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国道G310三门峡豫西黄土湿陷特性及其微观分析

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华北水利水电大学学报（自然科学版） 2023年第3期44卷 89-93,101页

作者：赵鑫鑫姜彤赵金玓张俊然华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450046

针对黄土湿陷性对路基工程引起的不均匀沉降灾害,结合国道G310三门峡西至豫陕界段新建工程,采用固结仪对黄土原状样和不同初始干密度的重塑样进行了一系列湿陷性试验和微观定量分析。试验结果表明:在同一初始干密度下,黄土原状样的湿陷... 详细信息

针对黄土湿陷性对路基工程引起的不均匀沉降灾害,结合国道G310三门峡西至豫陕界段新建工程,采用固结仪对黄土原状样和不同初始干密度的重塑样进行了一系列湿陷性试验和微观定量分析。试验结果表明:在同一初始干密度下,黄土原状样的湿陷性高于重塑样的,且黄土重塑样的湿陷性随着初始干密度的增大逐渐降低,当初始干密度为1.6 g/cm 3时,其湿陷性不明显;同一初始干密度下,黄土原状样的总体孔隙量高于重塑样的,且黄土重塑样的总体孔隙量随着干密度的增大逐渐降低;黄土原状样和不同初始干密度下重塑样的湿陷性与其内部孔隙尺寸有关,即干密度较小时,黄土内部的大多数孔隙尺寸大于其颗粒尺寸,呈架空结构,因而具有强烈的湿陷性。

关键词：原状黄土重塑黄土湿陷性压汞试验孔隙尺寸

基于PIV技术的高吸力下压实膨润土径向劈裂试验研究

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应用基础与工程科学学报 2021年第3期29卷 691-701页

作者：张俊然王俪锦姜彤赵金玓任淼李洪军贾艳昌刘晓峰华北水利水电大学河南省岩土力学与结构工程重点实验室河南郑州450046

基于粒子图像测速(PIV)技术,采用饱和盐溶液蒸汽平衡法控制试样的吸力,对具有不同吸力的压实膨润土进行了一系列的径向劈裂试验.在径向压缩过程中用高速相机和Davis8.0采集软件拍摄图像,用PIVview2C软件得到试样径向压缩过程中裂隙开展... 详细信息

基于粒子图像测速(PIV)技术,采用饱和盐溶液蒸汽平衡法控制试样的吸力,对具有不同吸力的压实膨润土进行了一系列的径向劈裂试验.在径向压缩过程中用高速相机和Davis8.0采集软件拍摄图像,用PIVview2C软件得到试样径向压缩过程中裂隙开展情况和位移矢量场,同时结合其扫描电镜微观(SEM)试验进行了机理分析.试验结果表明:具有不同高吸力值试样的荷载-位移关系曲线均呈应变软化现象,并且上述现象随着吸力的增加越来越显著;峰值载荷随着吸力的增加而增加;当试样达到峰值载荷时未发现明显裂隙,试样发生压缩变形;而峰值过后可观测到明显裂隙,位移矢量场基本呈对称分布于劈裂面两侧;随后载荷迅速跌落,试样破环,破坏部分由于位移较大,矢量场显示为空白区.SEM微观试验结果表明随着吸力的增加集聚体间的吸附作用增加,从而导致劈裂强度随着吸力的增加而增加.

关键词： PIV技术高吸力膨润土径向劈裂裂隙位移矢量场扫描电镜

基于粒子图像测速技术的黄土径向劈裂试验研究

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岩土力学 2021年第8期42卷 2120-2126,2140页

作者：姜彤翟天雅张俊然赵金玓王俪锦宋陈雨潘旭威华北水利水电大学河南省岩土力学与结构工程重点实验室河南郑州450046

用粒子图像测速(PIV)测试系统对黄土原状样和重塑样进行了一系列劈裂试验,同时用压汞仪对黄土原状样和重塑样进行了微观结构定量对比分析,探讨结构性、初始干密度对抗拉强度的影响。试验结果表明:当试样劈裂破坏时,原状样峰值荷载比重... 详细信息

用粒子图像测速(PIV)测试系统对黄土原状样和重塑样进行了一系列劈裂试验,同时用压汞仪对黄土原状样和重塑样进行了微观结构定量对比分析,探讨结构性、初始干密度对抗拉强度的影响。试验结果表明:当试样劈裂破坏时,原状样峰值荷载比重塑样的大,重塑样的峰值荷载随着初始干密度的增加而增加。由位移矢量场可知,原状样劈裂破坏时主裂隙倾斜,次生裂隙不发育;重塑样劈裂破坏时主裂隙呈径向垂直,次生裂隙较发育;不同初始干密度重塑样的裂隙发育形态基本一致。当初始干密度相等时,原状样的累计汞压入量曲线和孔径分布密度曲线均高于重塑样,原状样的集聚体间孔隙比重塑样的多,但由于原状样具有明显的结构性,因而原状样的抗拉强度比重塑样的高。随着初始干密度增加,重塑样的累计汞压入量曲线向下移动,孔径分布密度曲线峰值向左移动,集聚体间孔隙逐渐减小甚至消失,导致抗拉强度随着初始干密度增大而增加。

