三轴剪切过程中排水条件对钙质砂颗粒破碎、变形和强度特性的影响

钙质砂的颗粒破碎、变形和强度特性与受剪时的排水条件有关。然而当前的研究很少考虑不排水剪切过程对钙质砂颗粒破碎和力学特性的影响。对不同初始相对密实度的钙质砂进行了一系列不同有效围压下的三轴固结排水和不排水剪试验,以研究剪切过程中排水条件对钙质砂颗粒破碎和力学性质的影响。结果表明:在相同的有效围压下,排水剪试验的颗粒破碎率高于不排水剪试验。在排水剪与不排水剪过程中,钙质砂的应力-应变曲线都表现为应变软化行为,其剪胀趋势受到初始相对密实度和有效围压的影响。钙质砂的临界状态与初始状态无关,与剪切过程中的排水条件有关,对于临界应力比和相变应力比,排水剪试验大于不排水剪试验。钙质砂的峰值有效内摩擦角随初始相对密实度、有效围压和颗粒破碎率的增大而减小,但是临界有效内摩擦角不受初始条件、有效围压和颗粒破碎的影响,两种有效内摩擦角都与剪切过程中的排水条件有关。对于峰值有效内摩擦角和临界有效内摩擦角,排水剪试验大于不排水剪试验。上述结果表明,钙质砂的颗粒破碎、变形和强度特性与剪切过程中的排水条件具有明显的相关性。

不同应力路径下钙质砂力学特性的排水三轴试验研究

钙质砂的力学性质既有强度低、易破碎的特点,又有应力路径依附性的特性。为了研究不同应力路径对钙质砂的颗粒破碎和力学性质的影响,对不同固结压力的钙质砂进行了5种应力路径下的排水三轴压缩试验。结果表明:不同应力路径对钙质砂的应力–应变关系、抗剪强度和颗粒破碎特性有较大的影响。相同固结压力下,等轴向应力试验的剪胀现象最为明显,颗粒破碎率最小,峰值内摩擦角最大;等围压试验的剪胀现象最不明显,颗粒破碎率最大,峰值内摩擦角最小;等平均主应力试验的这些性质介于上述两种试验之间。等主应力比和等向固结试验在加载过程中主要表现为试样的体积压缩,因此与另外3种应力路径试验差别很大。不同应力路径对钙质砂应力–应变关系和强度的影响,除了砂土具有应力路径依附性的特性外,主要来自于应力路径和固结压力的不同产生的颗粒破碎程度不一致造成的影响,使得在不同的应力路径试验中钙质砂的力学性质表现出更大的差异。

粉煤灰改良膨胀土脱湿过程裂隙发展规律与影响因素研究

环境温度、初始含水率、粉煤灰掺量和干密度均对膨胀土的幵裂有重要影响,为了分析初始含水率和粉煤灰掺量对膨胀土裂隙发展过程、发育规律、发展机制的影响进行了多组脱湿过程裂隙开展试验;并进行了定量分析。结果表明试样裂隙可分为三神:一条主裂隙加上多条次裂隙、三岔口型裂隙、环状裂隙其中掺有粉煤灰试样大多数出现第三种裂隙未掺粉煤灰的试样出现第一、二种裂隙。随着试样含水率減少脱湿过程可分为三个阶段:无裂隙阶段、裂隙产生和发展阶段、稳定阶段。裂隙度随初始含水率的增大而增大随粉煤灰掺量的增加而减小。粉煤灰掺量对未养护试样的临界含水率影响不大养护后其临界含水率增大。

K_(0)固结珊瑚砂的应力-应变模型及变形参数研究

珊瑚砂作为岛礁吹填地基的填料,在填筑期的应力路径具有K_(0)固结的特点。利用三轴试验系统对不同初始相对密度的珊瑚砂进行了一系列的K_(0)固结试验,研究了珊瑚砂的应力–应变特性,测试了珊瑚砂的K_(0)系数和颗粒破碎率。基于广义虎克定律,建立了幂函数形式的非线性弹性模型来描述K_(0)固结珊瑚砂的应力–应变关系,提出了变形参数的函数表达式,并将模型计算结果与试验曲线进行了对比。结果表明:K_(0)固结珊瑚砂的应力-应变关系可用幂函数表示。随着轴向有效应力的增加,K_(0)减小,颗粒破碎率增大。在相同的轴向有效应力条件下,珊瑚砂的初始相对密度越小,K_(0)越大,颗粒破碎率越高。在K_(0)状态下,随着轴向有效应力的增加,珊瑚砂的切线模量增加,切线泊松比减小。珊瑚砂的初始相对密度越大,相同轴向有效应力下的切线模量越大,切线泊松比越小。幂函数模型合理地预测了一定应力范围内K_(0)固结珊瑚砂的应力–应变关系,模型及变形参数反映了K_(0)固结的应力路径对应力–应变关系的影响。

