温度对饱和黏性土剪切特性影响的试验研究

采用温控三轴仪,考虑不同的温度–应力路径,对两种正常固结的饱和黏性土进行了固结不排水和固结排水剪切试验,研究了温度变化对土体强度、应力应变关系、孔压响应和流动法则等的影响。结果表明,温度效应的强弱与土的类别有关,温度变化对粉质黏土的剪切特性基本没有影响,但对黏土的影响不容忽视。随着温度的增加,黏土的不排水和排水峰值强度有明显的提高,临界摩擦角基本保持不变。不同温度下黏土不排水剪切过程中均产生正的超孔压,排水剪切中土体体积均持续减小,表明高温下偏应力偏应变曲线出现软化的原因与强超固结土的剪胀机理有区别。黏土剪切特性的变化程度与温度–应力路径相关,先升温后固结试样的不排水强度比固结后升温试样的低。温度循环一周后,黏土的不排水强度较室温下有明显提高。

热–力耦合作用下黏性土体积变形特性试验研究

采用温控三轴仪,对饱和黏性土在热-力耦合作用下的体积变形特性进行了研究。试验中共考虑了温度循环后的应力加卸载试验、升高或降低不同温度后的应力加卸载试验3 种方案。结果表明,黏性土温度体积变形的大小与围压无关。温度循环会造成黏性土塑性体积变形持续发展,但单周塑性应变增量随温度循环周数的增加而减小,体现了温度历史的影响。将土样继续加载后,温度的历史效应将被覆盖,后续温度循环中产生的塑性体积应变量值及发展规律与初始循环下的类似。不同温度下土体的压缩指数和回弹指数基本不变。同一塑性体积应变下,屈服应力随温度的增加而减小。温度变化引起的塑性体积应变也会造成屈服应力提高,可近似采用与力学塑性体积应变硬化一致的规律进行描述。

循环温度荷载作用下饱和黏土的体积变形特性

采用温控三轴仪,研究了排水条件下温度循环引起的饱和黏土体积变化特性。试验结果表明,温度循环会使得土体产生不可恢复的体积变形,塑性体积应变的大小随温度循环周数的增加而增加,并逐渐趋于稳定值;若将经历过温度循环的土样重新加载到新的正常固结状态,后续温度循环中产生的塑性体积应变量值及发展规律与初始循环下的类似;同等温度增量下,体积应变的大小主要受超固结比OCR的影响,与应力水平无关。OCR越大,体积应变越小,随温度循环周数稳定的也越快。基于广义塑性理论,给出了热-力耦合作用下土体体积应变的计算模型。模型中考虑了温度塑性应变对屈服应力的硬化作用,根据屈服应力与前期固结应力之间的差异间接体现温度历史的影响,进而合理地模拟体积应变随温度循环周数的累积规律。利用所建立的模型对本文试验和文献中的数据进行了模拟,验证了模型的可靠性。

不排水升温条件下黏性土孔压试验研究

现今随着新技术的应用,地下结构周围土体必将承受着冷-热循环的温度作用,为保证工程安全,对黏性土的热力学响应进行进一步的研究。采用温控三轴试验系统对不同超固结比的饱和粉质黏土进行不排水升温试验。试验表明,粉质黏土在升温过程中,超孔压随着温度的增加而增加,但增长趋势随着循环次数的增加有所减小,且正常固结土在温度循环后存在残余的超孔压;对超固结土而言,在温度循环后出现负的超孔压,且幅值随着温度循环次数的增加而减小,随着超固结比的增大而增加。

能量桩研究现状与发展动态分析

能量桩是一种将地源热泵技术和传统桩基相结合的新型桩基。与传统桩基不同,能量桩工作时需同时承担上部建筑荷载和桩体温度变化的影响。目前,国内外学者对于桩体温度变化对能量桩工作特性影响的研究主要集中在温度对能量桩承载特性的影响和对桩土接触面力学特性的影响两个方面。在前人研究的基础上对能量桩的研究现状进行综合阐述,并提出能量桩的未来研究方向。