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岩石力学与工程学报 2011年第02期杂志 文档列表

岩石力学与工程学报杂志土工基础

湛江强结构性黏土的三轴排水蠕变特征365-372

摘要：利用GDS应力路径三轴试验系统,开展不同围压下湛江强结构性黏土的三轴固结排水剪切蠕变试验,获得其轴向应变、体应变与应力和时间的关系,分析蠕变性状的结构性效应,建立相应的蠕变模型。结果表明,湛江黏土的蠕变变形演化特征受其强结构性制约,其蠕变特性的敏感程度与结构性强弱相关联。在低偏应力下,其蠕变变形和变形速率均较小;偏应力超过临界值后,土体在短时间内发生破坏。湛江黏土在σ3〈σk时,其体变性状总体上表现为剪缩,但随时间变化出现一定的剪缩和剪胀交替性,即存在回弹现象;而当σ3≥σk时,则表现为剪缩。蠕变引起的强度衰减主要表现为黏聚力的降低,且c∞/ci=77.63%。采用6元件扩展Burgers模型能较好地描述湛江黏土的瞬时弹性应变、衰减蠕变和稳定蠕变3个阶段。在实际工程中,必须对土的结构性给予充分的认识,在较低应力范围内,可以利用其结构性的有利因素,但设计荷载严禁超出结构屈服应力。

砂土的双硬化特性与弹塑性本构模型373-381

摘要：基于高精度的丰浦砂三轴等向加卸载试验与多应力路径平面应变压缩试验结果,提出平面应变条件下的修正塑性功体积硬化函数,得到双硬化框架下的修正塑性功剪切硬化函数,建立应力路径不相关的丰浦砂修正塑性功剪切–体积双硬化函数。在该双硬化函数基础上,推导基于修正塑性功的增量型剪切–体积双硬化弹塑性刚度矩阵,构建可以考虑多种变形强度影响因素的丰浦砂本构模型。数值计算与室内试验结果的比较表明,该砂土双硬化弹塑性本构模型可以合理地模拟砂土材料的变形强度特性。

混合型缓冲回填材料土水特征曲线测试与修正382-390

摘要：利用压力板法和水汽平衡法,对不同掺砂率和干密度的膨润土–砂混合物在脱湿过程中的土水特征曲线进行测试,探讨不同初始饱和条件、掺砂率与干密度对脱湿过程中混合物持水性能的影响。随着掺砂率和干密度增大,侧限饱和混合物试样持水性能下降;随着掺砂率增大,自由饱和混合物试样持水性能下降,而干密度对其持水性能基本没有影响。引入有效黏土密度和有效含水率的概念对混合物的实测土水特征曲线进行修正,发现饱和条件不同,混合物持水能力的控制因素也不同：侧限饱和条件下混合物持水性能主要受有效黏土密度控制,而自由饱和条件下混合物持水性能主要受掺砂率控制。根据试验数据拟合出侧限饱和与自由饱和后GMZ001膨润土–砂混合物修正土水特征曲线的经验公式,可用来估算高放废物处置工程中混合型缓冲回填材料的非饱和含水率。

考虑主应力轴偏转角影响的饱和软黏土不排水循环累积变形391-399

摘要：建立在常规循环三轴试验基础上的循环累积变形显式模型不能反映土体单元在自重应力下的初始主应力轴偏转现象,而动态空心圆柱剪切试验可为建立能反映主应力轴偏转角影响的模型提供必需试验资料。针对上海第④层饱和软黏土的物理力学特性,研制原状软黏土空心圆柱试样制样设备,同时推导恒定主应力轴偏转角时循环加载波形方程与总应力控制空心圆柱静力剪切试验加载方程。对上海地区第④层饱和软黏土进行一系列恒定主应力轴偏转角动态空心圆柱循环加载及静力剪切试验,探讨恒定主应力轴偏转角条件下饱和软黏土循环累积变形规律,在考虑主应力轴偏转角对不排水抗剪强度影响的前提下验证显式模型的合理性。考虑主应力轴偏转角循环加载的饱和软黏土显式模型可更为有效地预测路基长期沉降。

