非饱和土的新非线性模型及其应用

为描述非饱和土的应力-应变特性,基于非饱和土三轴剪切试验,提出泊松比变化率(即切线泊松比随轴向应变的变化速率)的概念,发现非饱和土的切线模量和泊松比变化率均随轴向应变的增加呈指数衰减规律,基于此提出了一种描述非饱和土应力-应变关系的新非线性模型。该模型不仅能描述应变硬化,而且能描述应变软化;能对非饱和土三轴不固结不排水剪、固结排水剪、固结不排水剪试验的应力-应变关系进行描述;模型共包含6个参数,物理意义明确,确定方法简便。利用提出的模型对国内外文献中的三轴试验进行了模拟,结果表明,模拟结果与试验数据有很好的吻合度,从而验证了模型对试验数据的合理性和适用性。

南水北调中线工程安阳段渠坡换填土广义土–水特征曲线的试验研究

为探讨应力状态和应力路径对非饱和土广义土–水特征曲线的影响,以南水北调中线工程安阳段渠坡换填土为对象,应用非饱和土三轴仪,进行一系列控制偏应力和净平均应力为常数的三轴收缩试验、控制偏应力和基质吸力为常数的三轴各向等量加压试验和控制净平均应力和基质吸力为常数的三轴等p剪切试验。研究结果表明:基质吸力、净平均应力和偏应力对水量变化均有较大影响;提出改进的非饱和土广义土–水特征曲线的表达式,能综合反映应力状态和应力路径的影响,用该式计算的结果与试验数据更为吻合。

南水北调中线工程安阳段渠坡换填土的强度特性研究

为了分析南水北调中线工程安阳段渠坡的稳定性,对该渠坡换填土在不同含水率下进行了不固结不排水三轴剪切试验。研究结果表明：剪切速率对基质吸力的影响较大,而对强度的影响较小;通过比较确定了合适的剪切速率;含水率相同的试样在不同围压下的强度值在pf-qf坐标上呈良好的线性关系;得到了试样在不同含水率下的总强度指标,建立了总内摩擦角和总黏聚力与含水率的关系式。

非饱和Q_3黄土渗气特性试验研究

为研究非饱和原状和重塑Q3黄土渗气系数的变化规律及其两者的差异,以改进的三轴渗气仪为手段,进行一系列考虑干密度、含水率和各向异性等因素影响的渗气试验。研究结果表明:根据Fick定律和Darcy定律推导的渗气系数计算公式,在较低压力下两者计算结果差别不大,而在较高压力下,Darcy定律计算结果要优于Fick定律;非饱和原状黄土中气体流动遵循Darcy定律,原状黄土渗气系数随着干密度和含水率的增大而减小,且最优含水率以后变化较为明显;由于原状Q3黄土各向异性,竖向原状试样渗气系数始终大于同一埋深横向试样的渗气系数;相同干密度条件下,含水率对重塑黄土渗气系数的影响要比原状黄土大。根据试验结果提出考虑干密度、充气孔隙度(饱和度)和各向异性等因素影响的原状黄土渗气系数计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。

考虑基质势影响的非饱和土水分运移规律测试系统研制

借助于国内外先进的吸力探头传感器、水分传感器、相应的采集系统、计算机系统和自加工的有机玻璃土样桶等,研制出国内外首台考虑基质势影响的非饱和土水分运移规律测试装置。其结构简单,设计新颖,实用可靠,操作简单方便,能够将不同初始体积含水率的土样的水分运移变化情况,全面的进行数据化的统计、比较,并能够得出可靠的试验数据,能够定量研究不同基质势土样相互接触(水气混合)或不接触(气态水)时非饱和土中不同基质势对水分运移的影响规律;定量研究不同基质势、不同断面和不同时期非饱和土中水分变化和运移情况;直接、实时量测同一断面非饱和土在不同基质势作用下的非饱和土土水特征曲线,解决了非饱和土土水特征曲线无法直接量测或量测不准确的难题;量测范围广,适合多种非饱和土基质势组合时的量测,对基质势影响下的非饱和土水分运移规律做出数据化的展现,能够作为岩土工程、交通工程、水利工程和农业工程相关研究领域的可靠工具。

