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基于南水模型的生物酶改良膨胀土应力–应变关系研究

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岩石力学与工程学报 2018年第4期37卷 1011-1019页

作者：文畅平王解军中南林业科技大学现代木结构工程材制造及应用技术湖南省工程实验室湖南长沙410018 中南林业科技大学土木工程学院湖南长沙410018

以生物酶改良膨胀土的双屈服面弹塑性本构关系为研究对象,提出基于生物酶掺量的修正南水模型。通过不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的三轴固结排水剪切试验,研究生物酶改良膨胀土的应力–应变关系特征,基于Duncan-Chang模型参数分... 详细信息

以生物酶改良膨胀土的双屈服面弹塑性本构关系为研究对象,提出基于生物酶掺量的修正南水模型。通过不同生物酶掺量条件下的重塑膨胀土样的三轴固结排水剪切试验,研究生物酶改良膨胀土的应力–应变关系特征,基于Duncan-Chang模型参数分析方法,分析生物酶掺量对南水模型中相关参数的影响规律。建立南水模型中相关参数与生物酶掺量的相关关系,且基于ε_1-ε_v关系的双曲线特征,对南水模型中的切线体积比u_t确定方法进行修正。修正南水模型中各参数物理意义明确,与南水模型中的参数确定方法一致。对比ε_1-ε_v和q-ε_s的试验曲线和修正南水模型理论计算曲线,修正南水模型可以较合理地描述不同生物酶掺量条件下改良膨胀土的弹塑性应力–应变关系特性,且能反映生物酶掺量对改良膨胀土的弹塑性应力–应变关系的影响。

关键词：土力学生物酶改良膨胀土应力–应变关系南水模型双屈服面弹塑性本构模型三轴试验

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碳酸盐岩应力-应变关系与微结构分析

岩石力学与工程学报 2008年第S1期27卷 2656-2660页

作者：罗强中南大学

碳酸盐岩微裂隙的存在、产生和发展对宏观力学性质有显著的影响,通过碳酸盐岩扫描电镜图像分析和进行三轴剪切试验,发现碳酸盐岩中白云岩、灰岩、白云质灰岩的应力–应变关系均可分为压密阶段、线弹性变形阶段、微裂隙的产生和稳态扩展... 详细信息

碳酸盐岩微裂隙的存在、产生和发展对宏观力学性质有显著的影响,通过碳酸盐岩扫描电镜图像分析和进行三轴剪切试验,发现碳酸盐岩中白云岩、灰岩、白云质灰岩的应力–应变关系均可分为压密阶段、线弹性变形阶段、微裂隙的产生和稳态扩展阶段以及断裂破坏阶段,与之对应的微裂隙表现为:原始微裂隙发生闭合,稳定持续存在形成线弹性变形,新的微裂隙在应力集中处产生、扩展并稳定发展以及微裂隙扩展强烈、发展成宏观裂隙最终导致岩块整体破裂。试验表明,受压状态下岩石裂隙是从孔隙的外围开始发育,逐渐扩展到孔隙,最后导致孔隙及岩体失稳。裂隙发育以张性的微裂隙起始,逐渐形成剪裂隙,并出现追踪剪裂隙的张裂隙,直至裂隙贯通。碳酸盐岩的初始微观裂隙主要的表现为张裂隙和剪裂隙,岩石破裂从先存的裂隙端部开始,原有裂隙的端部是加载后应力集中的地方,在岩石介质的晶粒边界的接触点或断层附近,应力高度集中导致裂纹密度增加,当压力达到或接近峰值压力时,由于裂纹的汇交与集中迅速失稳形成宏观断裂,随后就出现开裂和应变软化。

关键词：岩石力学碳酸盐岩三轴试验应力–应变关系微裂隙

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不同珊瑚骨料对珊瑚混凝土力学性能的影响

硅酸盐学报 2020年第11期48卷 1771-1780页

作者：苏晨麻海燕余红发岳承军张亚栋梅其泉沙海洋刘婷南京航空航天大学土木与机场工程系南京211106 江苏省机场基础设施安全工程研究中心南京211106 东南大学土木工程学院南京211189

