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双向土工格栅与砂土界面循环剪切特性研究

中国科技论文 2017年第13期12卷 1559-1564页

作者：赖丰文李丽萍陈福全福州大学土木工程学院福州350116

利用单调直剪试验、循环剪切试验、循环剪切后单调直剪试验,探究单调剪切与循环剪切作用下双向土工格栅与砂土界面剪切特性。通过单调直剪试验研究了法向压力对筋土界面剪切特性以及剪胀性的影响;循环剪切试验则揭示了法向压力、循环次... 详细信息

利用单调直剪试验、循环剪切试验、循环剪切后单调直剪试验,探究单调剪切与循环剪切作用下双向土工格栅与砂土界面剪切特性。通过单调直剪试验研究了法向压力对筋土界面剪切特性以及剪胀性的影响;循环剪切试验则揭示了法向压力、循环次数以及循环剪切位移幅值对循环剪切及循环剪切后筋土界面特性的影响。试验结果与参数分析表明,筋土界面剪应力峰值随着法向压力和循环次数的增大而增大;循环剪切位移幅值对界面剪应力峰值的影响甚微;界面经单调直剪与循环剪切后均发生了剪切硬化,但循环剪切后的界面剪应力峰值大于单调剪切试验;循环剪切后筋土界面黏聚力及内摩擦角均有所提高,加筋结构稳定性增强。

关键词：土工格栅砂土界面特性单调直剪试验循环剪切试验

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建筑垃圾土循环剪切有限元数值模拟

江苏科技信息 2021年第27期38卷 35-37页

作者：曹文哲方亚男刘帅帅湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

文章利用有限元数值模拟软件对建筑垃圾混合土的直剪、循环剪切与循环后直剪试验进行模拟。结果表明:建筑垃圾混合土的数值模拟直剪结果并没有表现出剪切软化,曲线在越过峰值点后发展较为平缓。模拟曲线均呈现明显的剪胀,且到达曲线拐... 详细信息

文章利用有限元数值模拟软件对建筑垃圾混合土的直剪、循环剪切与循环后直剪试验进行模拟。结果表明:建筑垃圾混合土的数值模拟直剪结果并没有表现出剪切软化,曲线在越过峰值点后发展较为平缓。模拟曲线均呈现明显的剪胀,且到达曲线拐点所需的剪切位移比实际结果所需的剪切位移更小。在经历循环剪切之后土体的黏聚力与内摩擦角均有比实际结果更大幅度的上升。

关键词：建筑垃圾单调直剪试验循环剪切试验有限元数值模拟

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土工格栅加筋建筑垃圾土循环剪切试验

吉林大学学报(工学版) 2022年

作者：李丽华李孜健肖衡林曹文哲周鑫隆黄少平湖北省生态道路工程技术中心湖北工业大学土木建筑与环境学院

为研究不同大小法向应力及剪切幅值条件下双向土工格栅加筋建筑垃圾土剪切特性，采用大型直剪仪对该加筋土开展单调直剪试验和循环剪切试验，揭示加筋建筑垃圾土循环剪切特性影响规律及工作机制。结果表明：建筑垃圾土在单调直剪试验与... 详细信息

为研究不同大小法向应力及剪切幅值条件下双向土工格栅加筋建筑垃圾土剪切特性，采用大型直剪仪对该加筋土开展单调直剪试验和循环剪切试验，揭示加筋建筑垃圾土循环剪切特性影响规律及工作机制。结果表明：建筑垃圾土在单调直剪试验与循环后直剪试验中均出现明显剪切软化现象，但同等法向应力条件下循环剪切后试样的界面抗剪强度与残余强度均更大；在单调直剪试验中，剪切初期试样小幅度剪胀，随后明显剪缩，当剪切位移超过20mm后试样剪缩速度变缓；在循环后单调直剪试验中试样则表现出明显剪胀，且在相同剪切位移下会产生更大的体变；在循环剪切过程中试样发生明显剪切硬化，且在循环剪切卸载方向上剪切硬化现象更为明显，阻尼比随界面刚度的增加而不断减小，在同一剪切幅值条件下，随循环次数增加，不同法向应力下界面阻尼比逐渐减小并趋于同一数值；不同方向上最大剪应力均随法向应力和剪切幅值的增大而增大，且随循环次数的增加，剪切硬化程度也逐渐增大；循环后加筋建筑垃圾土试样抗剪强度明显增大，黏聚力与摩擦角增幅分别为22.4%和9.6%。