关键词：原状黄土抗拉强度位移矢量场裂隙压汞

土力学教学过程中创新意识的培养--以有效应力原理为例

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高教学刊 2021年第34期7卷 40-43页

作者：张俊然姜彤张昕潘旭威赵金玓华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450046

目前土力学本科生教学过程中涉及的理论以饱和土为研究对象的较多,地球表面非饱和土普遍存在,忽视了土体非饱和状态的存在,从而导致传统饱和土的相关理论与实际工程之间存在较大的偏差。文章以有效应力原理为例,首先更新和扩展了有效应... 详细信息

目前土力学本科生教学过程中涉及的理论以饱和土为研究对象的较多,地球表面非饱和土普遍存在,忽视了土体非饱和状态的存在,从而导致传统饱和土的相关理论与实际工程之间存在较大的偏差。文章以有效应力原理为例,首先更新和扩展了有效应力原理的内容,采用“提出问题-分析问题-解决问题”启发式教学方式,同时通过学习有效应力原理表达式的更新过程,将与时俱进的创新元素引入课程思政教学过程中。上述采用先介绍一般情况再介绍特殊情况的教学方式,降低了学生接受知识的难度,同时提高了学生认识事物的能力和解决问题的创新意识。

关键词：土力学有效应力原理非饱和启发式课程思政

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三门峡函谷关地区重塑黄土振动特性试验研究

建筑结构 2020年第S1期50卷 1093-1098页

作者：朱云江霍继炜高宇甲刘江江姜彤张俊然赵金玓华北水利水电大学郑州450046 中建七局第四建筑有限公司延安710016

采用GCTS动三轴试验仪器对具有不同初始干密度的饱和重塑黄土试样进行动力特性试验,探究重塑黄土在相同固结比不同固结围压应力状态下的振动特性。试验结果表明:重塑黄土的动应力-应变关系在达到峰值前符合双曲线模型,在同一动应变下随... 详细信息

采用GCTS动三轴试验仪器对具有不同初始干密度的饱和重塑黄土试样进行动力特性试验,探究重塑黄土在相同固结比不同固结围压应力状态下的振动特性。试验结果表明:重塑黄土的动应力-应变关系在达到峰值前符合双曲线模型,在同一动应变下随着干密度和固结围压的增大动剪应力呈增大趋势;动剪切模量随着动应变的增大逐渐减小,在同一动应变下随着干密度和固结围压的增大动剪切模量逐渐增大;阻尼比随着动应变的增大逐渐增大,在同一动应变下随着干密度和围压的增大而减小;阻尼比峰值随着干密度和固结围压的增加呈减小趋势,峰值范围在0.2~0.3之间。

关键词：重塑黄土干密度动应变动应力动剪切模量阻尼比

广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性试验研究

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中国安全生产科学技术 2021年第7期17卷 117-123页

作者：姜彤宋陈雨张俊然赵金玓翟天雅刘晓峰郭云涛华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450046

为探讨广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性,采用WP4C仪、压力板法、滤纸法和蒸汽平衡法对其开展持水特性试验,用全自动直剪仪对具有不同初始干密度和不同吸力的试样进行强度特性试验,并结合压汞试验进行微观分析。根据上述试验... 详细信息

为探讨广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性,采用WP4C仪、压力板法、滤纸法和蒸汽平衡法对其开展持水特性试验,用全自动直剪仪对具有不同初始干密度和不同吸力的试样进行强度特性试验,并结合压汞试验进行微观分析。根据上述试验数据提出快速预测抗剪强度公式。试验结果表明:随着初始干密度的增加,积聚体间孔隙体积发生收缩,积聚体内孔隙占主要作用。广吸力范围内试样的土水特征曲线随着初始干密度增大而向右上方偏移,而孔隙比随吸力的增加基本不变。抗剪强度随着初始干密度增大而增大,且随着吸力增加而增加。应力-应变曲线低吸力范围呈应变硬化现象,高吸力范围呈应变软化现象。利用Khalili&Khabbaz模型预测的抗剪强度值与实测值非常接近,因此该模型可用于预测广吸力范围内非饱和黄土的抗剪强度。

