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温度循环下壁画地仗层与支撑体接触面力学性能

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西安科技大学学报 2025年第1期45卷 153-160页

作者：秦立科周效丞孔德翊甄刚谭可馨郭斌西安科技大学建筑与土木工程学院陕西西安710054 西安科技大学岩土文物与遗迹保护研究所陕西西安710054 宁夏文物保护中心宁夏银川750001 陕西省文物保护研究院陕西西安710075

为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的... 详细信息

为探究温度循环对壁画地仗层与支撑体接触面力学性能的影响,对天津明代壁画残块进行成分及配比分析以制作壁画地仗层与支撑体接触面试样,通过温度循环、单轴拉伸试验与直接剪切试验分析壁画地仗层与支撑体接触面的抗拉强度和抗剪强度的变化规律,揭示壁画地仗层与支撑体接触面的力学损伤机理。结果表明:随着温度循环次数的增加,壁画地仗层与支撑体接触面试样损伤逐渐恶化,尤其是接触面处裂隙发育严重;壁画地仗层与支撑体接触面试样的抗拉及抗剪强度随着温度循环逐渐下降,循环30次后抗拉及抗剪强度明显降低;壁画地仗层与支撑体接触面试样强度的损失主要集中于循环的前30次,此后温度对接触面试样的抗剪强度影响逐渐减小。研究成果不仅证实了温度循环是造成壁画内部空鼓和脱落等病害的原因之一,也为壁画保护工作提供一定参考。

关键词：壁画力学性能温度循环接触面破坏机理

接触面模型对面板与垫层间接触变形及面板应力的影响

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岩土工程学报 2015年第4期37卷 700-710页

作者：刘京茂孔宪京邹德高大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学水利工程学院辽宁大连116024

对某在建面板堆石坝进行了三维有限元静、动弹塑性计算,分析了接触面模型对面板与垫层间接触面变形及面板应力的影响。面板与垫层接触面分别采用:双曲线(仅静力计算)、理想弹塑性及广义塑性接触面模型。结果表明:竣工期,3种模型计算的... 详细信息

对某在建面板堆石坝进行了三维有限元静、动弹塑性计算,分析了接触面模型对面板与垫层间接触面变形及面板应力的影响。面板与垫层接触面分别采用:双曲线(仅静力计算)、理想弹塑性及广义塑性接触面模型。结果表明:竣工期,3种模型计算的面板应力是基本一致的。满蓄期,3种模型计算的面板顺坡向应力分布规律基本一致,但面板坝轴向应力的分布规律和量值有较明显的差别。蓄水时广义塑性接触面模型计算的接触面的应力路径和剪切位移与双曲线和理想弹塑性存在较大的差异。在地震荷载下,理想弹塑性和广义塑性接触面模型计算的地震后坝体残余变形引起的面板顺坡应力基本一致,但面板坝轴向应力差别较大。理想弹塑性模型只有当应力达到峰值时才产生塑性变形,这样会低估接触面的残余变形,不能与坝体残余变形相协调,高估了坝体残余变形对面板应力的影响。广义塑性接触面模型能更好的反映三维条件下接触面的剪胀、剪缩、硬化、软化、循环残余变形及颗粒破碎特性,更符合实际情况。

关键词：接触面弹塑性面板堆石坝面板应力

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接触面损伤模型应用于三维有限元分析

水利学报 2002年第3期33卷 44-49,54页

作者：胡黎明濮家骝王刚清华大学水利水电工程系北京100084

本文简要介绍了作者提出的接触面损伤模型 ,推导了接触面单元的三维有限元格式 .将损伤模型接触面单元应用于三维有限元计算 ,对滑块问题进行了数值试验 ,比较了不同接触面模型的计算结果 ,验证了接触面损伤模型分析土结构相互作用问... 详细信息

本文简要介绍了作者提出的接触面损伤模型 ,推导了接触面单元的三维有限元格式 .将损伤模型接触面单元应用于三维有限元计算 ,对滑块问题进行了数值试验 ,比较了不同接触面模型的计算结果 ,验证了接触面损伤模型分析土结构相互作用问题的合理性和优越性 .文中对一围堰工程进行了有限元分析 ,计算结果合理可靠 ,表明本文提出的损伤模型接触面单元可以方便地应用于实际工程问题的数值模拟 .

