基于裂纹系的砼轴拉构件亚临界扩展研究

普通混凝土构件存在多裂纹的特点,现有的单裂纹模型仅反映了构件的抗裂能力,而没有反映构件内部在极限荷载之前既已发生的有害的裂纹发展情况。针对这一问题,提出采用裂纹系模型研究混凝土构件的亚临界扩展过程。为简化,选取轴拉构件为研究对象,以缝端微裂纹区模型为基础建立了楔形的单裂纹模型,并以几何分布参数——裂纹平均间距、裂纹初始长度及其数量百分比为框架建立了由单裂纹模型串式排列而成的裂纹系模型。采用该模型模拟了轴拉构件的受拉试验和断裂试验,结果表明选取合适的参数后模型能够准确反映混凝土宏观断裂过程和微观裂纹扩展过程,并且对于含预制裂缝试件,裂纹总数为实际数量的裂纹系模型结果与现有单裂纹模型结果吻合。采用该模型的分析表明,混凝土亚临界扩展过程源于混凝土初始裂纹系由长到短逐级开展;其真实起裂点远早于通常试验观测到的起裂点,其失稳点——失稳韧度可以通过减小混凝土初始裂纹系最小长度提高。

红砂岩路基强夯处理大变形数值模拟方法与效果分析

针对红砂岩路基难以压实的特性,采用强夯方法,提高红砂岩路基压实度。基于强夯处理红砂岩路基的现场试验,采用显示动力有限元程序LS-DYNA建立强夯三维模型,对强夯的动力响应进行了数值模拟,研究了强夯作用下红砂岩碎石土路堤的应力-应变变化规律,得到了强夯后土体的应力场、位移场,并与现场试验结果进行了对比,分析了强夯加固红砂岩路基的作用机制及有关夯击参数的取值方法,认为直径为2 m的夯锤在1 200 kN.m夯击能作用下的有效影响深度为4～6 m,锤间距(中心距)不宜大于3.5 m。

非饱和路基土水分运移的室内试验研究

模拟路基填土的实际情况,研究设计了不同表面辐射温度和降雨强度的非饱和土水分运移的室内试验方法。通过测定土样在相应边界条件下土体不同深度位置的含水率随时间的变化,揭示了温度、压实度、降雨强度3个因素对非饱和土水分运移影响的规律,据此探讨了路基填土的水分运移规律,认为提高压实度能显著减少水分运移变化。

隧洞岩爆机理与岩爆预测的断裂力学分析

在应用断裂力学原理分析岩体裂隙扩展特点的基础上， 分析讨论了岩爆发生机理， 提出了隧道围岩应力强度因子等值线的概念， 认为隧洞岩爆将沿该应力强度因子等值线 ＫⅡθ＝ ＫⅡＣ圈定的范围崩落， 岩体裂隙失稳扩展导致隧洞岩爆的必要条件为同时满足裂纹开裂判据 ＫⅡ＝ ＫⅡＣ及裂纹失稳扩展判据ｋ ＋ ｆ′（δ） ＜ ０ ， 并指出同时满足这两个条件的岩体裂隙有临界开裂和临界止裂两个长度。

加筋率对稻秸秆加筋土开裂特性的试验研究

针对花岗岩残积土边坡生态防护采用的稻秸秆加筋土,通过室温与模拟日照条件下的加筋土开裂试验研究稻秸秆加筋率对土体开裂性能的影响规律,结果表明:室温条件下稻秸秆加筋率为0.3%,0.4%和0.5%的试样均未发生开裂;模拟日照条件下加筋土试样开裂过程按裂缝宽度发展速度可分为缓慢发展Ⅰ、快速发展Ⅱ、缓慢发展Ⅲ和稳定发展Ⅳ4个阶段,快速发展阶段加筋率0%,0.4%,0.5%的试样均完成70%以上的裂缝开裂宽度,加筋土样含水率呈现出快—慢—快—慢的变化过程,而裂缝宽度呈现快—慢—稳定的变化过程,稻秸秆对试样具有保湿作用,但加筋率过多会导致土样中的空隙增大,为水分蒸发提供通道;稻秸秆加筋土开裂的界限加筋率应为0.3%,其结果可为稻秸秆加筋土生态防护设计提供借鉴。

