冻融劣化混凝土的单轴动态力学特性研究

为研究不同冻融循环次数、不同加载速率下的混凝土的力学性能,对混凝土进行不同冻融循环次数(0次、10次、25次、35次、50次)不同加载速率(10^(-5)s、5×10^(-5)s、10^(-4)s、5×10^(-4)s、10^(-3)s)下的循环加卸载压缩试验。研究结果表明:(1)混凝土的质量随着冻融循环次数的增加而先增大后减小,呈二次曲线关系;(2)混凝土的峰值应力与应变速率的对数呈线性增长的关系,峰值应力及其对应变速率的敏感性随着冻融循环次数的增加而减小;(3)峰值应变随着加载速率的增加而增大,随着冻融循环次数的增加,峰值应变明显增大;(4)选用峰前服从Weibull统计分布函数,峰后服从Lognormal统计分布函数的混凝土动态损伤本构模型。

水环境下混凝土动态抗压特性试验研究

为了了解混凝土在水环境下的力学性能,采用300 mm×600 mm的圆柱体试件,在10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪上进行不同应变速率(10^(-5)/s、10^(-3)/s、10^(-2)/s)下的饱和混凝土单轴压缩试验和循环孔隙水压预处理后的混凝土常三轴压缩试验,对比分析不同加载方式对混凝土基本力学参数与损伤破坏特性的影响,并基于水环境下的作用机理对试验现象作出解释,研究表明:相对于饱和单轴加载,常三轴作用下的混凝土峰值应力更高,峰值应变更大;围压作用下,随着孔隙水循环次数的增加,混凝土的峰值应力增大,循环孔隙水压作用对混凝土的率敏感性具有促进作用;不同加载方式的损伤组合图中,单轴作用下,混凝土损伤路径最短,损伤变量的增加速度最快;常三轴作用下,不同循环孔隙水压作用下混凝土的损伤路径由于应变速率的提高发生了变化。

不同初始孔隙水压力下混凝土动态力学特性

为研究不同初始孔隙水压力下混凝土动态力学特性,利用10 MN大型多功能液压伺服静动力三轴仪进行不同初始孔隙水压与不同加载速率下的混凝土常三轴试验。结果表明:不同围压下,混凝土内部孔隙水压的变化规律可分为迅速变化、缓慢变化和趋于稳定3个阶段。不同应变速率下,混凝土峰值应力随初始孔隙水压的增大逐渐增大,高应变速率提高了初始孔隙水压力对混凝土峰值应力的影响;初始孔隙水压力在较大程度上提高了混凝土峰值应力的率敏感性。不同初始孔隙水压力下,混凝土峰值应力随应变速率的提高逐渐增加。依据试验数据,基于Weibull统计理论模型构建了混凝土水环境下的经验率型本构方程,对不同初始孔隙水压下混凝土常三轴动态压缩应力-应变曲线进行描述,拟合效果良好。这证明所建模型可用来描述不同工况下混凝土应力-应变全曲线及损伤变化规律。

利用稀土元素示踪三峡库区小流域模型泥沙来源

通过建立三峡库区小流域模型,实施降雨强度分别为60,90,120mm/h的3场人工模拟降雨,并结合REE示踪技术,对小流域模型侵蚀产沙过程进行定量研究。结果表明:3场降雨中,小流域不同地貌部位侵蚀量随着降雨的持续均呈现不同规律的波动性变化。而在土壤侵蚀量的贡献率方面,除Ⅵ区呈现先急剧减小后趋于稳定及V区呈现增加后减小的趋势外,其他各区均呈现稳定增长并趋于稳定。总体来看,沟道系统的侵蚀贡献率均大于坡面系统,并呈现沟道系统贡献率逐渐减小,坡面系统贡献率逐渐增加的趋势。3场降雨试验的实测土壤侵蚀量与示踪计算土壤侵蚀量对比,证明示踪结果具有一定准确性。

