一种消除结构面直剪试验误差角的调平夹尺

室内结构面直剪试验制样过程中容易产生误差,获取的结构面抗剪强度参数不够准确,岩体结构面在水泥砂浆中不能保持水平是产生误差的原因之一,大量测量数据统计表明,结构面普遍倾斜5°左右。由于倾斜的存在,必然导致结构面模型在进行直剪试验时,结构面与直剪仪所加的竖直力不能垂直,从而造成法向应力与剪切面不垂直,严重影响实验数据的准确性和可靠性。在结构面制样时,运用调平夹尺钳口固定结构面,通过水准气泡的居中来调整结构面位置使其水平,消除结构面在水泥砂浆中产生的误差角,使直剪实验获取的结构面抗剪强度参数准确可靠。

土岩混合体力学特性室内直剪及现场推剪试验对比研究

土岩混合体是由土体与不规则岩块混合形成的一种特殊地质介质,在山区广泛分布,对山区道路、隧道等工程建设影响较大。由于其特殊性,其力学性质不易查明,从而影响对其进行准确评价,由此可能造成工程成本的浪费或处理不当带来工程安全隐患等问题。结合兴延高速公路梯子峪隧道工程中一处典型的土岩混合体,进行了3组原位水平推剪试验及2组室内直剪试验,揭示了这类非均质、非均匀性的复杂地质介质的力学特性,通过对比原位试验及室内试验成果,综合分析、评价本工程中的土岩混合体的抗剪强度指标,充分体现了原位测试工作在解决实际工程问题中的必要性。

碾压混凝土层面抗剪强度的细观数值研究

碾压混凝土 (RCC)层面抗剪强度关系到碾压混凝土坝的安全。笔者采用随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构 ,利用有限元方法数值模拟碾压混凝土试件的细观损伤断裂和抗剪强度 ,将所得数值结果与混凝土重力坝设计规范参考值比较 ,结果较为吻合。同时对直剪试验尺寸效应进行研究 ,并给出提高层面抗剪能力的措施。

碾压混凝土直剪试件细观结构的数值模拟

从细观层次上将碾压混凝土试件当作是由硬化水泥粉煤灰砂浆、粗骨料、二者间的粘结带以及水泥砂浆中间层面组成的非均质复合材料,由随机骨料模型模拟碾压混凝土的细观结构,用非线性有限元法模拟试件在直剪作用下的细观损伤断裂,从而求得其宏观抗剪断强度.计算结果与《混凝土重力坝设计规范》所提供的参考值较为吻合,据此还进行了试件破坏机理分析.应用此种计算方法,可节省直剪试验工作量,并可进行直剪试件的尺寸效应分析,有广阔的应用前景.

两河口水电站混合料流变模型研究

对两河口水电站混合料进行了三轴流变试验研究,对其流变机理和模型进行了探讨。两河口水电站混合料的轴向和体积流变特性可以用幂函数来描述,模型参数可根据试验得到的流变特性确定,并对流变模型参数的影响因素及取值进行了分析。

经历剪切变形历史的岩石节理表面形貌变化

采用巴西劈裂法制成四组不同岩性的人工节理面,利用RYL–600岩石剪切流变仪对节理进行不同垂直压应力下的剪切试验,并运用TALYSURF CLI 2000扫描仪在每次剪切前后对节理面进行扫描,计算多个描述节理面形貌特征的三维参数值,通过三维参数值的变化定量分析节理面细观形貌的变化。研究结果表明:节理面抗剪强度的变化与节理面形貌变化有紧密联系,经历四次剪切作用后,节理面整体高度略微降低,各点间的高差缩小;峰点密度减小,节理面的凹凸程度降低;节理表面形态的各向异性程度降低,节理面整体的倾斜程度降低;对于节理面的同一变化,不同参数反映的角度和变化的幅度都不同,随垂直应力的增加,各次剪切作用后节理面的形貌变化量逐渐减小,形貌趋于平整。

组合空腹板架结构中方形钢管剪力键拟静力试验研究

剪力键是连接组合空腹板架上层混凝土板与下层交叉钢肋的竖向构件,其作用是保证混凝土板和交叉钢肋共同工作、协同受力,是结构中的关键构件。通过MST液压伺服加载系统对三个具有相同外形尺寸,而钢管中布置不同形式加劲板的方形钢管剪力键件进行了水平低频反复荷载下的拟静力试验,研究了钢管剪力键的破坏性态、滞回特性、位移延性、耗能能力以及构件的强度和刚度退化等抗震性能指标。研究表明,设置加劲板可以提高钢管剪力键的承载能力和抗侧移刚度,改善构件的应力集中现象,同时加劲板的设置也改变了构件的延性和耗能能力。

方形薄壁生态护岸结构水力特性试验研究

通过物理模型试验,研究方形薄壁生态护岸结构不同孔隙率条件下的水力特性。结果表明:不同孔隙率下水面线变化趋势基本一致;孔隙率越大,护岸区内水流减速效果越好;紊动强度和孔隙率呈正相关性;护岸前、后断面剪切应力沿横向分布规律基本一致,整体上呈先增大再减小的趋势,纵向分布平顺,剪切力大致相同。

