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室内大型直剪实验在钙质砂地层的应用

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中国水运（下半月） 2015年第4期15卷 294-295页

作者：霍珍生范建华汪正金吉林大学建设工程学院吉林长春130026 海军工程设计研究院北京102202

为了研究不同工况条件下钙质砂的抗剪特性,采用室内大型直剪仪对海南某礁的钙质砂试样进行室内大型直剪实验。实验结果表明,正应力、含砾率对钙质砂的抗剪特性影响较大,特别是含砾率对内聚力影响较大;在剪切过程中试样出现明显的剪胀现象。

关键词：钙质砂大型直剪实验力学特性

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根系形态对土体强度影响的大直剪实验研究

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长江科学院院报 2023年

作者：陈婧逸陈晓清宋东日吕明蒋豪中国科学院大学中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地灾害与地表过程重点实验室

根系形态显著影响根土复合体强度，然而现有研究局限于草本根系根土复合体和室内常规直剪实验。为探究多年生灌木根系形态及空间分布对固土效果的影响，本研究采用大型直剪实验装置（直径400mm），对原状根土复合体进行了剪切实验。实... 详细信息

根系形态显著影响根土复合体强度，然而现有研究局限于草本根系根土复合体和室内常规直剪实验。为探究多年生灌木根系形态及空间分布对固土效果的影响，本研究采用大型直剪实验装置（直径400mm），对原状根土复合体进行了剪切实验。实验中测量了根系形态参数（根面积比RAR、根长密度、根体积密度和根表面积密度）、根土复合体抗剪强度和剪胀特性，探讨了根系沿深度的分布特征、根土复合体剪胀性以及根系形态参数与根土复合体抗剪强度的相关关系。结果表明，根系加剧了根土复合体的剪胀；在4个根系形态参数中，剪切带上的RAR和根表面积密度与根系对剪切强度的贡献之间相关性较好；Wu模型能反映根系固土的本质，却存在强度被高估或低估的问题。

关键词：根系形态根土复合体抗剪强度剪胀大型直剪实验

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土石混合体直剪特性及颗粒破碎特征研究

土石混合体直剪特性及颗粒破碎特征研究

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作者：雪青华中国矿业大学

学位级别：硕士

由于我国地域辽阔、地质条件复杂,自然形成的或者人工回填的的土石混合体边坡随着可见,土石混合体边坡在自然环境下或者人为影响下发生滑坡、泥石流等灾害,给国家经济发展和人民的生命财产安全带来严重影响。因此,开展土石混合体稳定性... 详细信息

由于我国地域辽阔、地质条件复杂,自然形成的或者人工回填的的土石混合体边坡随着可见,土石混合体边坡在自然环境下或者人为影响下发生滑坡、泥石流等灾害,给国家经济发展和人民的生命财产安全带来严重影响。因此,开展土石混合体稳定性研究具有重要的理论价值和工程实际意义。本文利用室内物理实验和离散元软件PFC2D对徐州地区的土石混合体材料进行研究,得到法向压力、含石量、块石形状及最大块石粒径对徐州地区土样的剪切特性及颗粒破碎特征影响,以期为土石混合体边坡稳定性分析提供重要参考。研究成果如下:（1）首先,通过室内大型直剪试验和数值模拟试验得到了不同法向压力、不同含石量下土石混合体的剪切特性及颗粒破碎特征。结果表明:法向压力和含石量对土石混合体的剪应力与剪切位移曲线形态有重要影响;法向压力一定,含石量为50%时,土石混合体的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角取得最大值。与剪切前相比,剪切后试样中的小粒径颗粒含量增多,大粒径颗粒含量减少,中等粒径颗粒含量波动性变化;随着含石量的增大,颗粒破碎率逐渐增大,两者之间具有幂函数关系;随着法向压力的增大,颗粒破碎率逐渐增大,两者之间具有二次函数关系;在数值模拟中可以直接观察到颗粒的运动、破碎状态,因此根据颗粒的破碎特征和运动特征,得到直剪试验中法向压力、含石量对剪切带的影响规律。随着含石量的增大,剪切破碎带逐渐增大,剪切位移带逐渐减小;随着法向压力的增大,剪切破碎带逐渐减小,剪切位移带逐渐增大。（2）构建多尺度数值模型,研究块石形状、最大块石粒径对土石混合体剪切特性及颗粒破碎特征的影响。块石形状对土石混合体抗剪强度的影响不大;随着块石形状系数的增大,颗粒破碎率逐渐减小;当法向压力一定时,随着形状系数的增大,剪切破碎带的厚度逐渐减小;当法向压力一定时,块石形状系数从0.829减小到0.546时,土石混合体颗粒的剪切位移带逐渐增大,但当块石形状系数从0.546减小到0.437时,剪切位移带的厚度有所减小。随着最大块石粒径的增大,土石混合体的抗剪强度逐渐增大,颗粒的破碎率逐渐增大;最大块石粒径为70mm时,剪切面附近未出现明显的剪切破碎带,最大块石粒径为50mm、30mm时剪切面附近出现剪切破碎带,且相比较最大块石粒径为50mm,最大块石粒径为30mm时剪切破碎带较为显著;当法向压力一定时,最大块石粒径越大,剪切位移带厚度越大。该论文有图46幅,表18个,参考文献88篇。

