筑坝硬填料三轴试验及本构模型研究
摘要：硬填料是一种筑坝新材料，在坝工建设中有广阔的应用前景。其应力．变形特性介于堆石体和混凝土之间。通过进行硬填料不同龄期的大型三轴试验，着重分析了硬填料的胶结作用在不同龄期对应力一应变关系的影响，进一步揭示了硬填料的强度和应力．应变特征。将表征硬填料初始形成状态的堆石体概化为“堆石元件”，将胶凝材料的胶结作用概化为“胶结元件”，进而提出了基于应变一致假定的二元并联概念模型，确定了模型参数并与试验结果进行对比，表明该模型既能描述硬填料应力．应变非线性特征又能描述变形模量随着龄期增长的特征。结合二元并联模型的特点，提出了求取模型参数的简化方法。土蠕变性质及其模型研究综述与讨论
摘要：对土的蠕变性质及其本构模型研究进行了系统地总结，主要内容包括：时间和应力对土蠕变性质的影响、土蠕变破坏准则、蠕变势和塑性势关系、蠕变微观机制、宏观和微观本构模型等。此外，基于上述总结，提出了土等效变形过程的概念，探讨了土蠕变模型中时间效应的表述方式，提出了一种可加快土蠕变试验的方法。冻土三轴蠕变特性试验研究及平面冻土墙厚度的确定
摘要：主要是对冻土的三轴蠕变特性进行分析研究，从而进一步确定具有明显流变特性的平面冻土墙的厚度。通过对冻土的流变特性进行理论分析，建立了冻黏土在复杂应力状态下的对数型蠕变方程。采用“低温箱一三轴压力室”轻型试验设备系统对人工配制的冻黏土试件进行了三轴蠕变试验，获得了冻黏土在复杂应力状态下的蠕变曲线。根据试验结果，对冻黏土的对数型非线性蠕变方程进行回归分析，得到了冻黏土对数型蠕变方程参数的数值。根据冻土流变理论和所建立的蠕变方程，以及平面冻土墙的厚度计算公式，利用Visualc＋＋6．0和Matlab6．0技术开发了冻土墙厚度计算的计算机应用软件。分析研究了平面冻土墙厚度与跨度、基坑暴露时间、基坑开挖深度的关系。平面冻土墙厚度随时间的延长在短期内具有急速增长的趋势，而后随时间的延长逐渐趋于稳定；平面冻土墙厚度受其跨度的影响较小，但随基坑开挖深度的加深具有逐步增长的趋势；温度对平面冻土墙厚度的影响显著，温度越高，厚度越大，所以，控制温度是平面冻土墙设计中的关键。从而为蠕变变形较大的平面冻土墙的厚度确定提供了依据。干旱区土建筑遗址冻融耐久性研究
摘要：在我国的西北地区，强烈冻融、风蚀等对性质脆弱的土建筑遗址安全构成极大威胁。研究了冻融循环对土遗址耐久性的影响。选择新疆交河故城原状生土试样和重塑土试样进行了冻融循环试验，监测冻融过程中的质量变化，并在冻融循环结束后进行了风洞试验和强度试验。冻融试验结果表明，在试样初始含水率较低的情况下，前5个冻融循环，试样经历了一个质量增大的过程；在随后的冻融过程中伴随着冻干和吸湿，原状试样质量的整体趋势是减小的，重塑样质量的变化趋势维持水平。随冻融循环次数增大，原状试样的微结构出现损伤，强度减小，风蚀量增大，即耐久性持续变差。相反，冻融循环初期，重塑样的强度有所增大，风蚀量减小，耐久性得到了提高；随着冻融循环的增加，重塑样的强度开始下降。重塑试样由于重塑过程中其结构受到破坏，强度弱化，冻融循环引起重塑土的“陈化”，愈合了土体的结构，但随着冻融进行，矿物颗粒的微结构损伤不断增大，试样的耐久性降低。静压预应力混凝土管桩土塞效应试验研究
