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环剪仪在超固结土残余强度分析中的应用

防灾减灾工程学报 2013年第5期33卷 556-560,572页

作者：尹占巧许成顺刘海强朱可睿北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124

环剪仪是研究大剪切位移下土的抗剪强度特性的理想设备。对北京工业大学新引进的DTA-138型环剪仪进行了系统的介绍，并利用该仪器对Ip=12的粉质粘土和Ip=36的粘土进行了试验研究。试验结果表明：该环剪仪测试精度高且具有良好的稳定性... 详细信息

环剪仪是研究大剪切位移下土的抗剪强度特性的理想设备。对北京工业大学新引进的DTA-138型环剪仪进行了系统的介绍，并利用该仪器对Ip=12的粉质粘土和Ip=36的粘土进行了试验研究。试验结果表明：该环剪仪测试精度高且具有良好的稳定性，能够保证试验结果的准确性；剪切速率在0．1～10°／min范围内时，对粉质粘土和粘土的峰值强度及残余强度郝没有显著影响；超固结比对粉质粘土的峰值强度和残余强度以及粘土的残余强度几乎没有影响，而粘土的峰值强度随着超固结比的增大有增大的趋势，且相同试验条件下粘土的残余强度显著低于粉质粘土的残余强度。

关键词：环剪仪环剪试验剪切速率超固结比残余强度

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环剪仪测控系统设计与实现

实验室研究与探索 2013年第6期32卷 40-42页

作者：万琦张瑞鹏段清明吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林长春130026 吉林大学实验室与设备管理处吉林长春130026

环剪仪测控系统设计基于Windows视窗操作系统,设计部分主要包括控制系统、采集系统、上位机控制显示系统。控制系统通过数模转换电路完成,以实现环剪仪的电压控制功能;采集系统通过多路模数转换电路完成,以实现多通道数据存储及传输功能... 详细信息

环剪仪测控系统设计基于Windows视窗操作系统,设计部分主要包括控制系统、采集系统、上位机控制显示系统。控制系统通过数模转换电路完成,以实现环剪仪的电压控制功能;采集系统通过多路模数转换电路完成,以实现多通道数据存储及传输功能;上位机控制显示系统应用LabVIEW设计,可以实现数据波形实时显示。通过模拟实验可以验证,环剪仪测控系统能够输出由上位机设定并经数模转换的电压信号来控制环剪仪的工作,环剪仪的多个传感器采集的模拟信号经模数转换后可以传到上位机中储存并以波形形式实时显示。

关键词：环剪仪控制系统数据采集数模转换模数转换

微生物加固钙质砂强度演化过程的环剪试验研究

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土木与环境工程学报（中英文） 2022年第4期44卷 10-17页

作者：陈育民张书航丁绚晨张鑫磊河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室土木与交通学院南京210098 嘉兴市交通工程质量安全管理服务中心浙江嘉兴314000

为获得钙质砂试样在微生物加固过程中的强度特性,对环剪仪的剪切盒进行改造,实现在环剪仪上直接完成钙质砂试样的微生物固化过程。通过环剪试验研究加固时间对固化效果的影响,考虑环剪试验过程中竖向应力的影响并与未加固钙质砂试样进... 详细信息

为获得钙质砂试样在微生物加固过程中的强度特性,对环剪仪的剪切盒进行改造,实现在环剪仪上直接完成钙质砂试样的微生物固化过程。通过环剪试验研究加固时间对固化效果的影响,考虑环剪试验过程中竖向应力的影响并与未加固钙质砂试样进行对比分析。结果表明:在改造后的环剪仪上直接完成固化可以获得加固时间较短、强度相对较低的试样。随着加固时间的增加,试样的抗剪强度不断增大并逐渐达到稳定值,加固48 h后,试样的抗剪强度及残余强度分别达到未加固试样的1.8倍及1.6倍。与未加固试样相比,固化试样表现出明显的应变软化现象,这可能与碳酸钙胶结结构发生破坏有关。在较高竖向应力(75~125 kPa)条件下,固化试样与未加固试样均会表现出较明显的应变软化现象,但两者出现软化现象的原因不同。

关键词：微生物加固钙质砂环剪仪抗剪强度

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土与结构接触面力学特性环剪试验研究

岩土力学 2009年第11期30卷 3256-3260页

作者：杨有莲朱俊高余挺吴晓铭河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室南京210098 河海大学岩土工程科学研究所南京210098 成都勘测设计研究院成都610072 国电大渡河流域水电开发有限公司成都610016

利用环剪仪对不同的土与混凝土接触面的力学特性进行了研究。分别对有泥皮及没有泥皮的接触面情况进行试验,并对剪切面位于黏土内的情况进行了试验。结果表明,不同接触面的应力-应变特性差异很大,泥皮的存在明显改变了接触面的性状;对... 详细信息