关键词：土石混合体大型直剪实验数值模拟试验剪切特性颗粒破碎

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黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究

黄土地区沉井井壁与土的相互作用研究

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作者：赵齐乐西安建筑科技大学

学位级别：硕士

以西安市北三环C09标段YF’70与YF’71沉井基础为研究对象，通过工程地质勘察以查清该建设场地工程地质和水文地质条件，并通过对沉井的下沉全过程进行了实时监测，根据大量现场实测资料，结合改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混... 详细信息

以西安市北三环C09标段YF’70与YF’71沉井基础为研究对象，通过工程地质勘察以查清该建设场地工程地质和水文地质条件，并通过对沉井的下沉全过程进行了实时监测，根据大量现场实测资料，结合改进的大型直剪仪进行粘土自身、粘土与混凝土的不同含水率不同密度，共64个试样的剪切试验。结果得到了不同密度土体在不同含水率不同正应力下土与混凝土接触界面的剪切应力应变曲线。土与混凝土接触界面的抗剪强度随土体含水率的增大均呈下降趋势、随土体密度增大呈增大趋势。土与混凝土接触界面的抗剪强度、摩擦角、粘聚力等力学参数与土体含水率以及土体密度密切相关。并系统分析了沉井基础的下沉机理和下沉过程中的受力特性，得出了沉井下沉不同深度，经过不同土层时井壁侧摩阻力和刃脚端阻力的大小及分布规律，指出刃脚处所受的土压力为被动土压力，井壁所受的土压力为主动土压力或静止土压力。根据地基破坏理论，将与沉井同时移动的压实核作为基础的一部分，从位移、刃脚和土的物理力学性质等方面进行分析，指出沉井刃脚所受的被动土压力介于静止土压力与被动土压力极限值之间。由被动土压力折减系数，推导出被动土压力与侧摩阻力的计算公式。提出了下沉系数K和井壁侧摩阻力值σ的计算方法和经验公式，以及土压力系数k的取值范围。并在此基础上建立了下沉阻力的计算模型，给出了最大侧壁摩阻力f的计算公式和分布特征。

关键词：沉井基础下沉阻力侧摩阻力刃脚现场监测大型直剪实验

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土工格栅加筋土特性实验与抗震技术研究

土工格栅加筋土特性实验与抗震技术研究

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作者：黄培敏西南交通大学

学位级别：硕士

加筋土的应用历史悠久。随着加筋材料的发展,目前土工格栅已广泛应用于公路、铁路等行业的路基加固、软土地基处理等病害防治工程中,它最被强调的是其加筋作用。而在高地震烈度区地震力作用下,土工格栅的作用机理、加固效果性等的研究... 详细信息

加筋土的应用历史悠久。随着加筋材料的发展,目前土工格栅已广泛应用于公路、铁路等行业的路基加固、软土地基处理等病害防治工程中,它最被强调的是其加筋作用。而在高地震烈度区地震力作用下,土工格栅的作用机理、加固效果性等的研究甚少。本文通过加筋路堤震灾调查,土工格栅加筋土大型直剪、拉拔实验,振动台实验等研究,发现土工格栅具有隔震减震作用,对路堤工程是一种很好的抗震加固措施。都汶路汶川大地震典型路堤工点的震害调查是论文的基础工作,共调查了路堤工点10处,其中加筋路堤8处,未加路堤2处。震害调查表明:加筋路堤在地震中表现明显好于未加筋路堤。论文接着进行不同压实度下加筋与不加筋及加筋下不同剪切角度的直剪实验14组,不同压实度下拉拔实验4组,对土工格栅加筋土特性进行研究,主要结论:1)土工格栅加筋后,等效粘聚力大幅度变大,综合内摩擦角增大,表明土工格栅能有效增强工程的稳定性、整体性,从抗震角度看,起到很好的抗震措施作用;2)从不同角度的直剪结果可以看到,当剪切面与加筋土成45度时,加筋效果较差。而垂直放置时,不利于现场施工。可见,水平加筋既保证了加筋效果,又有利于现场施工。在基础理论方面,开展了层状土和加筋层状土两组振动台模型试验,发现加筋措施能明显减弱土层对地震波的放大效应。汶川大地震将很大程度地促进我国公路工程抗震技术的发展。论文最后通过对日、美、欧、新西兰等国及国内的常用抗震规范进行对比和比较,对国内外抗震设计规范的发展动向进行了总结,指出了我国现行《公路工程抗震设计规范》的差距,探讨了我国《公路工程抗震设计规范》修订的一些内容。

关键词：土工格栅大型直剪实验拉拔实验大型振动台实验隔震减震公路工程抗震设计

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