颗粒形状对砂土抗剪强度及桩端阻力影响机制试验研究400-410

摘要：为研究颗粒形状对砂土的力学及变形性质的影响,以3种不同颗粒形状的均粒砂及相似材料＂玻璃球＂为研究对象,通过光学显微镜获取颗粒数字图像,借助图形处理系统获取颗粒单元体几何参数,定义构建2种不同层次的形状描述指标（球形度、磨圆度）,并通过计算机辅助程序完成颗粒形状参数的量化。通过4种颗粒材料直剪试验,获得临界摩擦角、剪胀角及峰值摩擦角等强度指标,并分析其随颗粒形状参数的变化,通过饱和试样在不同密实度、不同离心加速度下的静力触探测试来模拟不同砂土地基上的中等圆形闭口桩静压贯入过程,并探讨桩端阻力随颗粒形状的变化关系。直剪试验结果表明：在矿物组分相同的情况下,砂土临界摩擦角随颗粒的磨圆度和规则性的增加呈线性减小,剪胀性随颗粒的不规则性的增大而增大,并可通过修正的Bolton公式来量化表述形状系数对于峰值摩擦角的作用。离心试验结果表明：静力触探锥端阻力可直接用于桩端阻力（qb）的估算,具有很好的可信度,砂颗粒形状越偏离标准球状,表面棱角度越突出,桩贯入所受阻力越大,桩端承载力越高。通过理论分析,提出一种迭代计算方法,并量化分析桩端阻力（qb）、相对密度（Dr）、应力水平（σv′）和颗粒形状（ρ）四者的相互作用关系,该方法计算结果与试验实测数据具有良好的吻合度。

新型螺旋挤土灌注桩现场试验研究411-417

摘要：螺旋挤土灌注桩（SDS桩）是一种新型的完全挤土型桩,该桩以其承载力高、施工速度快、对施工场地无污染等特征,已在多个国家得到应用,但国内还没有应用该桩型的工程实例。为此,在北京一工地进行2次SDS桩现场试验,研究SDS桩成桩时的挤土效应、承载特性和桩侧摩阻力分布规律及SDS桩与长螺旋灌注桩（CFG桩）承载性状的异同。试验结果表明：SDS桩施工过程中的地表隆起主要发生在成孔开始到螺旋挤扩钻头的挤扩部分全部进入土体阶段,之后地表隆起逐渐趋于稳定;其挤土效应主要在距桩位中心4倍桩径范围内完成,且土体的压缩性越高,挤土范围越大;在相同桩顶沉降量条件下,SDS桩的极限承载力比CFG桩提高30%～50%。

TDR联合监测土体含水量和干密度的传感器的设计及应用418-426

摘要：土体含水量和干密度是岩土工程中的重要参数,现有测试方法周期长,扰动大,且无法实时进行多点自动化监测。从电磁学理论及时域反射测量（TDR）法出发,系统分析TDR传感器类型、材料及尺寸对测试精度的影响。针对现有商业化传感器的缺点,设计一种整体性强、性能可靠、价格低廉的传感器。通过专门设计的大型模型试验,对该传感器在大型工程中的应用效果进行研究与验证。结果表明,该传感器既能在现场快速测试土体质量含水量和干密度,又能长期实时监测二者在土体不同深度的变化情况,且准确度高,是岩土工程施工阶段质量控制及使用阶段安全监测的一种有效工具。

三轴试样径向变形激光量测系统的改进427-432

摘要：利用激光光电检测技术和高精度位置敏感探测器（PSD）的优点,对三轴试样径向变形的激光量测系统进行相关改进。共做了3个方面的改进工作：（1）将圆形压力室改为方形压力室,可解决光垂直入射时发生的光线偏折现象。（2）由于原系统使用1个PSD,无法解决三轴剪切试验中试样容易发生偏心的问题,使用2个PSD分别对试样径向左右两侧进行量测,可提高量测的精度。（3）将控制传感器升降的微动机械控制单元的普通电机转换成由计算机指令控制的步进电机,每一行程都能回到同一初始位置。运用该套系统对标准件、压力室中的标准件和压力室加水的标准件进行标定,得出电信号变化与直径变化的函数关系,并对饱和含黏砂土试样进行固结试验,将测试结果同计算结果相比较,证明该套系统测试三轴试验试样的体变结果较为可靠。该系统可用于研究三轴试样的局部变形和端部约束等问题,并对当前土体本构关系中的应变局部化、剪切带形成以及非饱和土体变量测等方面也有比较广泛的应用前景。

编委点评（十五）I0002-I0003

摘要：1点评论文 赵兴东，李元辉，刘建坡，等．基于声发射及其定位技术的岩石破裂过程研究[J]．岩石力学与工程学报，2008，27（5）：990—995．