摘要：对淤泥质黏土互层以及粉土两种土层条件下静压预应力混凝土管桩的土塞效应进行了试验研究。现场及室内试验结果显示，管桩径厚比越大、土层条件越为坚硬则形成的土塞相对高度越大。上硬下软的土层分布易形成闭塞现象，而上软下硬的情况则易导致土塞的滑动。沉桩过程中，管壁端阻与静力触探锥尖阻力具有极为相似的变化规律，两者比值不随土塞高度变化率及沉桩深度的变化而改变。管壁端阻与锥尖阻力的相关性与土层条件密切相关，对于淤泥质黏土和粉土而言，两者比值分别为0．59和O．81。土塞的分层与地基土层分布基本一致，且分层界面为向上凸起的曲面。土塞形成过程中挤密效应是显著的，黏聚力则因扰动的影响有不同程度的降低。直剪试验显示，土塞抗剪强度的时效性是显著的。粉土中预应力混凝土管桩有效土塞高度约为5～6倍桩径，为整个土塞高度的70％；而淤泥质黏土中有效土塞高度大于4倍桩径。试验结果与已有的研究结果较为接近。湘西南红黏土路堤填筑技术研究
摘要：湖南的湘西南地区气候潮湿多雨，由于特殊的气候及地质条件，广泛分布着由碳酸岩风化形成的高液限红黏土。红黏土天然含水率高，又由于其本身固有的大孔隙比和结构性强的特点，要达到规范要求的压实度较为困难。结合该地区公路建设，开展了红黏土填料含水率、松铺厚度、碾压机械等多种工况组合下的现场碾压试验研究，其目的在于探求适合红黏土填料的碾压工艺，提出兼顾土体碾压效果和路堤填筑质量的压实控制建议。研究表明，压路机选用凸块振动碾、填土松铺层厚度控制在25-30cm、土体含水率控制在大于最优击实含水率2％～5％范围时，现场碾压效果较好，压实土体也将具有较为稳定的工程性质。含天然气水合物沉积物相平衡问题研究综述
摘要：天然气水合物是一种战略性替代能源。同时，开发天然气水合物将是全球气候环境问题和地质灾害的诱发因素之一。含天然气水合物沉积物（简称HBS）的相平衡问题对天然气水合物资源勘探、评估与开发利用以及环境影响均具有重要的基础作用。自然界中赋存于沉积物之中的天然气水合物的生成与分解与纯水体系中水合物的生成与分解具有很大区别。通过总结国内外研究资料，以天然气水合物开发利用中的岩土工程问题研究需要为出发点，详细介绍了HBS的沉积物物性、孔隙水盐度和气体组分对沉积物中水合物相平衡关系影响以及HBS相平衡研究中有关制样方法技术、各组分含量测试以及相平衡关系理论模型研究方面的国内外研究现状。研究成果表明，HBS的沉积物物性、孔隙水盐度和气体组分均对天然气水合物相平衡关系具有显著影响，试验研究中应用了很多先进方法技术，但仍然存在定量精度较低或实施成本较高等问题；基于微观尺度建立的有关HBS的相平衡宏观模型能较好地模拟与预测HBS的相平衡关系，但其表达式复杂、参数较多和不易获得制约了其在天然气水合物开采中的有关岩土力学与工程理论研究和工程实践中应用。既有三轴剪力仪的自动化改造及应斥
摘要：为了开发新的上海软土本构模型，需要对既有的旧型三轴仪进行自动化改造，为获得大量试验数据提供物质基础。在分析既有设备的系统构造后，根据三轴仪的基本原理，对围压及反压加压路径进行全面改造，提高了可靠性并简化了操作流程；同时实现了位移测量和体积变化测量的自动化。最后进行了上海黏土试验以验证设备的可靠性。改造工作将原有闲置仪器进行充分再利用，改善了科研条件。介绍的方法可直接或者稍加改动后用于其他类似三轴仪的改造。风化千枚岩填筑路基湿化变形现场试验分析