关键词：岩土工程加筋建筑垃圾土双向土工格栅循环剪切试验单调直剪试验

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建筑垃圾与土工合成材料筋-土界面性能研究

建筑垃圾与土工合成材料筋-土界面性能研究

作者：曹文哲湖北工业大学

学位级别：硕士

随着社会的持续发展以及人口的不断增加。汽车工业、交通运输业和建筑行业不断推进的同时消耗着大量的自然资源,在此过程中伴随着大量建筑垃圾产生。建筑垃圾带来许多问题,如占用土地、污染环境等,而处理这类固体废弃物需要消耗大量人... 详细信息

随着社会的持续发展以及人口的不断增加。汽车工业、交通运输业和建筑行业不断推进的同时消耗着大量的自然资源,在此过程中伴随着大量建筑垃圾产生。建筑垃圾带来许多问题,如占用土地、污染环境等,而处理这类固体废弃物需要消耗大量人力物力,如何减少这类危害已成为社会发展中不容忽视的问题。本文开展单调直剪试验、大型循环剪切试验、循环后剪切试验与数值模拟,并将实验结果与数值模拟结果进行对比分析。具体研究结果如下:(一)通过直剪试验与筛分实验,测定建筑垃圾混合土力学性能。结果表明:建筑垃圾混合土最佳含水率在9.5%左右,最大干密度约为1.92g/m。建筑垃圾中大颗粒较多而细颗粒较少,砂土的加入可以增加土样细颗粒比例,改善建筑垃圾土的级配。(二)建筑垃圾土在单调直剪试验与循环后单调直剪试验中均会发生明显的剪切软化,且土样在经过循环剪切后界面抗剪强度与残余强度均大于同等法向应力条件下的单调直剪试验的结果;土样在单调直剪过程中先剪胀后剪缩,而在循环后单调直剪试验中则发生明显的剪胀;在循环剪切过程中土样在两个方向上均会发生不同程度的剪切硬化,且随着法向应力与剪切幅值的增大其最大剪应力也不断增加,在循环剪切过程中土体整体会随着剪切过程而发生一定程度的剪缩;循环后的建筑垃圾加筋土试样抗剪强度明显增大,粘聚力与摩擦角都有所增加。(三)对建筑垃圾土单调直剪试验、循环剪切试验与循环后剪切试验用PLAXIS软件进行模拟。模拟的曲线结果并没有发生剪切硬化,曲线在到达峰值点后发展较为平缓,残余剪应力比实际曲线更大,但拐点处峰值剪应力小于实际结果。且法向应力越大,模拟曲线峰值点与实际曲线峰值点越接近;土样整体呈明显的剪胀,且相同的剪切路径条件下到达曲线拐点所需的剪切位移比实际结果所需的剪切位移更小。经过循环剪切后的土体粘聚力与摩擦角相比单调直剪试验均有所增长,但与实际结果相比增加的幅度均大于实际结果。

关键词：建筑垃圾双向土工格栅单调直剪试验循环剪切试验 PLAXIS数值模拟

大豆、大豆-钢仓界面静动力特性直剪试验研究

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大豆、大豆-钢仓界面静动力特性直剪试验研究

作者：李腾龙河南工业大学

学位级别：硕士

粮食的安全储备不仅关系到军需民食,而且和国家安全和社会稳定紧密相连。粮仓作为储存粮食的功能性构筑物,是粮食储备安全的基本物质保障。粮仓内储粮、储粮与粮仓界面的力学特性是进行粮仓结构设计的关键参数。粮食在储存过程中不仅受... 详细信息