研究了经冲刷的鹿角状珊瑚、轻质珊瑚礁和重质珊瑚礁作为粗骨料对珊瑚混凝土力学性能的影响。结果表明:鹿角状骨料对珊瑚混凝土立方体和棱柱体抗压强度的提高作用最显著,其次是重质珊瑚礁骨料,最后是轻质珊瑚礁骨料;珊瑚混凝土90d与28d... 详细信息

研究了经冲刷的鹿角状珊瑚、轻质珊瑚礁和重质珊瑚礁作为粗骨料对珊瑚混凝土力学性能的影响。结果表明:鹿角状骨料对珊瑚混凝土立方体和棱柱体抗压强度的提高作用最显著,其次是重质珊瑚礁骨料,最后是轻质珊瑚礁骨料;珊瑚混凝土90d与28d立方体抗压强度具有正相关性,棱柱体抗压强度随立方体抗压强度增大而线性增大,与骨料种类无关;珊瑚混凝土棱柱体峰值应变随峰值应力增大而对数增大,应力–应变曲线方程以及棱柱体的受压破坏形态都不受珊瑚骨料种类的影响。

关键词：珊瑚混凝土珊瑚骨料强度破坏形态应力–应变关系

考虑固体颗粒压缩变形的城市固体废弃物本构模型

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岩石力学与工程学报 2015年第S2期34卷 4360-4365页

作者：冯世进邓英军同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

目前,土体本构模型被广泛应用于有关垃圾填埋场的数值分析中,虽然城市固体废弃物的一些性质与土体相似,但城市固体废弃物的一些特有性质(如含有大量可压缩固体颗粒)是现有土体本构模型不能反映的。提出一个能够反映城市固体废弃物力学... 详细信息

目前,土体本构模型被广泛应用于有关垃圾填埋场的数值分析中,虽然城市固体废弃物的一些性质与土体相似,但城市固体废弃物的一些特有性质(如含有大量可压缩固体颗粒)是现有土体本构模型不能反映的。提出一个能够反映城市固体废弃物力学行为的本构模型,以应用于数值分析,更好地为垃圾填埋场的运营服务。在修正剑桥模型的基础上,通过考虑城市固体废弃物中的部分固体颗粒的可压缩性,建立城市固体废弃物的本构模型。模型将城市固体废弃物分为2部分:一部分包括颗粒不可压缩的固体废弃物与孔隙,另一部分为颗粒可压缩的固体废弃物。不可压缩的固体成份与孔隙组成的部分假设为弹塑性变形;颗粒可压缩的固体废弃物变形较大且不可恢复,假设为塑性变形。该模型建立在修正剑桥模型基础上,各参数具有明确的物理意义,通过将模型的数值计算结果与室内三轴排水试验结果进行比较,发现模型可以更好地反映城市固体废弃物的应力–应变特征,初步验证了模型的合理性和准确性。

关键词：土力学修正剑桥模型城市固体废弃物本构模型应力–应变关系三轴排水试验

冻融及细粒含量对粗粒土力学性质影响的试验研究

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岩土工程学报 2015年第4期37卷 608-614页

作者：卜建清王天亮石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043

以粗粒土填料在冻土地区铁路路基中的应用和推广为研究背景,针对冻融作用及细粒含量对粗粒土填筑路基稳定性的影响,通过室内三轴试验深入研究和分析了冻融次数、细粒含量以及围压对粗粒土试样强度特性的影响规律。研究结果表明,随着细... 详细信息