利用环剪仪对不同的土与混凝土接触面的力学特性进行了研究。分别对有泥皮及没有泥皮的接触面情况进行试验,并对剪切面位于黏土内的情况进行了试验。结果表明,不同接触面的应力-应变特性差异很大,泥皮的存在明显改变了接触面的性状;对没有泥皮的情况,剪切破坏面可能发生在土体内部,也可能发生在土-混凝土接触界面;而有泥皮时,破坏面始终发生在泥皮内部。试验的各种接触界面中,破坏时平均剪应力与法向应力具有较好的线性关系,接触面强度可用摩尔-库仑准则较好地描述;当有泥皮存在时,摩擦角为没有泥皮时的63.4%。

关键词：环剪仪接触面泥皮应力应变关系摩擦强度摩擦角

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颗粒材料剪切流动状态转变的环剪试验研究

力学学报 2016年第5期48卷 1061-1072页

作者：季顺迎孙珊珊陈晓东大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116023

颗粒材料的剪切流动行为广泛地存在于滑坡、泥石流等自然灾害以及矿物原料传输、泵送等工业过程中.颗粒材料在不同体积分数、剪切速率和应力约束下会表现出不同的流动状态并发生相互转化.对颗粒材料在剪切流动过程中力学特性的研究有助... 详细信息

颗粒材料的剪切流动行为广泛地存在于滑坡、泥石流等自然灾害以及矿物原料传输、泵送等工业过程中.颗粒材料在不同体积分数、剪切速率和应力约束下会表现出不同的流动状态并发生相互转化.对颗粒材料在剪切流动过程中力学特性的研究有助于加深理解其发生不同流动状态的内在机理,为解决相应的颗粒材料问题提供理论依据.为此,本文研制了颗粒材料剪切流动的中型环剪仪,并对颗粒材料在不同法向约束应力和剪切速率下的剪切应力和体积膨胀率进行了测试.结果表明,剪切应力和体积膨胀率均随剪切速率的增大而增大,但增长速率在临界剪切速率处发生转变,使其随剪切速率的平方呈分段式线性增长.通过对颗粒材料在不同剪切速率和惯性数下有效摩擦系数变化趋势的分析,讨论了颗粒材料由慢速流向快速流转化的基本规律,以及在临界剪切速率处发生流动状态转化的内在条件.此外,通过对不同法向应力下临界剪切速率以及快速流动下运动规律的测试,发现临界剪切速率随法向应力的增加而减小,即法向应力可促进颗粒材料由慢速流向快速流的转化,但在快速流动状态下的有效摩擦系数对法向应力不敏感.以上对颗粒材料在不同剪切速率、法向应力下流动状态的环剪试验研究有助于揭示其发生不同流动状态转化的内在机理.

关键词：颗粒材料环剪仪临界剪切速率剪切流动流动状态转化

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洛川Q_2黄土残余强度影响因素试验研究

岩土工程学报 2017年第S1期39卷 6-11页

作者：胡再强林山李宏儒张龙西安理工大学陕西西安710048

自然界存在许多天然黄土边坡,当它们发生滑动时,发现这些滑坡的滑动面上的平均剪应力,比它们的抗剪强度小得多,发生上述现象的一个重要因素就是土的残余强度问题,因此研究黄土的残余强度具有深刻意义。试验结果表明:环剪仪是目前测量土... 详细信息

自然界存在许多天然黄土边坡,当它们发生滑动时,发现这些滑坡的滑动面上的平均剪应力,比它们的抗剪强度小得多,发生上述现象的一个重要因素就是土的残余强度问题,因此研究黄土的残余强度具有深刻意义。试验结果表明:环剪仪是目前测量土残余强度最符合实际的仪器,单级剪切是作为测量土残余强度的首选剪切方式;洛川Q_2黄土的初始结构对其残余强度几乎无影响;洛川Q_2重塑黄土的残余强度参数c_r、φ_r随着初始含水率的增大而减小;洛川Q_2重塑黄土的残余强度参数cr、φr随干密度的增大而增大;洛川Q_2重塑黄土的残余黏聚力cr随着剪切速率的增大而减小,残余内摩擦角φ_r随着剪切速率的增大呈先增大后减小的趋势。

关键词：洛川黄土环剪仪残余强度

昔格达组粉砂岩与结构接触面力学特性试验研究

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工程地质学报 2013年第5期21卷 702-708页

作者：安少鹏韦立德刘文连张晓玲中国科学院武汉岩土力学研究所武汉430071 中国有色金属工业昆明勘察设计研究院昆明650051

以攀枝花钢铁集团西昌钒钛资源综合利用项目建设中典型的昔格达组中风化粉砂岩为对象,进行了重塑土与混凝土压密,原状土与混凝土浇筑两种不同方式形成接触关系的环剪试验。对两种工况接触面下,剪切应力-剪切位移、竖向应变-剪切位移和... 详细信息