填土应力路径下珊瑚砂幂律应力-应变模型的适用性研究

岛礁工程建设常用珊瑚砂吹填地基或作为土工构筑物的填料。珊瑚砂在填筑期的应力路径具有静止土压力系数K_(0)固结和等应力比路径的特点,为了准确预估填筑期的填土变形量,需要建立能够反映填土应力路径影响的变形计算模型。根据广义虎克定律,建立了幂律形式的非线性弹性模型来描述土体的应力-应变关系,提出了变形参数的表达式。对珊瑚砂开展了K_(0)固结试验和等应力比路径下的排水三轴压缩试验,分析了珊瑚砂的应力-应变曲线和颗粒破碎状况,研究了幂律应力-应变模型的适用性,并将模型计算结果与试验曲线进行了对比。结果表明:填土路径下的应力-应变曲线具有幂函数曲线形式,可以用幂律非线性弹性模型来描述。模型的切线模量和切线泊松比均可以表示为轴向有效应力的函数,并通过与主应力比或系数K_(0)相关的参数得到表达。等应力比路径下的切线泊松比和切线模量随着轴向有效应力的增加而增大。在相同的轴向有效应力条件下,主应力比越大,切线模量越大,切线泊松比越小。随着轴向有效应力的增加,K_(0)固结珊瑚砂的静止土压力系数和切线泊松比减小,切线模量增大。在试验应力范围内,填土路径下珊瑚砂的颗粒破碎量都很小,对应力-应变特性的影响不大。幂律模型合理地预测了一定主应力比值范围内等应力比路径下珊瑚砂的应力-应变曲线,并能够考虑应力路径对应力-应变关系的影响。

武汉鹦鹉洲长江大桥1#墩塔施工技术

鹦鹉洲长江大桥主桥长2 100 m,采用（200＋2×850＋200）m三塔四跨钢板结合梁悬索桥。1#塔墩位于汉阳江滩护坡上,地表标高12.0-21.0 m,高差起伏较大,基础施工对岸坡影响大,采用了＂前排桩＋锚杆＂的结构形式以保证大堤稳定。1#墩基础采用44根直径2.0 m钻孔灌注桩,钻孔深度超过80 m,采用筑岛、双排防护桩施工方案。1#塔塔柱高达126.2 m,截面尺寸大、混凝土方量大,施工采用爬模分节段施工。1#墩钻孔桩施工、围堰施工与岸坡防护的相互配合、承台大体积混凝土浇筑控温等均是本工程的施工重点与难点。

石灰改良膨胀土强度试验研究

以南阳某公路试验段膨胀土为对象进行石灰改良膨胀土强度试验,研究了无侧限抗压强度、内摩擦角及粘聚力与石灰掺量、养护龄期之间的关系。试验结果表明:无侧限抗压强度与石灰掺量成三次多项式关系,与养护龄期成线性关系,进一步给出了考虑石灰掺量与养护龄期的无侧限强度计算公式。内摩擦角及粘聚力与石灰掺量均成线性关系,内摩擦角与养护龄期成线性关系,石灰掺量为0时粘聚力与养护龄期成线性关系,石灰掺量不为0时粘聚力与养护龄期成二次多项式关系。石灰对改良膨胀土粘聚力的影响很大而对内摩擦角的影响很小,这是因为在石灰和膨胀土颗粒之间主要产生灰结作用和凝聚作用以提高膨胀土的抗剪强度。给出了最优掺灰量和最优养护时间。

不同干密度下土水特征曲线模型参数确定简化方法

为避免获得土水特征曲线模型参数的复杂测试过程,提出了一种确定模型参数的简化方法。通过使用Gardner,Van Genuchten,Fredlund&Xing 3种模型对土水特征曲线数据拟合,发现3种模型相关系数除干密度为1.50,1.60,1.71 g/cm^3时Gardner模型的决定系数R^2为0.940,0.949,0.953,其他相关系数均超过了0.96,拟合效果较好。对Gardner模型和Van Genuchten模型中各参数进行分析,发现它们与干密度之间有良好的相关性,干密度和各模型参数之间成线性、二次函数和幂函数关系,并据此提出了由干密度确定模型参数的简化方法,具有一定的实用性,期望能为工程提供参考。

邹城市独塔双柱预应力斜拉转体桥施工技术

山东省邹城市跨铁路转体桥长1 200m,双向4车道设计,标准桥宽为23.2m,其设计行车速度为50km/h。主桥采用墩塔梁固结结构体系,为独塔双柱型预应力斜拉桥。双柱平行双索面技术复杂,属于转体桥施工领域首创。主梁截面为箱型"π"型。大桥转体质量为21 000t,转体角度93.3m,转盘直径4.2m。其多项技术指标均处于亚洲领先水平。

初始干密度对非饱和土变形及强度影响的试验研究

通过压力板仪测定并对比分析了不同初始干密度下粉质黏土的土水特征曲线;使用GDS非饱和土三轴仪,进行了不同初始干密度、不同基质吸力下非饱和粉质黏土的强度试验。结果表明:van Genuchten模型可以较好拟合不同初始干密度粉质黏土土水特征曲线;试样进气值与初始干密度呈正相关,持水能力和水稳定性随初始干密度的增大逐渐增大;相同初始干密度的非饱和粉质黏土强度随基质吸力的增大而增大,随着基质吸力的增大,基质吸力对试样抗剪强度的贡献值逐渐变小。不同初始干密度的试样体积变化均随着基质吸力的增大而减小,且初始干密度越大,不同基质吸力试样体变越接近一致。重塑非饱和粉质黏土的应力-应变关系可以用双曲线模型来描述,试样切线模量随基质吸力的增大而增大。