关键词：接触面应变软化损伤模型有限元

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接触面力学特性中相对尺度效应的试验研究

中国矿业大学学报 2013年第2期42卷 169-176页

作者：陆勇周国庆夏红春王英杰中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221116 聊城大学建筑工程学院山东聊城252059

利用DRS-I型高压直剪仪进行了砂砾与9种形貌相同、尺度不同(峰谷距不同)结构面的接触剪切试验,研究结构面峰谷距与砂土颗粒平均粒径之间的相对尺度(R=H/d50)对接触面力学与变形特性的影响.试验结果表明,结构面峰谷距与砂土平均粒径间的... 详细信息

利用DRS-I型高压直剪仪进行了砂砾与9种形貌相同、尺度不同(峰谷距不同)结构面的接触剪切试验,研究结构面峰谷距与砂土颗粒平均粒径之间的相对尺度(R=H/d50)对接触面力学与变形特性的影响.试验结果表明,结构面峰谷距与砂土平均粒径间的相对尺度R直接影响着接触面的力学与变形特性,存在"极限相对尺度"Rmax与"临界相对尺度"Rcr.在"极限相对尺度"之前,相对尺度R的增大使得接触面剪切强度与剪切体变随之呈近似线性增大趋势;"极限相对尺度"之后,接触面剪切强度与剪切体变随相对尺度的增大有一定程度的减小;在达到"临界相对尺度"之后,接触面剪切强度与剪切体变亦达到临界状态并随着相对尺度R的增大呈微小变化,变化幅值较小.

关键词：砂砾接触面相对尺度剪切强度体变

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接触面等应力增量比路径单剪试验及模型研究

四川大学学报（工程科学版） 2009年第4期41卷 76-81页

作者：周爱兆卢廷浩丁明武徐泽友江苏科技大学土木工程与建筑学院镇江212003 河海大学岩土工程科学研究所南京210098

为研究等应力增量比路径下土与结构接触面力学特性,进行高塑性粘土与混凝土接触面等应力增量比路径单剪试验,获得不同应力路径下应力应变关系曲线。试验结果表明,高塑性粘土能够较好地适应大变形,接触面剪应力与切向应变关系呈剪切硬化... 详细信息

为研究等应力增量比路径下土与结构接触面力学特性,进行高塑性粘土与混凝土接触面等应力增量比路径单剪试验,获得不同应力路径下应力应变关系曲线。试验结果表明,高塑性粘土能够较好地适应大变形,接触面剪应力与切向应变关系呈剪切硬化型曲线,法向剪胀不明显;接触面剪切强度与应力路径无关,应力应变关系与应力路径密切相关;初始法向应力一定,应力增量比越小,剪应力增长越快,对应的破坏剪应力也越高;无剪胀发生情况下,法向应变与法向应力关系曲线与单向压缩试验具有一致性;应力比与切向应变呈良好的双曲线关系。在试验研究的基础上,基于广义位势理论,将土与结构接触面问题看着应力空间上的二维数学问题,采用塑性状态方程代替传统的屈服面,建立了双重势面接触面弹塑性模型。模型能够反映应力路径、初始法向应力对接触面力学特性的影响,具有一般性,参数能够通过试验完全确定,可以方便地应用于有限元分析。

关键词：接触面单剪试验应力路径剪切强度高塑性粘土本构模型

切向应力控制条件下粗粒土与结构接触面三维循环特性研究

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岩石力学与工程学报 2011年第12期30卷 2574-2582页

作者：冯大阔侯文峻张建民清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 清华大学岩土工程研究所北京100084 住房和城乡建设部建筑节能与科技司北京100835

运用大型三维接触面试验机,对切向应力控制十字剪切、单向和往返圆形剪切路径下接触面三维循环力学特性进行直剪试验研究,并探讨剪切路径、应力幅值等因素的影响。结果表明:(1)切向应力控制循环剪切时,粗粒土与结构接触面产生明显剪切体... 详细信息

运用大型三维接触面试验机,对切向应力控制十字剪切、单向和往返圆形剪切路径下接触面三维循环力学特性进行直剪试验研究,并探讨剪切路径、应力幅值等因素的影响。结果表明:(1)切向应力控制循环剪切时,粗粒土与结构接触面产生明显剪切体变,且可分为可逆和不可逆两部分。(2)往返剪切路径下,随循环剪切的进行,接触面剪切体变增量经历由不可逆性剪切体变增量占优,到两者平衡,再到可逆性剪切体变占优的过程;但接触面剪切体变总体仍以不可逆性剪切体变为主。(3)接触面切向位移发生偏移,圆形路径下产生明显非共轴现象;应力幅值较小时,切向位移幅值随循环周次逐渐减小。(4)随应力幅值的增大,切向位移幅值和偏移量及单位应力切向位移增量均增大,非共轴角则减小。往返圆形路径下接触面非共轴角相邻循环符号相反,单向圆形路径下则相同,且两者数值相近。(5)圆形路径下接触面切向应力-位移曲线呈椭圆形,十字路径下则呈双曲线关系,且均随循环剪切的进行逐渐剪切硬化。剪切路径、应力幅值对接触面剪切体变、切向应力-位移关系等三维循环特性影响显著。