以粗粒土填料在冻土地区铁路路基中的应用和推广为研究背景,针对冻融作用及细粒含量对粗粒土填筑路基稳定性的影响,通过室内三轴试验深入研究和分析了冻融次数、细粒含量以及围压对粗粒土试样强度特性的影响规律。研究结果表明,随着细粒含量的增加,粗粒土的应力应变曲线由冻融前的应变软化现象过渡到冻融后的应变硬化现象;同时,随着细粒含量的增加,未经历冻融时,细粒土的黏结性有效地提高了粗粒土的剪切强度,而经历冻融后,细粒土的冻胀性反而削弱了粗粒土的剪切强度;粗粒土的剪切强度和抗剪强度指标随冻融次数的增加而减小并在经历6次冻融后达到稳定状态;围压的"围箍"作用有效地提高了粗粒土的抗剪强度;通过讨论和分析,建议冻土区铁路路基粗粒土填料的合理细粒含量为5%,并将粗粒土填料经历6次冻融后的力学指标作为工程设计值。

关键词：粗粒土冻融循环细粒含量应力–应变关系抗剪强度指标

温度和掺砾量对冻结掺砾黏土单轴压缩特性影响的试验研究

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岩石力学与工程学报 2019年第11期38卷 2357-2364页

作者：张勇敢鲁洋刘斯宏杨蒙河海大学水利水电学院

为探究冻结掺砾黏土的单轴压缩特性,开展不同温度、不同掺砾量条件下冻结掺砾黏土的单轴压缩试验。试验结果表明:温度和掺砾量对冻结掺砾黏土应力–应变关系、单轴抗压强度、破坏应变和弹性模量影响显著,单轴加载条件下试样均表现为脆... 详细信息

为探究冻结掺砾黏土的单轴压缩特性,开展不同温度、不同掺砾量条件下冻结掺砾黏土的单轴压缩试验。试验结果表明:温度和掺砾量对冻结掺砾黏土应力–应变关系、单轴抗压强度、破坏应变和弹性模量影响显著,单轴加载条件下试样均表现为脆性破坏,且掺砾量越小,脆性破坏特征越显著。冻结掺砾黏土的单轴抗压强度随温度的降低而增大,随掺砾量的增加而减小,其变化幅度与试样内部黏土–砾石基质的空间结构分布紧密相关;破坏应变随掺砾量的增加而减小,随温度的变化其规律并非一致,而是显著依赖于掺砾量的大小;弹性模量呈现出随温度的降低而近似线性增大、随掺砾量的增加先增大后减小的变化趋势,且存在一个与温度相关的临界掺砾量。

关键词：土力学冻结掺砾黏土温度掺砾量应力–应变关系单轴抗压强度破坏应变弹性模量

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基于对数骨架曲线的时域本构及其应用

岩土工程学报 2020年第8期42卷 1491-1498页

作者：董青苏杰周正华李小军南京工业大学交通运输工程学院江苏南京210009 北京工业大学建筑工程学院北京100124

土层非线性地震反应分析的等效线性化方法会严重降低某一中频段增大相应的高、低频段的地震动非线性效应,且土体的塑性变形影响无法体现,尤其软弱土层、薄覆盖层场地地震反应分析结果与实际观测不符。从一维土层场地时域非线性地震反应... 详细信息

土层非线性地震反应分析的等效线性化方法会严重降低某一中频段增大相应的高、低频段的地震动非线性效应,且土体的塑性变形影响无法体现,尤其软弱土层、薄覆盖层场地地震反应分析结果与实际观测不符。从一维土层场地时域非线性地震反应分析出发,提出一种基于G/G 0,λ-γ试验曲线确定的对数骨架曲线的函数表达式,其特点是渐近线上升较缓慢。基于Mashing准则,以加卸载转折点应力应变为参考应力应变点建立了对数动骨架曲线本构函数表达式。在此基础上,提出了基于对数动骨架曲线土体本构的交叠差分格式一维土层时域非线性地震反应分析方法,并以Microsoft Visual C++6.0为开发平台,自行编制了一维土层地震反应分析程序Soilresp1D,开展了于软弱土层、薄覆盖层场地和场地影响台阵场地的时域非线性地震反应计算分析。与基于双曲动骨架曲线本构的时域分析结果、等效线性化分析结果以及实际地震动观测记录对比,展现了提出的对数动骨架曲线本构的可行性及合理性。同时,对比结果表明,基于对数动骨架曲线本构的土层时域非线性地震反应分析方法适用于不同类型场地的地震反应分析,且尤其表现为对数动骨架曲线本构滞回圈较宽、阻尼比退化系数较大,更好地体现了实际土体的非线性和塑性特性。