粉土基质吸力的新型量测装置与土-水特征研究

以非饱和土张力计原理为基础,制作了一种新型的基质吸力量测装置,并通过实测过程的不断总结与改进,得到了一种成本低廉、制作简单、操作便利、试验快速和结果可靠的非饱和土基质吸力量测装置,以此装置测定了不同体积含水率、不同压实度和干湿循环后粉土的基质吸力变化规律,得到了不同压实度粉土的土-水特征曲线,并通过Origin软件中的Boltzmann模型进行拟合对比分析,得到了与压实度相关的土-水特征曲线,比较了不同压实度粉土的含水率变化对基质吸力的不同影响特点。试验结果表明,干湿循环对粉土的基质吸力和强度有很大影响。

岩石压剪断裂机理及强度准则的探讨

岩石压剪断裂机理及强度准则的探讨王桂尧孙宗颀徐纪成（中南工业大学资源开发系，长沙，４１００８３）１前言压剪断裂在水利、地震及矿山岩体破坏中的极其重要性已引起人们的普遍关注。目前国内外已开展了有关岩石压剪断裂的初步研究，并在压剪断裂判据等方面取得了进...

断裂力学在震源机制分析中几个问题的探讨

探讨裂纹的扩展是否会导致地震的判断方法，分析Ⅱ型裂纹在张开与闭合情况下的不同扩展规律，讨论断层等结构面的分布形态对地震序列的影响等方面的问题。

绳网护坡的强降雨冲刷和雨水入渗试验研究

基于公路边坡的水土保持及稻秸杆等废弃物的全生态循环利用目的,研发了可防雨水冲刷的全生态绳网护坡结构,设计了室内模拟边坡的强降雨冲刷和雨水入渗试验。通过测试不同绳网参数护坡的坡面冲刷水流速度、泥沙冲刷量及雨水入渗情况,研究绳网护坡的防雨水冲刷机理及雨水入渗特点,得到绳网护坡的最优设计参数。通过绳网护坡的现场试验,得到南方高温多雨地区绳网护坡的应用效果,以及草绳绳网的腐烂变化情况。与无防护裸坡相比,绳网护坡能减缓坡面水流流速20%~50%,减少强降雨引起的泥沙冲蚀量60%以上,同时绳网护坡还能明显增加雨水入渗,因此绳网护坡比其他方法更有利于水土保持。

降雨条件下路基边坡渗流分析

该文依据岩土饱和-非饱和渗流理论,运用有限元分析软件,对降雨条件下路基边坡渗流场以及含水率分布、孔隙水压力变化情况进行了模拟分析。研究结果表明:在不同降雨强度下,当雨强大于土体饱和渗透系数时,入渗深度随时间逐步向下推移,并且推移深度较大;当雨强小于土体入渗能力时,入渗速度较慢,入渗深度小于饱和入渗。裂隙的存在对降雨入渗过程中孔隙水压力和体积含水率分布具有较大影响。

小乔木根系根土间作用力的室外拉拔试验研究

小乔木根系在边坡生态防护中具有相当高的比例,研究土壤贫瘠小乔木根系的护坡机理及影响因素,对进一步提高或改进边坡生态防护技术具有理论和实际意义。在综合国内外相关研究成果的基础上,通过室外拉拔试验研究了红黏土边坡湿地松根系在大气降雨、含水率、根系几何参数等变动情况下根系对坡面土体加固能力的影响。试验结果表明强降雨条件下,表层土体的含水率大于深层土体的含水率,含根土体含水率大于素土含水率,表明小乔木根系有助于坡面土的雨水入渗;最大拉拔力随含水率的增加表现为单调递减或在最优含水率附近最大的先增大后减小的趋势,两者间为二次函数的关系;最大拉拔力随根系体积的增加总体表现单调递增,但在含水率为22%和24%时,最大拉拔力随根系体积的增加先减小后增大;植物根系在不同体积或含水率下,拉拔力-位移曲线波动较大。

基于.NET平台的路基沉降监测数据处理系统开发研究

路基沉降的监测与控制是保证高速公路建设质量的有效手段之一,针对路基沉降监测数据的处理,该文在.NET开发平台上利用Visual Studio Tools for Office对Excel进行二次开发,同时将Matlab编写的路基沉降预测函数转换为支持.NET的COM组件,再利用C#与Matlab的混合编程技术,完成了路基沉降监测数据处理系统的开发。实际应用证明,该数据处理系统提高了工作效率,有效地指导了路基施工,取得了一定的经济效益。

