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NaCl溶液饱和膨胀土的压缩特性及其微观机制

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岩土力学 2019年第12期40卷 4759-4766页

作者：梁维云韦昌富颜荣涛杨德欢桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室

孔隙溶液浓度及组份改变会影响膨胀土颗粒间作用力,改变微观孔隙结构,从而影响土体的物理力学特性。为此,以宁明膨胀土为研究对象,采用不同浓度NaCl溶液制备泥浆预固结重塑样开展一维压缩试验和压汞试验,研究化学作用对重塑天然膨胀土... 详细信息

孔隙溶液浓度及组份改变会影响膨胀土颗粒间作用力,改变微观孔隙结构,从而影响土体的物理力学特性。为此,以宁明膨胀土为研究对象,采用不同浓度NaCl溶液制备泥浆预固结重塑样开展一维压缩试验和压汞试验,研究化学作用对重塑天然膨胀土的压缩性和微观孔隙结构的影响规律。结果表明:随着渗透吸力增加,颗粒间水化能力降低,物理化学力使土颗粒由分散状态转变为集聚体状态,形成了集聚体内孔和集聚体间孔,土体表现出双峰孔隙分布特征。预固结样(压力为20 kPa)的初始孔隙比随渗透吸力增加而减小,进而导致固结屈服应力增加;但是渗透吸力对压缩性影响不大,压缩指数和回弹指数基本不变。此外,利用固结系数计算了土体的渗透系数,随着竖向压力增加渗透系数降低;当竖向压力小于200 kPa时,随着渗透吸力增加,渗透系数先增加后减小,但是竖向压力超过200 kPa后,渗透系数变化不大。分析发现,渗透吸力增加导致大孔隙增加,渗透系数增加,但同时密实度增加会导致渗透系数降低,低竖向压力下渗透性受密实度和微观孔隙结构变化耦合作用控制。

关键词：膨胀土 NaCl溶液微观孔隙结构一维压缩试验

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黏性土中结合水测定及影响因素分析

地震工程学报 2023年第3期45卷 625-633页

作者：曾召田刘兆强莫红艳车东泽杨二静唐双慧桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

土中结合水是形成黏性土的物理、化学、力学等性质的重要因素。通过对一系列人工混合黏性土和2种天然红黏土进行比表面积测试和等温吸附试验,确定各类黏性土的比表面积和土中不同结合水类型及含量,在此基础上探讨黏性土中结合水与矿物... 详细信息

土中结合水是形成黏性土的物理、化学、力学等性质的重要因素。通过对一系列人工混合黏性土和2种天然红黏土进行比表面积测试和等温吸附试验,确定各类黏性土的比表面积和土中不同结合水类型及含量,在此基础上探讨黏性土中结合水与矿物成分、比表面积等影响因素之间的定量关系。研究结果表明:(1)黏性土的比表面积与黏土矿物含量线性正相关;(2)等温吸附法中,相对湿度RH=0.90和0.98分别为黏性土中强结合水、弱结合水、自由水的界限划分点;(3)相同矿物成分的混合黏性土吸附结合水含量随蒙脱土含量、比表面积的增加而递增,大致呈线性关系;(4)天然红黏土的吸附结合水含量与其矿物成分总量、比表面积具有正相关关系,黏土矿物含量是最根本的影响因素。

关键词：黏性土土中结合水矿物成分比表面积等温吸附法

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碳纳米管改性沥青混合料低温裂缝扩展分析

材料导报 2023年第20期37卷 92-98页

作者：栾利强文双寿余和德任俊颖桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

为研究碳纳米管对沥青混合料低温性能的影响,分别以不同碳纳米管掺量的改性沥青混合料为对象进行劈裂试验和小梁剪切疲劳试验,并通过Abaqus建立碳纳米管改性沥青混合料路面有限元模型,从应力强度因子、裂缝能量释放率、裂缝尖端位移等... 详细信息

为研究碳纳米管对沥青混合料低温性能的影响,分别以不同碳纳米管掺量的改性沥青混合料为对象进行劈裂试验和小梁剪切疲劳试验,并通过Abaqus建立碳纳米管改性沥青混合料路面有限元模型,从应力强度因子、裂缝能量释放率、裂缝尖端位移等方面对裂缝扩展行为进行分析。结果表明:(1)碳纳米管的加入能够提高沥青混合料的低温抗裂性能,特别是其早期抗裂能力;(2)碳纳米管的加入能够降低张拉型(Ⅰ型)裂纹扩展速度,促进剪切型(Ⅱ型)裂纹的扩展,但Ⅱ型裂纹所产生的剪切力远小于碳纳米管的抗拉裂强度,不足以使裂缝继续扩展,从整体上来说,加入碳纳米管能有效抑制沥青路面裂缝的扩展;(3)碳纳米管掺量越高,断裂释放能越大,碳纳米管在一定程度上能减弱或吸收沥青混合料外部能量,起到消能作用,限制裂缝尖端位移的变大,使得沥青混合料具有更好的低温抗裂性能。

