循环荷载作用下泥岩动力特性

利用微机伺服岩石三轴试验机TAW-2000,对泥岩进行了不同围压(σ₃=0.5 MPa、2 MPa)和加载频率(f=0.2 Hz~2 Hz)下的变幅循环荷载试验,研究了围压、加载频率及加载幅值对泥岩的破坏形式、动抗压强度、滞回曲线面积及动弹性模量(E_d)的影响。试验结果表明:在0.2 Hz~2 Hz的加载频率下,岩石破坏形式受围压影响较大,以剪切破坏为主,部分岩样出现劈裂破坏;在0.2 Hz~1 Hz的加载频率和0.5 MPa~1 MPa的围压下,动抗压强度主要呈现减小趋势,仅在2 Hz的加载频率下,岩石抗压强度有较大提高;滞回曲线面积随加载幅值增加逐渐增加,同一幅值作用下,滞回曲线面积随循环次数的增加呈现减小趋势;E_d随加载幅值增加而减小后趋于稳定。     

间歇性循环荷载条件下饱和重塑黏土的动力特性试验

针对运营期地铁列车荷载引起地基的长期沉降,以往三轴试验主要考虑了围压和固结比等对软土长期动力特性的影响,但在模拟地铁列车荷载时忽视了其周期性间歇的特点.基于此,本文针对天津地区饱和黏土开展了一系列间歇性循环荷载条件下的循环三轴不排水试验,分析了其对饱和黏土动应力-动应变关系、累积塑性应变及孔隙水压力发展的影响,并探讨了...     

越江地铁循环荷载下软黏土累积应变特性及微观结构特征

越江通道往往需要穿越江底深厚软黏土层,而这些土层容易发生过大的变形沉降,从而对地铁运营安全造成不利影响。通过室内双向动三轴试验模拟越江地铁循环荷载对软黏土地基的作用,得到软黏土应变发展规律曲线,建立越江地铁循环荷载作用下软黏土的累积应变模型。结合核磁共振扫描试验,分析循环加载前后的土体微观孔隙结构,研究越江地铁荷载作用下有效围压以及径向循环应力比对孔隙分布的影响,并从微观角度研究孔隙结构与宏观动力特性的相关性。基于试验结果,提出了越江地铁荷载作用下软黏土应变累积的显式关系式,且综合考虑了有效围压和径向循环应力比的影响。研究结果表明：在一定情况下,土体产生的累积应变与围压、径向循环应力比呈反比;循环加载破坏土单元之间的连接导致孔径分布发生显著变化;在越江地铁荷载作用下,土体孔隙结构具有振密趋势,土颗粒破碎程度加剧,土体大孔隙减少,小孔隙增多;在越江地铁循环荷载下,平均孔径与轴向累积应变之间具有负相关性。     

循环荷载作用下海洋软土动力特性数值模拟研究

在海浪长期循环冲击的作用下,海洋土体材料的力学特性和变形机制往往与静荷载作用下的不同.基于典型海洋土物理及力学特性试验,运用离散元方法建立数值模型,标定土体细观参数,进行直接剪切数值试验和双轴压缩循环加卸载数值试验.研究结果表明:循环加载初期,试样的主要位移形式呈中心对称形态,最大位移发生在试样的4个棱角处,随着循环加...     

循环荷载下结构性黏土的动力特性试验研究

天然沉积黏土大多具有结构性,我国沿海地区广泛分布着深厚的软黏土层,沿海地区的机场、高速公路、地铁等大型交通工程都建在软黏土地基上。天然软黏土由于结构性表现出与重塑土不同的工程性状,通过开展湛江原状黏土和重塑黏土的循环三轴试验,对循环荷载作用下湛江黏土的动变形、动强度和动孔压特性进行系统性的试验研究。结果表明,结构性黏土在循环荷载作用具有脆性破坏特征,固结压力增长造成的土体结构破坏对天然黏土动力特性的影响较大,随着固结压力增大,原状黏土的动力变形特性逐渐趋于重塑土,原状土和重塑土在不同围压下的动强度曲线差异性十分明显,且结构性某种程度上抑制了原状土的动孔压发展。     