香根草光合特性对水淹-干旱交替胁迫的响应

三峡水库消落带因水位的周期性变化,使其土壤含水量呈干湿交替变化,而大多数原有植物难以适应新的生境,导致生态系统严重破坏。利用盆栽法模拟其水淹条件,以30,60,90和120d为周期进行水淹—干旱交替处理,研究了香根草当年实生幼苗在水淹与干旱交替胁迫下的光合特性及生理生态适应机制。结果表明,不同胁迫周期的水淹—干旱交替胁迫均显著影响香根草幼苗的生长及其光合生理特性。各组幼苗的株高、净光合速率、气孔导度及叶绿素含量等生理生态学指标均随时间变化呈不同幅度的升降变化。而不同组间的各项指标值均随交替周期的增大而减小。但无论何种变化,各处理组最终又都能逐渐恢复或趋于稳定状态,保持较高的存活率。因此,香根草对水淹和干旱均具有良好的耐受力和适应性,可作为三峡库区消落带植被恢复建设的重要植物种类。

循环孔隙水压下混凝土的力学特性和损伤演化

为探究混凝土在潮汐、蓄放水等循环水压环境下工作的情况,对饱和混凝土进行了不同次数(0,50,100,200)的有压水循环预处理,并在有围压的水环境中直接对混凝土进行加载,加载速率恒定为10^(-4)s^(-1)。分别在应力空间上和应变空间上探究了循环水压对混凝土力学性能和损伤演化的影响。研究结果表明:(1)循环次数对混凝土力学性能的影响包含了有利影响与不利影响,有利影响主要表现为混凝土内部的Stefan效应,会增加混凝土的峰值应力与变形能力,同时延缓损伤的发展;(2)Stefan效应在循环次数较少时(≤100)占据主导地位,且随循环次数的增加而增大,并在孔隙水使混凝土内部孔隙发生连通和贯穿后开始减弱;(3)在混凝土受压过程中,由于混凝土内部共轭面的相对滑移,Stefan效应有一定的滞后性,但总体的影响程度大于不利影响;(4)所推导的损伤变量计算方法从能量耗散角度出发,将塑性应变能作为材料损伤耗能的一部分,反映了材料变形模量的退化,且比较符合实际工程经验。

有压水环境下循环荷载历史对饱和混凝土动态力学特性的影响

为研究有压水环境中循环荷载历史对混凝土动态力学性能的影响,对历经不同荷载循环次数(0、25、50、100次)的水饱和混凝土试件(在2 MPa围压水环境中)进行了不同应变速率(10-5、10-4、10-3、10-2/s)下的常规三轴静动态压缩试验,分析了混凝土材料的峰值应力、峰值应变、弹性模量、吸能能力等基本力学参数的变化规律和机理。结果表明:同一加载速率下,水饱和混凝土的峰值应力、弹性模量和吸能能力均随循环次数的增长呈现出先增大后减小的规律,并且峰值应力和吸能能力增减的转折点随着应变速率的提高而向荷载循环次数增大的方向平移,峰值应变整体上呈减小的趋势;相同荷载循环次数后,峰值应力、峰值应变和吸能能力随着加载速率的增大而逐渐增大,并且荷载循环次数越大,率效应越显著,弹性模量随着加载速率的增大而逐渐较小。

水位变化条件下波浪侵蚀坡面微地貌演变过程

大量水利工程的修建形成大量的水库,由于水利工程有调控水资源的需要,水位涨落在所难免,这种条件下波浪对库岸的侵蚀与水位固定时必然不同.利用水槽模拟试验,研究水位在涨、落以及固定时波浪对20°边坡的侵蚀.结果表明,水位涨落时与水位固定时波浪侵蚀过程有明显不同.水位下落时15～30min为主要侵蚀时间段,中部土体侵蚀严重,水位上涨和固定时中上部土体侵蚀严重.3种水位条件下,侵蚀率都呈现先快后慢的趋势.水舌作用是波浪侵蚀的重要因素之一.当对库岸进行构件保护时,可考虑以消减水舌拍击坡面的力量为主要手段.