降雨条件下红粘土路基水分运移数值分析

依据非饱和土降雨渗流理论,结合实测红粘土土水特征参数,利用有限元分析软件,模拟红粘土路基饱和-非饱和降雨入渗下含水率和压力水头动态变化规律,分析降雨强度、土体渗透性系数变化对路基内部渗流场变化影响机理。分析结果表明:红粘土路基降雨入渗情况下路基土降雨影响饱和区深度一般为2～3 m,随着降雨历时增加,土坡饱和区扩大,对低透水性红粘土,短期降雨对路基渗流影响较小,当表面存在裂缝时,降雨入渗将造成浅部快速饱和并引发表层土体滑动,将对路基边坡稳定产生不利影响。

路基土水分扩散和冷凝迁移的室内模拟

为研究水分扩散和冷凝迁移引起的路基软化机理及影响因素,设计制作模拟路基竖向水分冷凝迁移和水平方向水分扩散迁移的试验装置。首先,模拟竖向温差条件,通过室内试验研究不同压实度路基土在温度梯度作用下的竖向水分冷凝迁移高度和迁移速率变化规律;然后,模拟晴雨交替和连续降雨条件,对不同晴雨交替循环、不同压实度和不同边坡坡度路基土的水分扩散迁移变化进行试验研究,得到了晴雨交替与连续降雨、不同土样压实度以及边坡坡度对路基土水分扩散迁移的影响规律。研究结果表明:路基土的压实度、路基边坡坡度以及晴雨交替循环等因素会对路基边坡的水分扩散迁移速率及迁移范围产生显著影响。路基土的水分扩散迁移是引发高填方路基含水率升高及路基软化的主要原因。

岩石Ⅱ型断裂韧度的实验方法

针对纯剪断裂试件存在的问题，提出了采用压剪试件实现岩石Ⅱ型裂纹剪切断裂并测试岩石剪切断裂韧度的实验方法，并通过对压剪试件的应力分布和测试结果的分析讨论，提出了岩石Ⅱ型断裂韧度实验的最佳方案，并进而讨论了Ⅱ型裂纹的两种不同断裂型式和断裂判据。

岩石Ⅱ型裂纹扩展的一般规律

对大理岩Ⅱ型裂纹的扩展规律进行了实验研究，认为岩石Ⅱ型裂纹的扩展具有机理完全不同的Ⅰ型、Ⅰ－Ⅱ复合型及Ⅱ型３种断裂形式，因而有３个不同的剪切断裂韧性及在纯剪断裂条件下，由此认为剪切裂纹的扩展应有３个不同的判据。

纯剪载荷作用下的岩石断裂

利用四点弯剪切法研究了岩石纯剪载荷作用下的断裂规律，并提出了岩石发生真Ⅱ型断裂的条件，探讨了测定岩石真Ⅱ型断裂韧性的方法。

两种新型生态防护方法模拟边坡冲刷的试验研究

针对土质边坡现有生态防护方法存在防雨水冲刷效果较差或造价较高等缺陷,该文提出采用短管式边坡生态防护和竹片式边坡生态防护的新方法,并利用室内模拟试验装置,分别对这两种方法进行了室内模拟边坡的冲刷试验,研究得到了短管直径、竹片间距、短管或竹片埋入深度及出露高度等因素对土质边坡强降雨冲刷的影响特性,通过研究认为这两种方法均能减少强降雨冲刷50%以上,达到空心混凝土砌块护坡类似的作用;通过试验得到了不同防护方法的设计参数,这两种方法是土质边坡生态防护的新方法。

土工聚合物减小土体差异沉降的机理及最佳埋置深度的计算

以弹性理论为基础，分析讨论了利用土工聚合物减小土体差异沉降的机理和土工聚合物最佳埋置深度的确定方法．

岩石张拉与剪切断裂的比较

本文探讨了岩石Ⅱ型裂纹剪切断裂韧性的测试方法，并把结果与１型断裂及Ⅱ型裂纹和Ⅰ型扩展的断裂韧性、厚度效应及断裂机理等方面之间的差异进行了比较讨论。