关键词：土力学接触面粗粒土应力控制三维循环特性影响因素直剪试验

粗糙度对红黏土与混凝土接触面循环剪切特性的影响

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第4期46卷 146-152页

作者：成浩王晅张家生王启云中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075 福建工程学院土木工程学院福建福州350108

为了研究结构表面粗糙度对土与结构接触面循环剪切特性的影响,采用大型直剪仪进行了不同粗糙度与不同法向应力条件下红黏土与混凝土接触面的循环剪切试验,分析粗糙度对接触面循环剪切应力与剪切体变的影响规律.试验结果表明:不同条件下... 详细信息

为了研究结构表面粗糙度对土与结构接触面循环剪切特性的影响,采用大型直剪仪进行了不同粗糙度与不同法向应力条件下红黏土与混凝土接触面的循环剪切试验,分析粗糙度对接触面循环剪切应力与剪切体变的影响规律.试验结果表明:不同条件下接触面都呈现出循环剪切软化特征,同一循环周次接触面剪切强度随粗糙度的增大而增大;循环剪切过程中接触面表现出明显的剪缩特征,接触面最终剪缩量随粗糙度的增大而增大.随着循环次数的增加,接触面剪切刚度和阻尼比逐渐减小并趋于稳定.结构表面粗糙度的增大能提高接触面剪切刚度,但对接触面阻尼比的影响不明显.

关键词：接触面粗糙度循环剪切剪切刚度阻尼比混凝土红黏土

常刚度条件下粗粒土与结构接触面三维力学特性试验研究

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岩土工程学报 2009年第10期31卷 1571-1577页

作者：冯大阔张嘎张建民侯文峻清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

运用最新研制的80t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板构成的接触面在常刚度法向边界条件复杂加载路径下的三维力学特性进行了试验研究,分析总结了粗粒土与结构接触面在常刚度法向边界条件下的基本规律。试验结... 详细信息

运用最新研制的80t三维多功能土工试验机,对工程中常用的粗粒土与人造粗糙钢板构成的接触面在常刚度法向边界条件复杂加载路径下的三维力学特性进行了试验研究,分析总结了粗粒土与结构接触面在常刚度法向边界条件下的基本规律。试验结果表明:接触面受剪切时发生了明显的法向位移,从而直接导致了法向应力和抗剪强度的降低;法向位移可分为遵循不同规律的可逆和不可逆两部分;十字加载路径下的接触面摩擦角略大于圆形加载路径;单向往返和十字加载路径下接触面力学特性较为相似,但与圆形加载路径有明显不同。

关键词：接触面常刚度三维力学特性试验

基于含冰量的冻结砂土-混凝土接触面蠕变特性

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西南交通大学学报 2024年第2期59卷 361-368页

作者：何菲王旭蒋代军周亚龙李君善陈航杰陈明伟兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室甘肃兰州730070 国网青海省电力公司检修公司青海西宁810021

保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题,为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响,采用自行研制的大型蠕变剪切仪,在−2℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结... 详细信息

保证高含冰量冻土区桩基础的长期稳定性是多年冻土区桥梁桩基础安全服役中的关键问题,为研究含冰量对冻土-混凝土接触面蠕变特性的影响,采用自行研制的大型蠕变剪切仪,在−2℃条件下开展含冰量为6%、12%、16%、23%、36%、60%、80%的冻结砂土与混凝土接触面蠕变试验.试验结果表明:在恒定的剪应力作用下,除含冰量为6%试样出现加速蠕变外,其他试样仅出现衰减蠕变及稳定蠕变2个阶段;随含冰量的增大,试样黏性变形占比增大,含冰量为80%试样的黏性变形超过总变形量的80%;稳定蠕变速率受到干密度及含冰量的综合影响,含冰量为16%时稳定蠕变速率最小;Burgers黏弹性模型能较好地模拟高含冰量冻结砂土-混凝土接触面蠕变曲线;随着含冰量的增大,初始剪切模量和稳定蠕变阶段黏滞系数先增大后减小,初始蠕变阶段的渐进剪切模量呈幂函数减小,初始蠕变阶段黏滞系数呈幂函数增大.

关键词：高含冰量冻土冻结砂土接触面蠕变试验黏弹性模型