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力学学报 2018年第5期50卷 1041-1050页

作者：钱劲松陈康为张磊同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

粒料在摊铺后形成的颗粒定向排列将导致其力学性质的固有各向异性.依据粒料的实际不规则形状,构建了可模拟粒间咬合嵌挤作用的三维离散元复杂形状颗粒;生成了5种不同沉积方向的各向异性试件和1种各向同性试件,对比了各试件在三轴压缩试... 详细信息

粒料在摊铺后形成的颗粒定向排列将导致其力学性质的固有各向异性.依据粒料的实际不规则形状,构建了可模拟粒间咬合嵌挤作用的三维离散元复杂形状颗粒;生成了5种不同沉积方向的各向异性试件和1种各向同性试件,对比了各试件在三轴压缩试验中的宏观力学特性差异;引入组构张量以量化各向异性程度,利用玫瑰图表达接触法向与接触力的分布特征,探究了粒料各向异性的细观发展规律.结果表明:颗粒长轴愈趋向水平排布,峰值应力比愈大,剪缩与剪胀程度愈明显;相较于各向同性试件,沉积角θ为0?时,峰值应力比和最大体积压缩应变分别提高了12.6%和18.8%,其原因在于加载过程中颗粒旋转和滑动百分比更小,内部调整时间更短、更易被剪密;固有各向异性对颗粒法向接触力分布的影响不大,但显著影响接触法向分布特征;剪切过程中,θ为90?时的接触法向各向异性系数先快速减小后逐渐增大,而θ为0?到60?时则呈现出增大后稍有回落或趋于稳定的趋势,且θ愈小的试件各向异性系数增大愈快.

关键词：颗粒材料离散元三轴压缩固有各向异性组构

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新建路面芯样的固有各向异性研究

新建路面芯样的固有各向异性研究

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作者：吕慧杰武汉理工大学

学位级别：硕士

沥青混合料具有优良的路用性能,在路面建设中得到了广泛的应用。沥青混合料的真实力学性质是路面设计和实际路面结构响应分析的基础。在道路设计和路面结构响应分析中,一般以实验室拌合、实验室成型的试件的力学性能为依据,并且假设沥... 详细信息

沥青混合料具有优良的路用性能,在路面建设中得到了广泛的应用。沥青混合料的真实力学性质是路面设计和实际路面结构响应分析的基础。在道路设计和路面结构响应分析中,一般以实验室拌合、实验室成型的试件的力学性能为依据,并且假设沥青混合料为各向同性材料,这并不能真实地反映实际路面材料的性能。考虑各向异性的路面芯样力学性质研究能够为路面设计和路面结构响应分析提供坚实的基础。本文以麻竹高速大悟段新建路面下面层芯样为研究对象,对沥青混合料的基本黏弹性质和固有各向异性特征进行分析研究。首先,利用单轴压缩蠕变试验确定了路面芯样两个方向（压实方向和垂直于压实方向）的基本黏弹参数（蠕变柔量、松弛模量和动态模量）。本文在三种温度（5、20和35oC）下进行了单轴压缩蠕变试验,利用试验测得的应力应变数据计算得到了各温度下的蠕变柔量。基于线性黏弹性原理,利用蠕变柔量、松弛模量和动态模量三者之间的关系分别计算得到了各温度下的松弛模量和动态模量。然后通过运用时温等效原理绘制了蠕变柔量主曲线、松弛模量主曲线和动态模量主曲线,在广泛的时间域和频率域内表征路面芯样的蠕变性能、松弛性能和动态性能,该方法为路面芯样的基本黏弹性能分析提供了有效的途径。其次,利用数字图像处理技术对集料的表观特性和路面芯样的细观结构进行研究,其中利用AIMS系统对集料的球度、棱角性和表面纹理进行量化,利用数码相机和IPP软件对芯样的细观结构进行分析。研究表明,来源相同的集料的表观特性存在差异性;以均匀性系数和集料距离偏差率为指标能较好地评价沥青混合料的均匀性;粒径大的扁平状集料在压实过程中长轴方向容易向水平方向倾斜。然后,以各向异性度为指标量化了路面芯样力学性能的方向差异性,并分析了温度、加载时间和加载频率对各向异性度的影响。研究发现,各向异性度在高温时表现得较为显著,且随着加载时间的增加和加载频率的减小而变大;利用西格摩德模型绘制的各向异性度主曲线能够在广泛的时间域和频率域内表征各向异性度的变化规律。最后,基于灰色关联分析法分析了集料表观特征和细观结构参数对各向异性的影响,建立了细观结构参数和宏观各向异性程度之间的数学模型。研究表明,各粒径集料与沥青混合料各向异性度间的关联度不同,在分析时应分开考虑;大粒径的扁平状集料对各向异性的影响程度较大;单一因素对沥青混合料固有各向异性的影响规律并不明显,沥青混合料固有各向异性是各细观因素综合作用的结果。