关键词：道路工程碳纳米管低温抗裂性应力强度因子能量释放率 Abaqus有限元模型

基于能量平衡规律研究低层钢框架结构损伤分布机理

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应用基础与工程科学学报 2017年第2期25卷 332-346页

作者：包恩和曹邕生周月娥桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

针对低层钢框架损伤分布机理不明确,以钢框架的强柱系数、柱脚形式及首层剪重比为主要研究参量,建立16个典型低层钢框架模型;通过强震作用下的弹塑性时程分析,基于能量平衡原理研究低层钢框架楼层以及构件的损伤分布机理.研究结果表明:... 详细信息

针对低层钢框架损伤分布机理不明确,以钢框架的强柱系数、柱脚形式及首层剪重比为主要研究参量,建立16个典型低层钢框架模型;通过强震作用下的弹塑性时程分析,基于能量平衡原理研究低层钢框架楼层以及构件的损伤分布机理.研究结果表明:罕遇地震输入能量的80%以上靠钢框架构件塑性变形来吸收;低层钢框架首层变形集中,为防止首层破坏,柱脚刚接时强柱系数要求1.7以上,柱脚铰接时,建议强柱系数大于2.当强柱系数大于3时,各层层间位移分布基本均匀,然而刚接梁地震需求性能增大,在设计中对梁高的控制及梁柱节点连接的工艺要求较高.

关键词：低层钢框架强柱系数输入能量速度换算值累积塑性延性比

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亚甲基蓝法测试黏性土阳离子交换量的适用性

硅酸盐学报 2021年第10期49卷 2106-2114页

作者：王文梁维云韦昌富颜荣涛冯晓乔桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室武汉430071

阳离子交换量(CEC)是黏性土重要的物理化学指标,可以用来表征黏性土的物理力学性质,而亚甲基蓝吸附法能够快速测定黏性土的CEC。因此,采用亚甲基蓝吸附法(MB法)、氯化铵–氨水交换法(氨法)、氯化钡缓冲液法(钡法)3种方法对几种典型黏性... 详细信息

阳离子交换量(CEC)是黏性土重要的物理化学指标,可以用来表征黏性土的物理力学性质,而亚甲基蓝吸附法能够快速测定黏性土的CEC。因此,采用亚甲基蓝吸附法(MB法)、氯化铵–氨水交换法(氨法)、氯化钡缓冲液法(钡法)3种方法对几种典型黏性土的阳离子交换量进行了测试与对比,探究MB法的适用性。结果表明:氨法和钡法测试的结果较为一致,而MB法较氨法和钡法而言,在低CEC时测试结果偏低,高CEC时测试结果偏高。通过X射线衍射试验分析亚甲基蓝分子对黏性土的吸附行为,发现当CEC值较低时(小于40mmol/100g),亚甲基蓝分子在表面吸附;当CEC值较高时(大于40 mmol/100 g),亚甲基蓝分子大量被层间吸附。结合X射线衍射结果,利用晶层间距(d_(001))的变化对MB法的测试结果进行了修正。在低CEC时,采用经验关系修正了MB法的测试结果;在高CEC时,采用d_(001)进行了修正,取得了较好的结果。

关键词：阳离子交换量亚甲基蓝法黏性土 X射线衍射晶层间距

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饱和黏土平均粒间应力的确定方法

岩土力学 2019年第6期40卷 2075-2084页

作者：杨德欢颜荣涛韦昌富潘雪瑛张芹桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071

粒间作用力是控制土体强度和压缩特性的重要参量,但由于黏土中矿物颗粒与孔隙水间存在复杂的物理化学作用,其粒间应力及其变化规律一直无法确定。对泥浆重塑样在不同水化学条件下进行了一系列黏土一维侧限压缩试验,探讨不同浓度的NaCl... 详细信息

粒间作用力是控制土体强度和压缩特性的重要参量,但由于黏土中矿物颗粒与孔隙水间存在复杂的物理化学作用,其粒间应力及其变化规律一直无法确定。对泥浆重塑样在不同水化学条件下进行了一系列黏土一维侧限压缩试验,探讨不同浓度的NaCl溶液对饱和黏土压缩过程的影响,并确定土中粒间应力的大小及其变化规律。结果表明:同一级固结应力作用下,随替换溶液浓度的增加渗透固结变形量增大;对于相同浓度的孔隙溶液,固结应力越大,相应的渗透固结变形量越小。根据太沙基有效应力原理,提出了一种利用渗透固结变形来计算平均粒间应力的方法,在此基础上确立了粒间应力(或广义渗透压力)相对变化量与浓度和孔隙比之间的定量关系。该研究提供了一种简单有效的确定饱和黏土粒间应力的方法,为今后校正和验证多场耦合下土本构理论模型奠定基础。

