基于体积变化的珊瑚砂砾破碎率研究

颗粒材料的破碎行为广泛地存在于各个领域内,且对散粒体材料的力学性能有较大影响。对颗粒破碎行为的大量研究皆建立在合理可靠的破碎率计算方法上。针对现有方法不能准确评估不规则形貌颗粒(以珊瑚砂砾为典型代表)破碎率的现状,提出了以颗粒体积作为基础参数的颗粒破碎率计算方法,对原有的基于颗粒粒径的Hardin破碎率计算公式进行了改进,可以更好地评估不规则颗粒破碎率。通过不同形状珊瑚砂砾的颗粒破碎试验,对上述理论公式进行了可靠性验证,进而分析了传统方法产生误差的原因。通过试验得出了不同形状颗粒在不同压力下、不同算法下的破碎率值。结合试验过程中的应力、变形和影像观测,获得了片状、块状、棒状3种不同形状珊瑚砂砾的颗粒破碎阈值,揭示了不同形貌颗粒随压力变化过程表现出的破碎模式演化特性。

冲击荷载下珊瑚礁灰岩动态力学特性及损伤特征

为研究2种珊瑚礁灰岩在冲击荷载下的动态力学特性和损伤特征,利用分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对珊瑚格架灰岩和珊瑚砂屑灰岩进行10~190 s-1应变率范围内的冲击压缩试验,得到不同应变率下珊瑚礁灰岩的应力-应变曲线,分析试验中试样的动态峰值应力和弹性模量的应变率效应及能量耗散规律,并结合高分辨率CT扫描和图像处理技术,揭示试样的损伤破坏特征。结果表明:格架灰岩的动态应力-应变曲线具有明显的弹性变形阶段,而砂屑灰岩的压密阶段较为明显;动态峰值应力随应变率的增大呈幂函数增长,格架灰岩的应变率效应较明显,动态弹性模量与应变率满足负指数关系;格架灰岩对能量的吸收能力整体强于砂屑灰岩;珊瑚礁灰岩损伤裂纹多沿生物组分胶结差、贯通孔隙多的部位发生,中高应变率下格架灰岩的损伤裂纹以骨架扩展贯通为主,呈脆性劈裂破坏,而砂屑灰岩主要发生穿孔传播,呈压碎破坏模式,研究成果对岛礁工程建设中动力灾害的预防具有一定的指导意义。

小儿化痰止咳糖浆中乙醇和三氯甲烷含量研究

目的建立顶空-气相色谱法测定小儿化痰止咳糖浆中乙醇及三氯甲烷含量。方法采用DB-624毛细管色谱柱(SN:USR593111J),载气为氮气,顶空进样,进样口温度:200℃,程序升温:初始温度为60℃,保持8 min,以每分钟8℃的速率升温至120℃维持15 min,顶空瓶平衡温度为80℃,平衡时间为30 min;分流进样,分流比为10∶1,氢火焰离子化检测器(FID),检测器温度为250℃。结果乙醇和三氯甲烷进样量分别在0.103~4.120 mg(r=0.999)和0.010~0.400 mg(r=0.999)范围内与峰面积呈良好的线性关系;精密度RSD分别为1.02%、1.26%;重复性的RSD分别为1.86%、1.97%;定量限分别为1.72μg和30.86μg,平均回收率分别为102%和99%,RSD分别为1.83%(n=6)和3.52%(n=6);来自2个厂家共6批样品,乙醇和三氯甲烷均超出现行药典规定限度。结论本研究建立的方法专属性强,灵敏度高,适用性好,可以用于测定小儿化痰止咳糖浆中乙醇和三氯甲烷的含量。

滨海相软粘土的原位力学性能试验研究

为探究滨海相软土的力学特性,对上海地区滨海软粘土进行了原位力学性能测试。试验结果表明:静力触探试验测得的固结系数明显高于室内试验成果,且粘性土的固结系数明显低于粉性土;随深度的增加,旁压试验测得的特征压力值、模量值和不排水抗剪强度逐渐增强;淤泥质粘土和粘土层的水平应力指数KD和材料指数ID随深度的增加而明显增大,而浅部粉质粘土、粘质粉土、粉砂层ID则大体一致;十字板剪切试验测得的残余强度约为峰值强度的21.1~27.0%,随着深度的增加,峰值强度和残余强度均有缓慢增强的趋势。

珊瑚砂砾互层地基承载特性模型试验研究

岛礁在吹填过程中会形成珊瑚砂与珊瑚砾石相互交替的层状地基。为研究珊瑚砂砾交互地层地基的承载特性,通过室内模型试验,开展了纯砂、纯砾均质地基以及不同层厚比例砂砾互层地基的承载特性研究。试验结果表明:纯砂地基的承载力和变形模量随相对密实度的增大而增大,且密实地基的承载力明显高于中等密实地基;相同相对密实度下,纯砾地基的承载力和变形模量是纯砂地基的2倍以上;上砾下砂地基的承载力随砾层厚度的增大而增加,砾层具有一定的应力扩散作用,厚度越大,应力扩散越明显;上砂下砾地基的承载力随砾层埋深的减小而增大,地基下卧砾石层能使地基内一定深度处应力集中程度减弱,埋深越浅,减弱程度越大。试验结果对于确定砂砾互层地基的天然承载力及持力层选择具有重要意义。

