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基于SEM的土体微观结构三维分析与分维计算方法

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长江科学院院报 2024年第2期41卷 91-97页

作者：张豫川高旭龙刘东发黄鸿伟兰州大学土木工程与力学学院兰州730000 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000

土体微观结构研究很早就建立了三维空间的分形模型,但分形维数计算所需参数很难由常规土工试验得到,限制了分形理论在土体研究中的应用。基于陕西定边与甘肃兰州原状土样的扫描电镜(SEM)试验,提出了三维化处理与三角形网格原理联合方法... 详细信息

土体微观结构研究很早就建立了三维空间的分形模型,但分形维数计算所需参数很难由常规土工试验得到,限制了分形理论在土体研究中的应用。基于陕西定边与甘肃兰州原状土样的扫描电镜(SEM)试验,提出了三维化处理与三角形网格原理联合方法,可以得到土体颗粒(孔隙)不同测量尺度对应的表面积与体积计算值,由此实现分形维数的计算,并通过分形理论在土水特征中的应用验证了方法的有效性与可靠性。另外,三维化处理还可获取视孔隙率、比面等土体微观结构参数,可以作为土体微观结构定量分析研究的新途径。

关键词：扫描电镜(SEM) 微观结构三维分析分形维数

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考虑变形影响的黄土土-水特征及其滞后效应

岩土力学 2023年第8期44卷 2350-2359页

作者：高旭龙张豫川黄鸿伟刘东发刘智璠兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000

为了研究变形对非饱和黄土土-水特征和滞后效应的影响,通过先构建恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比的关系,再引入吸力的影响,建立了一个能够考虑变形的三维土-水特征曲面模型,模型能够很好地描述不同初始孔隙比黄土吸脱湿过程中含水率... 详细信息

为了研究变形对非饱和黄土土-水特征和滞后效应的影响,通过先构建恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比的关系,再引入吸力的影响,建立了一个能够考虑变形的三维土-水特征曲面模型,模型能够很好地描述不同初始孔隙比黄土吸脱湿过程中含水率随孔隙比和吸力的变化规律。为了证实所提出模型的可靠性,对压实黄土进行一系列吸脱湿过程的土-水特征试验。试验结果表明,恒定吸力条件下土体含水率与孔隙比成线性关系,验证了模型的理论假设。另外由模型可以确定恒定孔隙比状态的土-水特征,将其与试验结果对比发现,脱湿路径由吸力引起的变形对土-水特征影响较大,会使特征参数减小,并抑制滞后效应。

关键词：非饱和黄土变形土-水特征曲面滞后效应

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长龄期改良黄土抗剪强度与渗透性试验研究

岩土力学 2017年第S2期38卷 170-176页

作者：张豫川姚永国周泓兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000

为满足黄土地区建设工程对岩土材料的要求,针对长龄期条件下石灰和粉煤灰对黄土的改良作用,开展室内试验研究原土料类型、掺合材料、掺合量等因素对改良黄土抗剪强度和渗透性的影响及长龄期效应,并从微观结构和反应机理上进行了解释。... 详细信息

为满足黄土地区建设工程对岩土材料的要求,针对长龄期条件下石灰和粉煤灰对黄土的改良作用,开展室内试验研究原土料类型、掺合材料、掺合量等因素对改良黄土抗剪强度和渗透性的影响及长龄期效应,并从微观结构和反应机理上进行了解释。研究结果表明,灰土、二灰土的强度发展和强度稳定龄期因石灰和粉煤灰发挥作用的时间不同而不同;水化反应速率变化使掺量对灰土改良土的影响表现出龄期效应;原土料的粒度成分对抗剪强度和渗透性的影响更为重要;同一改良土的强度与渗透性发展并不同步,标准龄期也宜不同,实践中应给与区分。综合各因素对改良土强度和渗透性质的影响规律,工程岩土材料设计应先区分原土料类型,后根据性质需求选择改良方式和掺量并保证龄期。

关键词：长龄期改良黄土抗剪强度渗透性

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黄土山区贴坡填方地基的变形特性

兰州大学学报（自然科学版） 2022年第2期58卷 195-202页

作者：张豫川姚永国马超赵野吕国顺兰州大学土木工程与力学学院西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000