粮食的安全储备不仅关系到军需民食,而且和国家安全和社会稳定紧密相连。粮仓作为储存粮食的功能性构筑物,是粮食储备安全的基本物质保障。粮仓内储粮、储粮与粮仓界面的力学特性是进行粮仓结构设计的关键参数。粮食在储存过程中不仅受到静荷载的作用,还会受到地震、装卸料、振动等动荷载的作用,粮食和粮仓之间会发生相互作用,进而对其静动力学特性产生影响。大豆是我国重要的粮食作物之一,同时也是提取食用油的重要经济作物,本文选取储仓内大豆为研究对象,利用粮食动直剪仪进行了大豆、大豆-钢仓界面的静动力直剪试验,研究了不同影响因素对大豆、大豆-钢仓界面静力剪切特性和动力剪切特性的影响。具体内容如下:(1)利用粮食动直剪仪进行了大豆单调直剪试验,研究了不同竖向应力、孔隙率对大豆强度特性及体变特性的影响。结果表明:同一孔隙率下,竖向应力越小,抗剪强度越小,剪胀角越大,其剪胀现象越明显;同一竖向应力下,孔隙率越小,即试样越密实,抗剪强度和内摩擦角越大,剪胀性和剪胀角也越大。(2)开展了大豆循环直剪试验及循环后单调直剪试验,探讨了不同剪切幅值、竖向应力和孔隙率对循环剪切过程中大豆强度特性、体变特性、剪切刚度和阻尼比的影响,并对比分析了循环后单调直剪与单调直剪的试验结果。结果表明:不同影响因素下大豆剪切应力-剪切位移曲线均由内向外扩张趋势,发生剪切硬化现象,单个循环周次内伴随着剪缩和剪胀的交替,体变整体表现为剪缩;同一循环次数下,剪切刚度与阻尼比随剪切幅值的增大而增大,竖向应力的增大导致剪切刚度增大、阻尼比减小,剪切刚度和阻尼比随孔隙率减小而增大;经历过循环剪切后,同一孔隙率所得内摩擦角较单调直剪试验均有所增加。(3)进行了大豆-钢仓界面的单调直剪试验,对不同竖向应力和孔隙率下界面强度特性和体变特性进行了研究。结果表明:同一孔隙率作用下,竖向应力越大,抗剪强度越大,剪切应力-剪切位移曲线软化现象越不明显,剪缩性越大;同一竖向应力作用下,孔隙率越小,抗剪强度越大,剪切应力-剪切位移曲线软化现象越明显,摩擦系数越大,剪缩性越小。(4)通过大豆-钢仓界面的循环直剪试验和循环后单调直剪试验,研究了不同竖向应力和孔隙率对循环过程中界面强度特性和体变特性的影响,并将循环后单调直剪试验与单调直剪试验结果进行对比。结果表明:不同竖向应力和孔隙率下界面剪切应力-剪切位移曲线由外向内收缩,发生剪切软化现象,上部剪切盒内大豆整体表现为剪缩;经历过循环剪切,不同影响因素下界面抗剪强度较单调直剪均有所降低,剪缩性较单调直剪有所增强。

关键词：大豆大豆-钢仓界面单调直剪试验循环直剪试验

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纤维加筋生活垃圾焚烧底渣混合土性能研究

纤维加筋生活垃圾焚烧底渣混合土性能研究

作者：臧天宝湖北工业大学

学位级别：硕士

底渣是城市生活垃圾焚烧后的产物,无毒,稳定且具有一定活性;与黏土混合不仅可以提高黏土的力学性能,还可以实现底渣的资源化利用。本文以底渣混合黏土作为研究对象,为了提高这种新型混合填料抗剪强度,使其更好的应用在实际工程中,在底... 详细信息