粗粒含量对珊瑚礁砂混合体剪切特性的影响

珊瑚礁砂混合体是基础设施重要持力层,为了探究颗粒级配组成对珊瑚礁砂混合体的抗剪强度及剪胀性的影响,利用全自动中型叠环直剪仪,在相同密实度下,对不同P5含量、不同含水率的试样,在50、100、200、400 kPa这4种不同法向应力下进行单剪试验。试验结果表明,珊瑚礁砂混合体的抗剪强度随着P5含量的增加呈现先增大后减小的趋势,并在P5含量为25%~50%时达到最大值;珊瑚礁砂混合体在剪切过程中,总体存在先减缩后剪胀的特点,P5含量对剪胀性、内摩擦角、似黏聚力都有着显著影响;含水率对珊瑚礁砂混合体的抗剪强度有着减弱作用。

动力排水固结前后软土微观结构分析

通过液氮冷冻干燥制样技术制备饱和软土试样,借助扫描电子显微镜技术,得到经室内动力排水固结前后土样的微观结构图像,用编制的计算机程序分析其微观结构参数变化。通过比较试样的孔隙个数、总面积、总周长、面积分级、平均孔径、形状系数、圆度和各向异性率、分形维数,研究了在动力排水固结作用下土体微观结构在垂直向和水平向发生的变化。

高速公路高填方路堤拼接离心模型试验研究

针对高速公路拓宽工程高填方路段新老路堤拼接问题,通过室内物理力学试验确定地基土、素土填料及其石灰改性土在拼接路堤填筑时的含水量和压实度控制参数;利用离心模型试验手段,进行提高填料压实度和石灰改性措施下拼接路堤协调变形试验研究。试验结果表明,将拼接路堤不同位置填料压实度从90%,93%和95%相应提高到93%,94%和96%时,能够有效减小路堤本身变形,但对差异沉降的控制效果不大。进而对素土填料进行6%石灰改性后,不但可大大减小路堤本身的变形,而且还能减小路面不同部位之间的差异沉降,提高拼接路堤的协调变形效果。现场监测数据资料表明,离心模型试验能够反映原型施工工况效果。

武汉东湖淤泥早强固化试验研究

利用传统淤泥主固化材料水泥与辅助固化材料粉煤灰和石膏,通过组合配比对武汉东湖疏浚淤泥分别进行固化,基于无侧限抗压强度试验和三轴剪切试验,确定不同材料组合及配比下淤泥固化强度和特点。试验研究表明:在疏浚淤泥固化过程中水泥占主导地位,对固化效果影响最为显著;粉煤灰起到的作用相当于降低了淤泥初始含水率,表现在固化淤泥早期强度的快速提高;石膏有利于固化淤泥早期强度的形成,其作用持续于整个淤泥固化过程。随着含水率的增大,单纯水泥固化淤泥试样的应力-应变关系曲线由应变软化逐渐过渡到应变硬化模式,围压对固化淤泥强度的影响程度也随着含水率的增大而逐渐减弱,辅助固化材料的添加使原单纯水泥固化淤泥的应变硬化型曲线变为应变软化模式。不同含水率东湖疏浚淤泥固化材料最佳配比为水泥掺入比20%,粉煤灰为3倍的水泥量,石膏为30%的水泥量,该研究成果有助于武汉东湖底泥的治理以及疏浚淤泥排放场地的地基处理和环境整治。

桩锚挡墙联合支护残积土边坡离心模型试验研究

利用土工离心机分别对钢轨桩、锚杆联合重力式挡土墙支护土质边坡的效果进行模型对比试验研究,分析了钢轨桩和锚杆在重力式挡土墙支护土质边坡中的作用。试验结果表明,强降雨诱发重力式挡土墙支护下的残积土边坡产生滑动变形,对边坡稳定构成威胁;挡土墙下打入钢轨桩联合支护土质边坡会大大降低因降雨产生的墙体偏移,但墙顶上部坡体的局部浅层滑动仍不可避免;植入墙顶上部坡体内并锚固于墙身的锚杆对边坡局部浅层滑动起到了很好的抑制作用。在不增加挡墙自重前提下,钢轨桩下延作用以及锚杆锚固作用提升了挡土墙的抗倾覆能力和边坡浅层抗滑塌能力,从坡体内部和浅层同时改善了重力式挡土墙的支护效果;钢轨桩和锚杆的使用均布了挡土墙背部土压力,有效避免了局部应力集中。

采用不同加固方案处理软土地基的对比研究

采用强夯法、排水固结法和动力排水固结法3种不同方案对某地基进行加固处理,并且从孔隙水压力消散、动力触探、静力触探及室内土工试验等方面对不同方案的加固处理效果进行对比研究,证实了动力排水固结法是处理饱和软粘土地基的有效方法。

