声发射事件发生的时间、空间、破裂强度等特征,再现试样破裂空间演化规律.研究发现:在达到峰值抗拉强度之前,声发射事件比率和破裂强度较低;在峰值和残余抗拉强度之间,声发射事件比率和破裂强度均较高.声发射事件比率随破裂强度变化近似呈极值分布;在均值至最大破裂强度之间,声发射事件累积比率随破裂强度的降低近似呈指数函数增加.每次声发射事件所包含的微破裂数,随破裂强度的提高而增加,近似呈指数函数关系;声发射事件比率与微破裂数近似呈负指数函数关系.     

塑性细观力学模型的比较分析

对塑性细观力学模型的割线模量法，各向同性化的切线模量法、各向异性化的切线模量法和弹性约束法的适用性预测结果进行了分析比较表明，在变形较小的情况下各向异性化的切线模量法能较好地预测复合材料的拉伸和循环硬化性能，各向同性化的切线模时法和割模量法较适应对单向拉伸的预测，而弹性约束法的预测则偏高。     

浅析如何提高室内土工试验指标准确性

分析了土工试验中须注意的若干问题,并阐述了对土工试验成果进行综合分析的必要性及如何提高综合分析的准确性.     

物体表面细观位移场测量方法的研究

该文将三维位移场测量转化为平面问题，对常规试件进行改造，通过旋转试件，拍下包含物体表面高度变化在平面上的投影信息的散斑图照片，由相关性分析计算得到物体表面ω方向的位移场。对实验结果的标定表明，该方法具有良好的实用性和较高的测量精度。     

浅析土工试验中存在的问题

本文作者主要对土工试验中土的物性、力学试验中存在的问题及提高土工试验成果的措施进行了阐述。     

土工实验数据分析方法探讨

基于土工实验数据离散性大的特点,本文根据土工实验数据的检查和异常点判别的原则,提出在相关距离δ内用样本加权平均估计土的平均特性的方法,以及最小样本数的确定方法,并以实例探讨Bayes方法在土工数据分析中的应用.