为了研究贴坡填方地基的变形特性,依托兰州市某黄土“削峁填沟”工程,开展贴坡填方地基沉降及水平位移监测,借助有限差分数值分析,研究了回填土压实度、坡面坡度、回填高度的影响.结果表明,贴坡填方地基沉降及水平位移均随着时间呈两段... 详细信息

为了研究贴坡填方地基的变形特性,依托兰州市某黄土“削峁填沟”工程,开展贴坡填方地基沉降及水平位移监测,借助有限差分数值分析,研究了回填土压实度、坡面坡度、回填高度的影响.结果表明,贴坡填方地基沉降及水平位移均随着时间呈两段式增长,水平位移进入缓慢发展期的时间晚于沉降,原状土地基沉降在总沉降中占比大.竖向平面内沿水平方向,距离坡顶越近沉降越小、水平位移越大;沿深度方向,深度越深,沉降及水平位移均越小,土体深度方向水平运动不协同.压实度、坡度、高度对土体运动矢量长度、方向的影响效果不同,对变形控制的重要性依次为压实度>高度>坡度.实际工程应控制压实度>0.93,尽量减小坡度和一次性填筑高度.

关键词：贴坡填方原位监测数值分析沉降水平位移

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饱和土体串联与并联弹性力学模型

长安大学学报（自然科学版） 2006年第4期26卷 8-10页

作者：张豫川刘旭兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院

针对饱和土体中的串联与并联弹性力学模型,通过将固体中的应力分解为颗粒间应力和流体与颗粒的相互作用力,并且运用流体与颗粒间的作用力与反作用力相等,以及在不排水条件下土体总应变等于骨架的应变原理,对这两种模型的理论依据进行了... 详细信息

针对饱和土体中的串联与并联弹性力学模型,通过将固体中的应力分解为颗粒间应力和流体与颗粒的相互作用力,并且运用流体与颗粒间的作用力与反作用力相等,以及在不排水条件下土体总应变等于骨架的应变原理,对这两种模型的理论依据进行了证明和阐述。结果表明:饱和土体中的串联与并联弹性力学模型与Biot-Geerstma理论是一致的,且分别是该理论中弹性模量在骨架弹性模量为零和颗粒弹性压缩系数为零的两个特例;Terzaghi有效应力是“粒间应力”的平均值。

关键词：道路工程饱和土体固体力学双相介质力学模型有效应力

丹参素异丙酯对肝细胞脂肪过度蓄积的改善作用及其机制

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中国药理学通报 2023年第8期39卷 1541-1547页

作者：董健张豫川苏强白亚军孙娜程燕郑晓晖西北民族大学生物医学研究中心甘肃省动物细胞技术创新中心甘肃兰州730030 西北民族大学生命科学与工程学院甘肃兰州730030 西北大学生命科学学院陕西西安710069 西北民族大学生物医学研究中心生物工程与技术国家民委重点实验室甘肃兰州730030 西北民族大学实验教学部甘肃兰州730030

目的探索丹参素异丙酯[isopropyl3-(3,4-dihydroxyphenyl)-2-hydroxypropanoate,IDHP]能否通过改善线粒体功能来抑制肝细胞的脂肪蓄积,减轻非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)患者的脂肪过度蓄积症状。方法利用游离脂肪酸棕榈酸和油酸(PA∶OA摩尔比=1∶2)诱导肝细胞脂肪蓄积,模拟细胞脂肪化模型。首先,利用CCK-8检测不同浓度PAOA及IDHP对细胞活力的影响;选用600μmol·L^(-1) PAOA诱导4株肝细胞脂滴蓄积,通过检测尼罗红(Nile Red)荧光信号和甘油三脂(triglycerides,TG)、胆固醇(TC)含量来判定细胞脂肪化模型建立是否成功;分别检测经不同浓度IDHP干预后,细胞内活性氧(ROS)含量、还原型谷胱甘肽(GSH)活性、三磷酸腺苷(ATP)水平及线粒体膜电位(MMP)的变化。结果PAOA诱导后,细胞内出现大量脂滴蓄积,TG、TC含量升高,生成过量的ROS,同时GSH活性降低,ATP合成减少且线粒体膜电位下降。而随着IDHP干预浓度的增加,能有效改善脂滴蓄积,抑制TG的累积,减少活性氧的生成,提高GSH的活性,ATP生成量增加,且线粒体膜电位恢复至正常水平。结论IDHP可通过发挥抗氧化作用缓解氧化应激,改善线粒体功能,调节能量代谢,进而抑制肝细胞脂肪变性。