关键词：黄土 WP4C仪直剪试验广吸力抗剪强度

Settle3D软件在半填半挖黄土路基变形分析中的应用

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中国安全生产科学技术 2020年第11期16卷 89-95页

作者：史颜玲霍继炜张俊然赵金玓高宇甲姜彤刘江江朱云江华北水利水电大学河南郑州450046 中建七局第四建筑有限公司陕西西安710000

为揭示半填半挖黄土路基的变形规律及其影响因素,为高填方黄土路基稳定性的评估提供科学依据。以国道G310典型半填半挖黄土路基为例,运用Settle3D软件对不同工况条件下的黄土路基进行精确建模与系统分析。结果表明:自然条件下路基左右... 详细信息

为揭示半填半挖黄土路基的变形规律及其影响因素,为高填方黄土路基稳定性的评估提供科学依据。以国道G310典型半填半挖黄土路基为例,运用Settle3D软件对不同工况条件下的黄土路基进行精确建模与系统分析。结果表明:自然条件下路基左右侧沉降量差别不大,而降雨条件下原状黄土侧的沉降大于压实黄土侧的沉降,土层交界处沉降差异显著;降雨条件下中心点的沉降曲线在原填土交界处发生转折,表明压实效果显著;各施工阶段间沉降量差值呈非线性减小趋势,但降雨条件下的稳定时间更长。因此施工中控制路基压实度和采取合理的路基防水排水措施非常重要。

关键词：多钻孔黄土半填半挖降雨条件压实度排水

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三门峡原状黄土的大型直剪试验及其尺寸效应

华北水利水电大学学报（自然科学版） 2020年第4期41卷 84-89页

作者：朱云江姜彤霍继炜高宇甲张俊然赵金玓华北水利水电大学河南郑州450046 中建七局第四建筑有限公司陕西延安710016

三门峡原状黄土富含大孔隙且垂直节理较为发育,在工程实践中对其本身的抗剪强度及变形特性有着重要影响。以往的黄土强度和变形试验多数采用常规直剪试验,导致试样避开了多数节理面和大孔隙,使试样的整体代表性降低。通过对三门峡原状... 详细信息

三门峡原状黄土富含大孔隙且垂直节理较为发育,在工程实践中对其本身的抗剪强度及变形特性有着重要影响。以往的黄土强度和变形试验多数采用常规直剪试验,导致试样避开了多数节理面和大孔隙,使试样的整体代表性降低。通过对三门峡原状黄土进行一系列的大型直剪试验,并结合常规直剪试验分析了原状黄土抗剪强度的尺寸效应。试验结果表明:关于试样的剪应力-剪切位移关系曲线,在50、100 kPa垂直压力下呈现剪切软化现象,而在200、300 kPa垂直压力下呈现剪切硬化现象;在相同垂直压力条件下,大型直剪试验得出的试样抗剪强度低于常规直剪试验得到的,并且这种差异随着垂直压力的增大逐渐变得显著。工程实践中应充分考虑尺寸效应对黄土抗剪强度的影响,进一步提升工程的安全性。

关键词：三门峡原状黄土大型直剪试验抗剪强度尺寸效应

结构性对黄土抗剪强度的影响研究--以国道G310三门峡段为例

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水利与建筑工程学报 2021年第2期19卷 6-11页

作者：赵金玓高宇甲霍继炜韩明涛姜彤张俊然朱云江华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450045 中建七局第四建筑有限公司陕西西安710000

为揭示结构性对原状黄土和重塑黄土抗剪强度的差异影响,以国道G310三门峡西至豫陕界段的黄土路基为研究背景,对具有相同含水率和干密度的原状黄土和重塑黄土进行一系列直剪试验和扫描电镜试验,对比分析了原状黄土与重塑黄土在抗剪强度... 详细信息

为揭示结构性对原状黄土和重塑黄土抗剪强度的差异影响,以国道G310三门峡西至豫陕界段的黄土路基为研究背景,对具有相同含水率和干密度的原状黄土和重塑黄土进行一系列直剪试验和扫描电镜试验,对比分析了原状黄土与重塑黄土在抗剪强度和微观结构的差异及其机理。直剪试验结果表明:剪切过程中原状黄土的应力应变关系呈应变软化而重塑黄土的应力应变关系呈应变硬化;原状黄土的应变软化现象随着垂直压力的增大逐渐减弱;原状黄土的抗剪强度参数比重塑黄土的大。原状黄土和重塑黄土的抗剪强度均随黄土黏粒含量的减少而降低。微观试验结果表明:原状黄土具有清晰的骨架颗粒、明显的支架孔隙、密集的接触处胶结物,其完整的原生结构是使其抗剪强度高于重塑黄土的主要原因。

关键词：原状黄土重塑黄土抗剪强度结构扫描电镜