动力排水固结法处理软土地基孔压和变形问题研究

通过动力排水固结法处理饱和软粘土地基现场试验测试数据,寻求动荷载作用下饱和软粘土的孔压和变形的发展规律,发现同一深度土体超静孔隙水压力的消散与变形具有一致性关系。对动力排水固结法加固淤泥类软土地基的作用机理研究和工程实践具有指导意义。

动力固结后饱和软土三轴剪切性状的试验研究

通过淤泥质饱和软粘土的三轴固结不排水剪切试验,研究了海相沉积原状土、重塑土以及超固结土在动力固结后的应力–应变性状表现。原状软土经过动力固结后在剪切过程中表现出应变软化,重塑软土在低围压下具有一定的应变硬化现象,而在高围压下则为应变软化型。3种状态下的软土的应力–应变关系曲线按照双曲线形式对围压均具有较好的归一性。应力路径分析表明,原状土经过动力固结后在剪切过程中表现出一定的超固结土的性状,而经过动力排水固结后,重塑土则具有明显的超固结土特性。

动力排水固结法对软土力学特性影响的试验研究

本文结合某软土工程地基处理实践 ,从室内试验和现场试验两方面分析了动力排水固结法处理淤泥类软土时 ,软土的结构性和触变性对其力学特性的影响。从而论证了正确认识软粘土的上述固有属性对有效加固淤泥类软土地基的重要性。

扁铲侧胀试验在浅海钙质土力学特性评价中的应用

利用扁铲侧胀仪对海底浅层钙质土进行原位测试,能够一次获得多个评价土性的试验参数。试验表明,由于波浪循环动荷载的作用使得海底表层(深1～2m)钙质砂的密实度比其紧邻的下部偏大,以珊瑚礁为主要胶结物的钙质土,内部具有大的孔隙或松散堆积体结构是造成海底浅层钙质砂表层与浅部土体的扁铲侧胀压力明显变化的主要原因。扁铲试验结果与现场标准贯入试验具有较好的相关性,基于Seed公式推导的适合于计算水下平均动应力比的简化公式能够较好地用于对不同地震烈度下海底浅层钙质土液化可能性的判别。

冲击荷载下饱和软黏土的孔压和变形特性

利用室内动力固结试验装置,对淤泥质饱和软黏土施加冲击荷载,分析在不同围压下施加不同的冲击能量时试样所受的冲击应力、孔隙水压力和轴向变形,发现锤重和落距的组合是影响冲击应力的主要因素。试验表明,轴向变形与冲击次数之间呈对数-双曲线关系,孔隙水压力与冲击次数之间呈单纯的双曲线关系。将室内试验结果同现场测试资料对比表明,模型能较好地模拟现场强夯法处理饱和软土地基。

饱和软粘土在冲击荷载下的动力特性研究

通过对淤泥质饱和软粘土施加冲击荷载进行室内动力固结试验,研究了软粘土在冲击荷载作用下的应力、孔隙水压力、轴向变形等动态响应特征,并通过三轴剪切试验结果,分析冲击荷载对淤泥质饱和软粘土的加固效应。试验结论对于动力固结理论的完善和现场施工具有指导意义。

水下旁压试验在桥基原位测试中的应用

介绍了GA型预钻式旁压仪在水下沉积软土及砂土桥基原位测试中的成功应用。试验结果表明 :由旁压试验结果推求的地基承载力与标准贯入击数具有良好的线性关系 ,随着标贯击数N6 3.5的增大 ,土质较硬的地基的承载力增长的幅度小 ;而土质较软的地基的承载力增长的幅度反而大。为利用标贯试验和部分旁压试验结果能够较为准确地推求地基承载力 ,确定持力层位置 ,提供了依据。

淤泥质软土在冲击荷载作用下孔压增长模式

通过室内淤泥质饱和软粘土的动力固结试验,考虑不同锤重和落距组合情况,对冲击荷载作用下饱和软粘土孔隙水压力的动态响应特征进行分析。试验结果表明,孔隙水压力和冲击击数之间是双曲线对应关系,高围压下冲击荷载激发的孔压随击数增长的速率快,超固结软土在冲击过程中孔压出现了负值。冲击荷载对土体产生的附加应力能导致孔压上升,孔压消散使得土体内有效应力增加,强度提高。对强夯施工中以孔压控制施工质量具有指导性意义。

强夯法处理层状软基的动态响应分析

引入双屈服面弹塑性本构模型,将土骨架的变位和孔隙水作为变量进行流、固耦合分析,通过瞬态波动有限元程序模拟冲击荷载作用下层状地基土体的动态响应特征。计算结果表明,土体的应力峰值、孔压峰值和位移峰值随土层深度和距锤底中心的径向距离的增大而逐渐滞后,通过不同位置土体的动态响应分析,表明应力波是以竖向的椭球面形状在土体中传播的,而且衰减很快。数值计算结果与现场测试结果两者之间较为吻合,为实现有限元模拟分析现场实际提供了可靠的依据。