关键词：对数骨架曲线动骨架本构时域非线性阻尼比退化系数应力–应变关系

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PVC土工膜双向拉伸试样优化研究

岩土工程学报 2016年第S1期38卷 62-68页

作者：周天娥束一鸣吴海民张宪雷刘云锋郝雪航河海大学水利水电学院江苏南京210098 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098

目前PVC土工膜双向拉伸力学特性试验研究主要采用普通十字型试样,其四肢为矩形,夹角处采用圆弧过渡,试样破坏时,中心区域可测得的最大真应变约为30%,远小于PVC土工膜在双向拉伸条件下能够达到的最大应变。为了获得更加完整的PVC土工膜... 详细信息

目前PVC土工膜双向拉伸力学特性试验研究主要采用普通十字型试样,其四肢为矩形,夹角处采用圆弧过渡,试样破坏时,中心区域可测得的最大真应变约为30%,远小于PVC土工膜在双向拉伸条件下能够达到的最大应变。为了获得更加完整的PVC土工膜双向拉伸应力–应变曲线,在原普通十字型双向拉伸试样的基础上,通过数值分析和试验验证相结合的方法对试样形状及尺寸进行了进一步优化,确定了加固哑铃型试样型式,并通过细部优化得到了该试样的具体尺寸参数;试验验证表明,该试样具有应力传递效果好、应力集中程度低、中心区(薄圆)应力值大且分布均匀的特点,试样破坏时测得中心区最大真应变达到100.4%,能够满足PVC土工膜双向拉伸力学特性试验研究的要求。

关键词： PVC土工膜双向拉伸试验力学特性应力–应变关系试样优化

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植物根系对土体加筋效应研究

岩石力学与工程学报 2012年第A1期31卷 3216-3223页

作者：余芹芹乔娜卢海静胡夏嵩李国荣朱海丽青海大学地质工程系青海西宁810016 中国科学院青海盐湖研究所青海西宁810008

以自建的西宁盆地周边试验区为例,通过对寒旱环境4种类型试样即素土、草本–土复合体、灌木–土复合体、灌木–草本–土复合体试样分别进行三轴压缩试验,对比分析这4种试样的强度及其相应的应力–应变特征,评价试验区植物根系对边坡土... 详细信息

以自建的西宁盆地周边试验区为例,通过对寒旱环境4种类型试样即素土、草本–土复合体、灌木–土复合体、灌木–草本–土复合体试样分别进行三轴压缩试验,对比分析这4种试样的强度及其相应的应力–应变特征,评价试验区植物根系对边坡土体的加筋效应及其固土护坡贡献。结果表明:(1)在围压20,30和40 kPa作用下,根–土复合体和素土的主应力差随着轴向应变的增大而呈增大趋势,且最终趋于稳定值,曲线形态基本属于应变硬化型。在荷载作用的初始阶段,根–土复合体的抗剪能力较素土增长快;(2)在3级围压作用下,根–土复合体试样的剪切峰值均大于素土,且4种试样的剪切峰值具有一致性的变化规律,即柠条锦鸡儿根–芨芨草根–土复合体>芨芨草根–土复合体>柠条锦鸡儿根–土复合体>素土;(3)根–土复合体较素土的黏聚力c值增长率依次为94.1%,66.6%,39.2%,且柠条锦鸡儿根–芨芨草根–土复合体的黏聚力较芨芨草根–土复合体、柠条锦鸡儿根–土复合体的黏聚力增长率分别为16.5%,39.4%。该变化规律反映试验区植物根系对边坡土体具有显著的加筋作用,同时也说明草本与灌木植物组合种植的形式对试验区土体的加筋效果较单一种植草本或灌木植物显著。研究成果为试验区和相似地区,开展边坡浅层滑坡、水土流失等地质灾害的防治提供理论依据。

关键词：土力学寒旱环境加筋作用根–土复合体应力–应变关系黏聚力