摘要：为了分析干枚岩填筑路基浸水后的稳定性，对十堰至天水高速公路安康东段路基的湿化变形及回弹模量进行现场测试。在对风化干枚岩填料物理力学性质分析的基础上，提出路基填筑方案：加州承载比CBR〉3％的风化千枚岩填料直接填筑路基：CBR〈3％的风化干枚岩填料外掺3％水泥改良后填筑路基。通过对现场试验路进行浸水前后的承载板测试，分析浸水量、浸水时间对湿化变形、变形率及路基回弹模量的影响；结合不同深度含水率的测试，分析了测试点含水率和渗水深度与湿化变形的相关性。研究结果表明：浸水量和浸水时间是影响路基渗透深度和含水率的关键因素，未改良路基湿化变形受浸水影响比改良路基要明显；浸水量和浸水时间都相同的情况下，未改良路基浸水后回弹模量衰减比改良路基大。不同冻结方式下盐渍土水盐重分布规律的试验研究
摘要：土体的冻融历史在土体的冻胀预报和评估的作用不可忽略，不同的冻结方式将影响土体中的水盐重分布及干密度的变化差异。选择土样底端温度相同情况下的单向冻结、正弦波曲线冻融循环和负温循环冻结3种冻结作用模式，对青藏高原铁路沿线红色粉质黏土进行了试验研究，分析了3种冻结模式下土体的冻胀量的变化、水分和盐分的重分布状况以及土体干密度的变化规律，试验结果表明单向冻结过程由于冰的自净作用，阻止了盐分的迁移；土体周期冻融循环后变形具有不可累加性，盐分在随水分发生对流迁移的同时会发生由浓度梯度诱导的扩散迁移；在冻融作用下，土体的压密变形是客观存在的，即体现了冻融对该试验条件下土体结构的强化作用。桩-岩摩擦黏着特性的试验与分析
摘要：研究桩与岩石的侧摩阻力组成及影响因素，有助于准确地把握桩与岩石的侧摩阻力取值原则。在对桩与岩层的摩擦黏着机制分析的基础上，指出界面力与岩层抗剪力的区别，并提出岩层的极限侧摩阻力由界面强度及岩石强度两者较弱一方决定的观点。进行了中风化岩中4组混凝土短桩的抗压及抗拔极限摩阻力对比试验，获得了相应的极限侧摩阻力值以及抗拔与抗压极限侧摩阻力值的比值。抗拔时由于上部岩层对桩侧岩层的约束作用较弱，会使侧摩阻力相对抗压时有较大降低。通过有限元计算及其与试验值的比较分析，研究短桩与岩层的界面强度条件，发现岩层和混凝土灌注桩问的侧摩阻力中界面黏着力占很大比例。静压桩残余应力的长期观测性状
摘要：静压桩施工过程中，可能会沿桩身形成很大的残余应力。通过在砂性土中1根长约26m静压桩的原位试验，观测了沉桩结束后的残余应力在后续的循环载荷试验、3根邻桩顺次压入、第2次载荷试验以及较长静置期内的长期变化情况，试验历时约212d。结果显示，循环载荷试验加载水平与循环次数的增加会造成残余应力的进～步累积。邻桩压入使既有桩残余压应力减小，与邻桩即时贯入深度一致的桩身残余应力测点受其影响最明显。桩身残余应力在长时间内会逐步消散至某一。稳定值，其时间效应主要与砂性土的蠕变有关，它使得桩周土的土拱效应减弱，并使桩端土的接触压力减小。平面应变条件下水泥土强度特性试验研究
摘要：通过水泥土平面应变试验和三轴压缩固结排水试验（CD试验），对水泥土力学特性进行研究，讨论两种试验条件下水泥土的应力一应变曲线变化特点和强度特性。试验结果表明，水泥土的应力一应变曲线为软化型，软化程度与围压有关，平面应变条件下水泥土软化明显；CD试验和平面应变试验的强度破坏线均为直线，可用摩尔一库仑强度准则来描述；两种试验条件下的残余强度均随围压的增加呈线性增大，其中平面应变试验残余强度高于CD试验，残余强度与峰值强度的比值随围压的增大而增大，增大速率减小；平面应变条件下，水泥土的破坏强度约为三轴CD试验的1．4～1．6倍。从微观结构和能量守恒原理解释了CD试验和平面应变试验水泥土软化成因，认为水泥水化物等凝胶材料是水泥土软化的主要因素，且中主应力的存在使水泥土软化更加明显。城市固体垃圾应力-应变-时间关系试验研究