关键词： PAOA 肝细胞脂肪化非酒精性脂肪性肝病 IDHP 线粒体膜电位线粒体功能

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堆载法对浅层平板载荷试验的影响

长安大学学报（自然科学版） 2013年第3期33卷 55-61页

作者：张豫川辛明静王亚军兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室甘肃兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

为确保建筑物的安全,获得真实的地基承载力变得尤为重要。利用弹性理论法和有限差分法,分别对堆载法浅层平板载荷试验中堆载对地基承载力试验过程及结果存在的影响进行了定性和定量化分析。结果表明:运用堆载法确定地基承载力特征值时,... 详细信息

为确保建筑物的安全,获得真实的地基承载力变得尤为重要。利用弹性理论法和有限差分法,分别对堆载法浅层平板载荷试验中堆载对地基承载力试验过程及结果存在的影响进行了定性和定量化分析。结果表明:运用堆载法确定地基承载力特征值时,随着载荷试验的进行,堆载引起的附加应力场将逐渐减小至消失;堆载对周边土体的预压、基准点的相对位移,均使得由荷载-位移曲线所得地基承载力的特征值较真实情况偏大;堆载法浅层平板载荷试验实际上高估了地基的承载力。

关键词：土木工程堆载法地基承载力基准点位移附加应力

湿陷性黄土场地风电基桩水平承载特性试验研究

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建筑结构 2022年第14期52卷 141-145页

作者：谢龙赵野薛奇张豫川王恒涛姚永国大唐定边风力发电有限责任公司榆林719000 兰州大学土木工程系兰州730000

为探究黄土湿陷性对风电基桩水平承载特性的影响,在陕西省定边县某黄土场地设置3根试桩进行水平载荷试验,其中1根桩周土保持天然状态,2根桩周土在加载前已经浸水饱和且湿陷稳定。分析了各级水平荷载作用下两类试桩桩顶水平位移、桩身弯... 详细信息

为探究黄土湿陷性对风电基桩水平承载特性的影响,在陕西省定边县某黄土场地设置3根试桩进行水平载荷试验,其中1根桩周土保持天然状态,2根桩周土在加载前已经浸水饱和且湿陷稳定。分析了各级水平荷载作用下两类试桩桩顶水平位移、桩身弯矩及其分布范围、水平抗力系数的比例系数m值的差异。试验结果表明:桩周土饱和湿陷明显增大了桩的水平位移,随着水平荷载增加这种现象更为显著;桩周土饱和湿陷时的桩身弯矩大小及其分布范围均比桩周土天然状态时大;幂函数能够较好地反映不同桩顶水平位移与m值之间关系,可以通过建立幂函数以获取m值及其相应单桩在地面处水平位移的对应关系。

关键词：黄土饱和湿陷风电基桩水平荷载试验水平位移桩身弯矩 m值

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木质素磺酸钙改良黄土的结构性机理

兰州大学学报（自然科学版） 2023年第4期59卷 468-475页

作者：刘东发张豫川高旭龙刘智璠刘辰麟兰州大学土木工程与力学学院西部灾害与环境力学教育部重点实验室兰州730000 甘肃中建市政工程勘察设计研究院有限公司兰州730000

木质素磺酸钙(CL)改良黄土作用存在强度峰值,且各掺量达到峰值所需养护时间不同,表现出明显的掺量和龄期效应.在土工试验、微观试验和前人成果基础上,研究掺量和养护龄期对于CL改良土结构特征的影响,探讨其作用机理.研究表明,CL通过胶... 详细信息

木质素磺酸钙(CL)改良黄土作用存在强度峰值,且各掺量达到峰值所需养护时间不同,表现出明显的掺量和龄期效应.在土工试验、微观试验和前人成果基础上,研究掺量和养护龄期对于CL改良土结构特征的影响,探讨其作用机理.研究表明,CL通过胶结、填充和团粒化作用,将素土的“颗粒,镶嵌+架空,接触”结构转变为“团粒,镶嵌,胶结+接触”结构,并降低颗粒的双电层厚度和表面溶液张力,从而提高工程性能.过量掺量的CL因强黏结性和引气作用,导致CL改良土向“团粒+片状,镶嵌+架空,胶结”结构转变,颗粒咬合摩擦降低,并产生大量气泡起到润滑作用,工程性能降低.

关键词：黄土地基处理木质素磺酸钙结构性机理