荷载与干湿循环协同下红黏土的强度特性与裂隙演化规律

为获取符合工程实际的设计参数,研发一种荷载与干湿循环协同作用下土的直剪试验装置与方法,采用图像处理系统,提出了考虑表面裂隙和侧面裂隙下土的裂隙率计算方法,分析了荷载与干湿循环协同作用下红黏土抗剪强度指标及裂隙演化规律,建立了抗剪强度指标与裂隙率、压实度的关系。结果表明：红黏土在荷载与干湿循环协同作用下,黏聚力随干湿循环次数增加在前3次降低显著,后趋于稳定;随上覆荷载增加先显著增加,后缓慢增加;内摩擦角随干湿循环次数和上覆荷载变化总体在10°范围内波动;表面和侧面裂隙都随着干湿循环次数的增加而不断发育,其中表面裂隙在10 kPa时裂隙宽度达到最大,且大、中裂隙发育最明显,同时侧面裂隙由环向裂隙向纵向裂隙发展;裂隙率随压实度的增大而降低,随干湿循环次数增加而增加,随上覆荷载增加先增加后降低,在上覆荷载为10 kPa时达到最大,黏聚力、内摩擦角与裂隙率、压实度的关系可以用二元非线性函数关系来拟合。此研究可为获取符合工程实际的红黏土设计参数提供参考。     

干湿循环下水泥-磷石膏稳定红黏土的动力特性研究

为了解决贵州省内磷石膏大量堆积问题,考虑将磷石膏用于公路建设中,基于路基在运营过程中会受干湿循环及车辆荷载的影响,探究了干湿循环下水泥磷石膏稳定土动力特性。通过动三轴试验,以水泥质量分数为5%,SCA-2型固化剂质量分数为5%,磷石膏∶黏土=1∶1的质量比为配比,分析了干湿循环下磷石膏稳定红黏土在不同围压、频率及干湿循环次数下的动力特性。结果表明：分析Hardin-Drnevich模型和Monismith模型的缺陷,建立了新的经验动本构模型,混合料动应力-动应变和动切变模量-动应变可以用本文提出的本构模型来拟合;混合料动应力与围压、频率成正相关,随着土体经历干湿循环次数增加,动应力逐渐减小。动切变模量随着围压、频率的增加而增大,随干湿循环次数的增加而降低;影响混合料最大动切变模量的因素显著性由强到弱的顺序为干湿循环次数、围压、频率。混合料动态长期回弹模量满足《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)交通荷载等级为中等、轻、重的要求和《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)轻交通荷载等级的要求。     

循环荷载作用历史对于滨海黏土不排水强度的影响

通过改进剑桥模型进行数值模拟,探讨了循环荷载作用历史对于饱和滨海黏土不排水抗剪强度的影响。将计算结果与前人建议公式进行了对比,初步得到了循环荷载对于滨海黏土强度的影响机理。     

地铁变频荷载循环作用下饱和软黏土累积塑性变形

地铁在地铁站附近的加减速运动会对地基土产生一定的影响.土体经过倾斜削样后使用动三轴进行不排水动力测试以研究地铁进出站作用下进出站距离、加速度、动应力幅值及固结围压对饱和软黏土累积塑性变形的影响.结果表明:进出站变频荷载循环作用下软黏土累积塑性应变曲线可大致划分为爆发增长-较快增长-逐渐稳定3个阶段.距地铁站越近、动应力...     

纳米CaCO3影响下重塑软黏土动力特性及微观孔隙结构研究

为研究循环荷载下纳米CaCO3 重塑软黏土的动力特性与微观形态,进行GDS动三轴、NMR试验,分析其动应力-动应变、动弹性模量、阻尼比及微观孔隙变化规律.结果表明:随着纳米CaCO3 掺量增加、围压增大,软黏土的动应变逐渐减小,动弹性模量逐渐增大;固结应力比增大使纳米CaCO3 重塑软黏土动应变先减小后增大,动弹性模量先增加后减小;围压和固结应力比的提高均可有效降低软黏土的阻尼比;软黏土滞回耗能与动应变呈现明显的非线性关系;纳米CaCO3重塑软黏土T2 分布曲线主峰峰值及峰面积相比于素软黏土显著降低,孔隙比减小使土体结构更加稳定.所进行的纳米CaCO3 重塑软黏土动力特性研究,可为实际工程提供参考.     