关键词：沥青混合料路面芯样固有各向异性线性黏弹性细观结构

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纯应力主轴旋转下固有各向异性砂土力学特性

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长沙理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期21卷 1-10,20页

作者：刘超董彤孔亮王睢张亚君青岛理工大学理学院山东青岛266520 青岛理工大学土木工程学院山东青岛266520 军事科学院国防工程研究院北京100850 宁波工程学院建筑与交通工程学院浙江宁波315211

【目的】进一步揭示固有各向异性和偏应力q对砂土力学特性的影响,深化对土应力方向依赖性的认识。【方法】利用新型制样装置制备具有固有各向异性的砂土空心圆柱试样,结合空心圆柱扭剪仪,开展一系列不同沉积面倾角a3和q条件下的不排水... 详细信息

【目的】进一步揭示固有各向异性和偏应力q对砂土力学特性的影响,深化对土应力方向依赖性的认识。【方法】利用新型制样装置制备具有固有各向异性的砂土空心圆柱试样,结合空心圆柱扭剪仪,开展一系列不同沉积面倾角a3和q条件下的不排水纯应力主轴旋转试验。【结果】在纯应力主轴旋转条件下,砂土临界周数随着a3和q的改变而改变,其数值最大可相差9倍;孔压前期累积速率也与a3和q有关,但中期稳定后的孔压数值受两者的影响较小;随着a3和q增大,剪应变累积速度加快,滞回圈面积及倾角也会发生变化。【结论】砂土的应变发展规律、孔压变化、剪应力-剪应变关系等动力学特性均与固有各向异性和q密切相关,且q的改变也会引起固有各向异性与动力学特性之间关系的变化。

关键词：土力学砂土固有各向异性纯应力主轴旋转应变分量孔压剪应力-剪应变关系

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考虑土体固有各向异性的三轴和直剪试验的研究

考虑土体固有各向异性的三轴和直剪试验的研究

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第19届全国结构工程学术会议

作者：梁令枝广州市建筑工程职业学校

本文对广州某基坑工程的粘土进行三轴剪切试验和直剪试验,研究强度参数与不同取土方向的相互关系,试验表明,竖直方向取土的试样的抗剪强度最大,水平向的最小,而倾斜向的居中。

关键词：固有各向异性三轴试验直剪试验对比研究

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利用弯曲元测量上海原状软黏土各向异性剪切模量的试验研究

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岩土工程学报 2013年第1期35卷 150-156页

作者：吴宏伟李青刘国彬香港科技大学土木及环境工程系同济大学地下建筑及工程系

在许多发达国家例如英国,土体的小应变特性已被广泛应用于预测地下建筑物施工引起的地表变形。尽管上海的城市地下基础、基坑与隧道开挖日益增多,但是关于上海原状软黏土小应变剪切模量的研究几近空白。利用装有霍尔局部应变传感器与弯... 详细信息

在许多发达国家例如英国,土体的小应变特性已被广泛应用于预测地下建筑物施工引起的地表变形。尽管上海的城市地下基础、基坑与隧道开挖日益增多,但是关于上海原状软黏土小应变剪切模量的研究几近空白。利用装有霍尔局部应变传感器与弯曲元测试系统的三轴仪对上海软黏土剪切刚度的固有各向异性进行了研究。在等向应力状态下对方形原状上海软黏土试样进行了两组试验。试验结果表明:较之传统的初达波法和峰-峰法,互相关法一定程度上提高了弯曲元试验中确定剪切波速的客观性。由于土体水平向层理结构与颗粒间胶结作用的影响,上海软黏土呈现出明显的各向异性,实测最大剪切刚度的固有各向异性比(G0(hh)/G0(hv))约为1.21。利用孔隙比函数F(e)=e-1.3能够很好的描述不同平面内最大剪切模量与土体应力状态的相互关系。

关键词：原状上海软黏土固有各向异性小应变弯曲元剪切模量

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