钢板混凝土复合梁在爆炸荷载作用下的损伤评估研究

为满足钢板混凝土复合梁爆炸损伤评估的实际需要,完成了钢板混凝土复合梁与钢筋混凝土梁承载性能的比较试验,研究了两种梁的承载性能与破坏特点,获得了二者的抗力试验曲线、抗弯变形限值及抗力函数。基于钢板混凝土复合梁的等效单自由度运动方程,采用数值求解方法,得出了评估其在爆炸荷载作用下破坏状态的超压-冲量(P-I)等损伤曲线。研究结果表明:钢板混凝土复合梁的承载力、变形限值、临界超压以及临界冲量比钢筋混凝土梁的都要高,前者的抗爆性能更好。

云南非饱和红粘土的强度和变形特性研究

为研究压实度对非饱和红粘土的强度和变形的影响规律,以云南腾陇公路路基填土为研究对象,利用非饱和土三轴仪,对3个不同压实度的36个红粘土试样进行了控制吸力的三轴剪切试验,研究结果表明:压实度、吸力和净围压对非饱和红粘土应力-应变曲线性状均有较大影响;红粘土的干密度越大,试样越容易发生脆性破坏;有效粘聚力、有效内摩擦角和吸力摩擦角均随干密度的增大而呈线性增长趋势;干密度相同时,有效内摩擦角随基质吸力的变化较小,可视为常数,而粘聚力随基质吸力的增加,近似线性增大;红粘土的偏应力-应变曲线可用双曲线描述。研究成果可为该地区的红粘土工程问题提供科学依据和有益参考。

非饱和含黏砂土的弹塑性剪胀特性研究

通过引入能够较好反映非饱和土弹塑性变形特性的Barcelona模型并结合能够较好反映砂土剪胀特性的Lade模型,进行了3种不同应力路径的三轴试验,给出了能反映非饱和含黏砂土应力应变特性的非饱和弹塑性模型,并讨论了吸力和净围压对弹性应变、塑性应变、塑性功和屈服函数的影响。推导出了总体积变形的表达式,该式同试验结果变化规律符合较好,说明该理论适合于非饱和含黏砂土。同时,由试验数据可以得出含黏砂土的体变峰值点、剪胀特性同净围压和吸力的变化有密切的关系。

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨

为研究非饱和土在侧限条件下的变形规律,进行了控制初始干密度和基质吸力的一维压缩试验,提出切线压缩系数和切线体积压缩系数的概念,发现切线压缩系数和切线体积压缩系数均随净竖向压力的增大呈指数衰减规律,建立了描述孔隙比–净竖向压力关系和竖向应变–净竖向压力关系的经验模型,结合国内外文献中的试验数据对模型的合理性及其对不同类别非饱和土的适用性进行了验证。提出的模型可用于计算任意压力间隔内非饱和土的平均压缩性指标,计算非饱和土由于浸水产生的一维湿化变形,还可用于描述非饱和土随基质吸力增大的一维收缩变形规律。

A simplified model to predict blast response of CFST columns

In order to study the dynamic response of concrete-filled steel tube(CFST) columns against blast loads,a simplified model is established utilizing the equivalent single-degree-of-freedom(SDOF) method,which considers the non-uniform distribution of blast loads on real column and the axial load-bending moment(P-M) interaction of CFST columns.Results of the SDOF analysis compare well with the experimental data reported in open literature and the values from finite element modeling(FEM) using the program LS-DYNA.Further comparisons between the results of SDOF and FEM analysis show that the proposed model is effective to predict the dynamic response of CFST columns with different blast conditions and column details.Also,it is found that the maximum responses of the columns are overestimated when ignoring the non-uniformity of blast loads,and that neglecting the effect of P-M interaction underestimates the maximum response of the columns with large axial load ratio against close range blast.The proposed SDOF model can be used in the design of the blast-loaded CFST columns.

浅析遥感技术给国防工程伪装带来的挑战与机遇

为适应国防工程伪装技术发展的需要,基于遥感技术特点和国防工程主要暴露特征,分析了高空间分辨率、高光谱分辨率和实时遥感技术对国防工程常规伪装手段提出的巨大挑战,指出了国防工程伪装应重点注意的问题。另外,从遥感技术有利于国防工程伪装的角度,探讨了其在辅助国防工程伪装规划、伪装效果检验以及促进伪装新技术开发等方面的应用价值。研究结果可为国防工程伪装提供参考。