摘要：：通过室内蠕变试验，研究了城市固体垃圾（MSW）的蠕变变形规律。采用分级加载方式对初始孔隙比为2～4和初始有机物含量在15％～75％的MSW试样进行压缩降解试验。研究发现，应力一应变一时间曲线斜率随着初始孔隙比和初始有机物含量的增加逐渐减小，即材料压缩模量逐渐减小。采用指数模型拟合城市固体垃圾的应力．应变等时曲线，并取得了很好的拟合效果，模型参数简单易求，可反映城市固体垃圾压缩性的大小及其压缩机制。通过对指数模型求导，得到城市固体垃圾的切线压缩模量，切线压缩模量随初始孔隙比和易降解有机物含量的增加呈指数型衰减，初始孔隙比在2～3之间时，初始压缩模量衰减较快，也就是说，在该范围内，初始孔隙比对城市固体垃圾变形影响较大。滤纸总吸力吸湿曲线的率定试验
摘要：滤纸法是一种间接的吸力测试方法，测试结果准确与否首先取决于滤纸的吸力率定曲线。介绍了滤纸法的基本工作原理，总结了滤纸法在国内外的研究现状。利用NaCl盐溶液法率定了国产双圈No．203型滤纸的总吸力吸湿牢定曲线，给出了总吸力率定曲线的双线性拟合方程。分别比较了双圈No．203型滤纸与Whatman’S No．42型滤纸的总吸力和基质吸力率定曲线，指出两种滤纸的基质吸力率定曲线基本一致，以及国产双圈No．203型滤纸总吸力率定曲线的转点含水率更高的特点。超固结非饱和土本构关系的三维化方法
摘要：本构模型的三维化对反映材料在三维应力状态下的力学特性具有重要意义。在π平面上，广义Mises三维化方法不能反映应力洛德角对材料变形和强度的影响，g（θ）等方法不能合理地反映应力水平对变形和强度的影响。变换应力三维化方法考虑了应力洛德角影响，数学表达简洁，不增加模型参数，便于计算应用。将作者等人所提的超固结非饱和土本构模型与基于SMP（spatiallymobilizedplane）的变换应力方法结合，实现了超固结非饱和土的三维化，达到了从剪切屈服到剪切破坏的连续过渡。该模型能够描述不同应力洛德角下超固结非饱和土的硬化、软化、剪胀特性，并与试验数据进行了对比。花岗岩力学特性的温度效应试验研究
摘要：通过实时高温（常温～850℃）加载和高温（常温～1200℃）后冷却再加载两种情况下的单轴压缩试验，对不同高温下化岗岩的力学性质进行了研究，分析了两种情况下单轴抗压强度、弹性模量、纵波波速、剪切滑移应变等随温度的变化规律，并研究了热一力耦合效应。研究结果表明：（1）在实时高温加载作用下单轴抗压强度和弹性模量随着温度升高而发牛连续劣化；（2）高温作用冷却后再加载，花岗岩在常温～600℃区间峰值强度变化不大，800℃左右岩样强度突然降低；（3）纵波波速随加热温度的升高而逐渐降低；（4）剪切滑移应变在800℃之前相对较小，且变化不大，之后便迅速增大，表现…明显的塑性；（5）提出了热一力祸合因子的概念，并借助其提出了一维非线性热一力耦合本构模型，模型曲线和试验曲线较吻合。非贯通类节理岩体剪切变形规律分析
摘要：通过直剪条件下的模型试验研究具有相同连通率、含不同起伏角的共面闭合节理在不同法向应力作用下的剪切变形特征。试验结果表明：在达到峰值剪切强度前，剪切应力．位移曲线具有明显的线性段与非线性段；岩桥在法向与剪切荷载的共同作用下会产生一定程度的弱化，积累到一定程度时宏观表现为剪切应力软化。详细阐述了试验过程中裂纹发展的4个阶段并描述了剪切应力一剪切变形曲线变化的特征，提出一个能反映剪切应力．剪切变形曲线全过程的经验本构模型。新模型采用分段函数描述曲线变化特征。直剪试验数据分析表明，该模型能够拟合剪切应力．剪切变形变化发展趋势且具有较高的拟合精度，验证了模型的正确性。最后，对其存在的不足亦进行了简要分析。