关键词：黏土物理化学作用粒间应力渗透固结广义渗透压力

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不同生物胶作用下钨尾矿强度特性及机理

矿产综合利用 2023年

作者：周文涛秦宇超陆明立胡泽轩刘德龙李善梅桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室桂林理工大学土木与建筑工程学院

为研究不同生物聚合物对钨尾矿的无侧限抗压强度的影响，以桂林兴安某钨尾矿为研究对象，测试不同4种生物胶的不同浓度和养护温度作用下试件强度发展规律；同时，结合XRD和SEM分析不同实验条件下钨尾矿的微观特征，探明生物胶与钨尾矿... 详细信息

为研究不同生物聚合物对钨尾矿的无侧限抗压强度的影响，以桂林兴安某钨尾矿为研究对象，测试不同4种生物胶的不同浓度和养护温度作用下试件强度发展规律；同时，结合XRD和SEM分析不同实验条件下钨尾矿的微观特征，探明生物胶与钨尾矿作用的微观机理。实验结果表明，瓜尔胶和黄原胶对强度影响显著，而壳聚糖和琼脂作用较弱；不同生物胶改良钨尾矿的最佳养护温度：瓜尔胶和壳聚糖为90 ℃，黄原胶和琼脂为100 ℃；瓜尔胶（胶固比为1.5%）养护温度≥70 ℃以及黄原胶养护温度≥60 ℃时，试样强度均大于10MPa。符合建筑转MU10的要求。本研究为实现钨尾矿的再利用提供了理论依据。

关键词：钨尾矿生物聚合物无侧限抗压强度

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高温矿井巷道通风降温的界面热阻效应

应用基础与工程科学学报 2022年第3期30卷 673-683页

作者：周航张树光路平平辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541000

对粗糙围岩壁面与湍流核心区间的换热问题,提出了“界面热阻”的概念和确定方法,推导了水力光滑壁面法向等效传热模型.建立了围岩壁面的二维细观模型,利用非稳态数值计算验证了粗糙壁面等效传热模型的正确性,分析了换热过程中围岩表面... 详细信息

对粗糙围岩壁面与湍流核心区间的换热问题,提出了“界面热阻”的概念和确定方法,推导了水力光滑壁面法向等效传热模型.建立了围岩壁面的二维细观模型,利用非稳态数值计算验证了粗糙壁面等效传热模型的正确性,分析了换热过程中围岩表面峰谷及粘性底层的作用机理.研究结果表明,风流速度和壁面粗糙度与界面热阻的关联度较大,分别使其减幅72.47%和64.27%,在流-固界面不稳定换热过程中起着关键性作用,其次是巷道当量直径和围岩导热系数,面积接触率对其影响最小.

关键词：通风降温界面热阻流-固换热壁面粗糙度细观模拟非稳态数值计算热环境分析

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Pb污染对红黏土变形特性影响分析

信阳师范学院学报(自然科学版) 2022年

作者：肖桂元刘闯刘冲朱杰茹张达锦桂林理工大学土木与建筑工程学院桂林理工大学广西岩土力学与工程重点实验室

为探索重金属Pb侵入对红黏土变形特性的影响,以广西桂林红黏土为研究对象,对受不同Pb浓度污染的红黏土试样开展相对密度试验和固结试验。结果表明:随着Pb浓度的增大,红黏土的相对密度增大,相应的孔隙比也会增大;固结试验结果表明:污染...

为探索重金属Pb侵入对红黏土变形特性的影响,以广西桂林红黏土为研究对象,对受不同Pb浓度污染的红黏土试样开展相对密度试验和固结试验。结果表明:随着Pb浓度的增大,红黏土的相对密度增大,相应的孔隙比也会增大;固结试验结果表明:污染后红黏土的压缩系数在低浓度、低压力时比高浓度、低压力的大,这表明Pb的侵入对减弱了红黏土抵抗变形的能力;在50k Pa下0.05mol/溶液污染后红黏土的压缩模量比未污染红黏土降低了67.2%。此外采用Zate电位试验并结合Gouy-Chapman扩散双电层理论得出:污染后红黏土扩散层的电位减小,这是由于渗透压力和离子间的作用力使Pb进入扩散层致使其价态和浓度升高,所以红黏土扩散层厚度随着Pb浓度的增加在不断减小。红黏土的电位值随Pb浓度增大而减少,并且曲线逐渐趋于平缓,扩散层厚度的减小也随之趋于平缓。

关键词：