软土地基中风机单桩基础累积侧向位移分析

为研究软土地基中近海风机大直径单桩基础在长期受荷时的累积侧向变形问题,基于室内循环三轴试验,建立考虑孔压累积的软黏土刚度衰减模型。通过对ABAQUS进行二次开发,在有限元分析程序中建立刚度衰减模型,并引入门槛循环应力比对不同应力水平的土体分区计算。研究结果表明：在刚度衰减模型中采用门槛循环应力比作为是否考虑孔压累积的标准更符合真实情况;当循环荷载较小时,桩身泥面位移在一定循环次数后趋于稳定;当荷载幅值超过一定值后,桩身泥面位移迅速发展,且不再稳定;当桩基埋入深度较小时,增加桩基埋深能有效降低桩身侧向位移。     

循环荷载作用下碎石桩加固液化地基试验研究

应用简易振动台和叠层剪切变形模型箱,进行了循环荷载作用下碎石桩加固液化地基试验研究,试验分析了碎石桩的加固效应,并着重分析了碎石桩的排水效应.复合地基模型采用三角形及矩形两种方案加固细砂土液化地基,试验结果表明:无论是矩形加固方案还是三角形加固方案,碎石桩均有效地防止了地基液化,并且激振结束后,碎石桩加速了孔隙水压力的消散.     

低路堤软土地基在交通荷载作用下的动力特性试验研究

设计并制作了低路堤软黏土地基模型。测试了软黏土地基在交通荷载不同强度、不同频率下的动土压力和孔隙水压力;以及土压力和孔隙水压力随深度的变化。获得了低路堤软粘土地基在交通荷载作用下的动力特性发展规律。研究表明:在交通荷载循环作用下,无论荷载强度、荷载频率的大小,软黏土地基的土压力和孔压都是随着埋深的增加而呈衰减趋势。随着荷载频率的增加,土压和孔压的波动变化明显加剧,但压力值并不是随着荷载频率的增加而简单的增长或减小;随着荷载强度的加大,某一深度处土压力受到的最值变化不是很明显,而孔隙水压力却显著的发生了变化。     

双点异向循环荷载下吸力式四桶型基础承载特性实验

吸力式桶型基础安装简便、施工周期短,有利于节约成本,在海上风电行业的应用逐渐增多.但实际海洋环境复杂多变,风、波浪荷载的作用方向往往不尽相同.考虑到实际工程中可能出现的此类复杂海况,进行了不同荷载夹角下的双点循环荷载模型实验.选取某海域原型土,探究四桶型基础结构在不同风、浪夹角的循环荷载作用下的承载性能,研究在不同工况...     

动载荷作用下无限长FGM梁在分数阶粘弹性地基上的精确解

基于分数阶微分Zener型粘弹性地基模型,建立动载荷作用下无限长FGM梁在分数阶粘弹性地基上的运动控制微分方程。利用傅立叶和拉普拉斯变换将控制微分方程简化为代数方程,首先在频率域内得到解答,然后利用傅立叶和拉普拉斯逆变换以及卷积定理将解答再转换回时间域内,得到粘弹性地基上FGM梁的挠度、速度、加速度、弯矩和剪力响应的精确解。最后,计算了冲击荷载作用下弹性地基FGM梁的动态响应,给出了x =0处梁的垂直速度和弯矩的响应曲线,其形状特征和均匀材料梁相同,且材料梯度指标p对结果的影响较小。     

分级加载下黏土中的超静孔压消散试验研究

为直观地认识土体固结时超静孔压的消散过程,弄清固结理论产生偏差的原因,利用研制的大尺寸固结装置,对饱和黏土开展分级加载下的超静孔压、压缩变形和土压力的测试,并与太沙基一维固结理论计算值进行对比。测试结果表明土样中的超静孔压呈现加载后先增加、后消散缓降的规律,分级加载下,随着固结荷载增大,孔压变化明显滞后于荷载的变化,且超静孔压的消散也趋慢。经与采用固定固结系数计算的理论值对比可证实土样中的固结系数呈动态变化,表现为随固结荷载和固结时间的增加而减小,且不同位置处的固结系数也存在差异。     

土体试样蠕变过程的试验研究

采用三轴试验蠕变仪进行土的蠕变过程特性研究,采用循环加载的方式使土样的室内蠕变试验时间缩短,对土样蠕变过程中轴向应变与时间的关系、排水体积与时间的关系、孔压随时间的关系进行了分析讨论.为进行蠕变试验的教学提供了一个很好的素材.     

饱和软粘土的工程特性分析

随着基础设施建设的发展,人们不得不面对许多淤泥类软土地基.本文根据大量室内试验成果,分析了淤泥的微观结构、应力应变关系以及固结特性,得出了一些规律性结论,对于软粘土地基的理论设计与工程实践有重要的指导意义.     

琥珀山庄素填土地基的工程地质性质研究

本文根据勘察资料及室内外试验成果,对合肥市琥珀山庄区素填土的工程地质性质进行初步研究,对该区素填土地基评价和素填土的利用问题提出了看法．