底渣是城市生活垃圾焚烧后的产物,无毒,稳定且具有一定活性;与黏土混合不仅可以提高黏土的力学性能,还可以实现底渣的资源化利用。本文以底渣混合黏土作为研究对象,为了提高这种新型混合填料抗剪强度,使其更好的应用在实际工程中,在底渣混合土掺如适量纤维,在大量调研的基础上对其进行了动静室内力学试验。具体研究如下:(1)通过大型三轴试验,研究聚丙烯纤维含量和长度对生活垃圾焚烧底渣混合黏土的力学性能影响。通过改变纤维的长度和含量,分析了聚丙烯纤维加筋底渣混合土在不同围压下的应力应变关系和强度特性。讨论了聚丙烯纤维增强底渣混合土的主要应力差和抗剪强度。利用强度变化规律分析了纤维在土体剪切过程中的补强机理。结果表明,与纯黏土和纯底渣混合土相比,聚丙烯纤维的加入使底渣混合土的强度和抗变形能力得到了显著提高。内摩擦角略有增加,而加筋土的黏聚力显著提高。当控制聚丙烯纤维的长度为2.5 cm,纤维含量为0.3%时,土体偏应力值变化最明显,强度最大,加筋效果最好。(2)对0.3%含量纤维-底渣-黏土进行了施加循环荷载前直剪试验、循环剪切试验和施加循环荷载后直剪试验,研究了不同竖向应力、不同剪切位移幅值、不同压实度对纤维加筋底渣混合土循环剪切特性及循环后单调直剪特性。试验结果发现:循环前直剪试验中剪切位移与剪应力曲线呈现弱硬化现象;施加循环荷载后的单调直剪试验,剪切位移与剪应力曲线则呈现明显软化现象。循环剪切试验过程中土样在不同竖向应力、不同剪切位移幅值下均出现了循环剪切硬化和剪缩现象;然而,随循环次数的增加,硬化程度和剪缩量逐渐减小。随压实度的增加,试样由明显的硬化型到软化型发展,压实度越大,沉降量越少,剪缩量越小。对比未施加循环荷载和施加循环荷载后试样的直剪试验结果发现:循环剪切后的土样抗剪强度明显增大,黏聚力和摩擦角都相应增加。聚丙烯纤维的加入可以与底渣混合土形成空间网络骨架,从而增加试样抵抗变形能力,提高试样的承载力,减小竖向沉降。

关键词：底渣底渣混合土纤维加筋三轴试验单调直剪试验循环剪切试验

渗透型高聚物与过江盾构隧道接缝混凝土界面特性

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岩土工程学报 2023年第S02期45卷 195-200页

作者：王钰轲李朕宇钟燕辉余翔张蓓冯大阔郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 重大设施监测修复技术国家地方联合工程实验室河南郑州450001 地下工程灾变防控省部共建协同创新中心河南郑州450001 中国建筑第七工程局有限公司河南郑州450001

接缝渗漏是运营期过江盾构隧道的主要病害之一,盾构隧道工程常用注浆材料在隧道渗漏处治中与接缝混凝土黏结性能较差,造成渗漏处治效果不理想。在现有注浆材料的基础上研发了新型渗透型高聚物,为进一步研究新型渗透型高聚物用于隧道接... 详细信息

接缝渗漏是运营期过江盾构隧道的主要病害之一,盾构隧道工程常用注浆材料在隧道渗漏处治中与接缝混凝土黏结性能较差,造成渗漏处治效果不理想。在现有注浆材料的基础上研发了新型渗透型高聚物,为进一步研究新型渗透型高聚物用于隧道接缝渗漏处治的适用性,考虑了界面潮湿度、法向荷载、界面粗糙度等因素,设计了渗透型高聚物–混凝土界面直剪试验,研究了界面潮湿度、法向荷载、界面粗糙度等因素对渗透型高聚物–混凝土界面黏结性能的影响,建立并验证了渗透型高聚物–混凝土界面抗剪强度理论模型。结果表明:渗透型高聚物–混凝土界面抗剪强度与法向应力、界面粗糙度呈正比,与隧道潮湿程度呈反比。各因素对渗透型高聚物–混凝土界面抗剪强度的影响从大到小的排序为法向应力>粗糙度>潮湿度。渗透型高聚物–混凝土界面抗剪强度线性回归理论模型服从残差正态分布,能够直观预测抗剪强度与各因素间的定量关系。渗透型高聚物–混凝土界面抗剪强度最高可达1.5 MPa,符合过江盾构隧道渗漏处治需求。

关键词：过江盾构隧道渗透型高聚物单调直剪试验抗剪强度线性回归分析