以攀枝花钢铁集团西昌钒钛资源综合利用项目建设中典型的昔格达组中风化粉砂岩为对象,进行了重塑土与混凝土压密,原状土与混凝土浇筑两种不同方式形成接触关系的环剪试验。对两种工况接触面下,剪切应力-剪切位移、竖向应变-剪切位移和抗剪强度特性分析表明:接触面剪切变形引起法向变形,随着法向应力的增加剪切引起的法向变形增大,在法向应力在400kPa时,最大法向应变高达6.8%;接触面采用浇筑形式形成时,接触面上的土体由于水泥浆的渗入形成强度较高的一个薄层土带,此时接触面破坏发生在土体内部;当接触面采用压密形成时,摩擦角与土体的内摩擦角接近,而接触面的黏聚力近似可以忽略。

关键词：粉砂岩压密浇筑接触面环剪仪

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异质土体间大剪切力学特性环剪试验研究

异质土体间大剪切力学特性环剪试验研究

作者：岳玉秋青岛理工大学

学位级别：硕士

近几年来,随着经济的高速发展以及人类社会和工程建设的需求,在我国发生了大量独具发生机理和运动特征的滑坡灾害现象。这些滑坡的发生过程实际上是其滑坡体沿滑动面在一定的滑动路径上发生较大位移的滑动剪切过程,在这一剪切破坏的过程... 详细信息

近几年来,随着经济的高速发展以及人类社会和工程建设的需求,在我国发生了大量独具发生机理和运动特征的滑坡灾害现象。这些滑坡的发生过程实际上是其滑坡体沿滑动面在一定的滑动路径上发生较大位移的滑动剪切过程,在这一剪切破坏的过程中,在不同沿途介质间的界面剪切效应会改变原有岩土体的物理及力学性质。虽然国内外众多的研究者和机构对滑坡灾害进行了一系列的详细研究,但是对不同岩土体介质间的大剪切力学性质的研究尚不够深入。因此,有必要采取一定的技术手段,针对该类异质土大剪切力学性质进行详细的试验研究。室内土工试验是研究土体剪切力学性质最有效的试验方法之一,但因常规直剪仪和三轴压缩仪受其结构和构造的限制无法满足土的较大位移剪切的试验条件。由于环剪仪具有独特的环形剪切设计,且试样在剪切过程中其剪切面面积可以保持不变和试样可在连续的位移条件下进行剪切等特点,因而能够满足在大剪切位移条件下对土体力学性质研究的要求和条件。环剪仪所具有的独特的设计构造和试验功能,使其成为一种专门适用于土体在大剪切位移条件下力学性质研究的土工试验设备。随着科技的进步和发展,环剪仪逐渐应用于土的应变软化、土的残余抗剪强度、土与结构物接触界面间力学特性以及地质灾害成因分析等多种研究领域。本文借鉴了国内外关于不同土体间大剪切力学性质的研究经验和成果,并参考了大量文献,收集各种相关资料。利用吉林大学的大型高速环剪仪,针对大连滨海粉质黏土、标准砂和由这两种土组成的异质土分别进行了一系列的环剪试验研究。本文具体完成的工作如下:(1)本文首先查阅了国内外关于滑坡灾害的研究成果,分析了实际滑坡的发生和运动机理,提出了本项研究的现实意义。(2)详细研究了关于残余强度的三种室内测定方法,阐述了直剪仪、三轴压缩仪及环剪仪的结构原理和适用条件。(3)详细介绍了本次试验所选用的试验仪器—大型高速环剪仪。采用该大型高速环剪仪在不同法向应力和剪切速度条件下分别对大连滨海粉质黏土和标准砂这两种单一土样的峰值强度、残余强度和应变软化特性分别进行了详细的试验研究。然后将大连滨海粉质黏土和标准砂按照一定的方法制成异质土样,对该异质土样的大剪切力学特性进行环剪试验研究。(4)通过多组试验得出了不同法向应力和剪切速度条件下大连滨海粉质黏土和标准砂这两种单一土的剪切位移-剪切应力关系曲线,同时对每组粉质黏土的峰值抗剪强度与法向应力的关系进行拟合,并对以上试验结果的形成机理进行了分析。(5)基于两种单一土样的环剪试验结果,对由两种单一土组成的异质土进行了详细的环剪试验研究,并对滨海粉质黏土、标准砂和异质土三种试样的剪切力学性质进行对比分析,得出异质土样抗剪强度指标的变化规律。本文采用的研究方法和取得的研究成果可为今后对异质土的剪切力学性质研究提供一定的理论依据和参考价值。

关键词：异质土应变软化剪切带环剪仪峰值强度残余强度

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NJ—1型扭剪三轴仪的研制

水电与抽水蓄能 1990年第2期 30-37页

作者：侯恩锽刘厚生周坚能源部南京自动化研究所

NJ—1型扭剪三轴仪是一种特殊土工试验仪器,该仪器用于研究土体中主应力轴方向转动时,土的抗剪强度,孔隙水压力和应力应变关系的影响。本文叙述了仪器基本原理、指标功能、特点,有关试验和仪器评价。

关键词：三轴仪土体应力路径试验扭剪试验主应力轴垂直荷重扭剪仪环剪仪加荷装置排水剪反压力数码盘最大主应力仪器压力室 NJ