基于P_s值的软土抗剪强度指标选取研究——以武汉长江Ⅰ级阶地为例

对武汉长江Ⅰ级阶地多个典型基坑工程软土进行静力触探试验以及各种试验条件下的抗剪强度试验,通过500多组试验数据分析了P_s值与抗剪强度指标之间的相关性,得到了回归拟合曲线方程。结果表明,武汉长江Ⅰ级阶地软土抗剪强度指标与P_s值具有较好的相关性。利用P_s值根据拟合曲线方程计算各种试验条件下的抗剪强度指标,同时使用有限元方法建立深基坑三维数值分析模型,通过支护桩水平位移模拟值与实测值的对比分析,得出使用三轴固结不排水抗剪强度指标更符合实测结果。所建立的回归拟合曲线方程为武汉长江Ⅰ级阶地软土抗剪强度指标的获取提供了一个简单易行的方法。

冷弯薄壁构件与组合板螺钉连接推出试验研究

为研究冷弯薄壁型钢组合楼盖中螺钉连接的受力性能和破坏模式,对4个冷弯薄壁构件与组合板采用自攻螺钉连接的推出试件进行了单调静载试验。通过推出试验研究了不同抗剪构造措施和不同楼板面材料对推出试件抗剪刚度、抗剪承载力及粘结性能的影响。试验结果表明:石膏基自流平砂浆推出试件在发生局部粘结破坏后,砂浆面板逐步退出工作,试件因压型钢板屈曲和螺钉倾斜而破坏;混凝土推出试件在发生局部粘结破坏后,螺钉连接未发生破坏,试件因混凝土面板脱落而破坏;在组合板中加入抗剪构造可提高试件的粘结性能和抗剪刚度,但会降低抗剪承载力。采用《冷弯薄壁型钢结构设计规范》(GB 50018-2002)计算推出试件中单颗螺钉的抗剪承载力较为合理。

红砂岩风化土湿化特性的三轴试验研究

针对红砂岩风化土遇水易湿化、崩解,从而影响路基填筑体稳定性的问题,选取某高速公路红砂岩风化料,采用单线法,在两种密度条件下进行了三轴湿化变形试验,分析了密度、围压和应力水平对湿化轴向应变的影响规律,并对湿化后试样的后续剪切强度进行了研究。试验结果表明:随着围压的增大和应力水平的提高,红砂岩风化料的湿化轴向变形有明显提高;而随着密实度的增加,湿化轴向变形有所减小。同一围压下,湿化轴向应变随着应力水平的增长而增大,两者近似呈线性关系。湿化后试样的峰值强度随应力水平的增加略有降低,而且普遍低于饱和状态试样的峰值强度。

室内土工试验应注意的问题

根据作者长期从事土工试验的经验,阐述了在室内土工试验时,样品制备、含水率试验烘箱温度选择、水平固结试验和直接剪切试验中应该注意的问题。

未胶结钙质砂静力和循环强度的单剪试验研究

通过等体积的单调和循环单剪试验研究南海未胶结钙质砂的静、动力反应,讨论应力水平和相对密实度对钙质砂静、动力强度的影响,并与典型的石英砂性质进行比较。在单调单剪试验中,中密和密实钙质砂在100～400 k Pa范围的初始竖向应力下都表现出应变硬化的性质,有效内摩擦角随剪应变增大。在循环单剪试验中,钙质砂的反应与相对密实度和初始竖向应力密切相关,但中密和密实钙质砂中的等效孔压都能达到初始竖向应力的85%～90%,此时剪应变突增,试样发生破坏。与相近密实度的石英砂相比,钙质砂抵抗液化的能力更强。提出了南海钙质砂动强度的归一化表达式,建立了不排水静强度、不排水动强度和循环次数之间的关系。

三轴试验单试样多级加荷的适用性分析

抗剪强度是地基设计参数计算中的重要指标,本文通过对重塑土和原状土三轴试验的单样多级加荷与多样四级加荷试验方法的对比,阐述了单样多级加荷方法所提供抗剪强度值在实践中的可行性。

双峰寺水库碾压混凝土层面大型抗剪试验

通过双峰寺水库工程现场碾压混凝土（RCC）试验块的剪切试验,发现存在有剪切强度离散性、局部骨料的架空、剪切时拉伸、τ~Δμ的多样性、剪切面的不同破坏模式等现象。提出了施工方在试验块碾压过程中层间铺设时间间隔不够等原因造成的。

湖北咸宁核电站场平工程原位直剪试验研究

结合湖北咸宁核电站场平工程,从试点的选择、试件制备、试验布置、设备安装、荷载施加等方面探讨了水平推挤法试验的关键步骤。根据试验记录和现场资料,得出了抗剪强度参数,绘制了土体破坏剪切压力与位移的关系曲线。

现代高强韧性管线管落锤撕裂试验的技术要求

高压天然气管线脆性断裂往往会导致灾难性事故。回顾了早期国际上脆性断裂止裂的研究成果,对目前我国及国际上管线钢管技术标准中作为重要控制指标的DWTT剪切面积的规定进行了总结,并在脆性断裂止裂理论基础上,分析讨论了我国天然气管道长输管线用高钢级厚壁管线管DWTT技术要求,指出对于现代高强韧性X80厚壁管线钢管,在较低应力水平下使用时,DWTT要求建议为平均值50%SADWTT,另外还提出了管线钢板材DWTT试验温度分析方法和推荐值。

橡胶砂泊松比试验研究

应用三轴试验方法,研究10种不同配比橡胶砂在4种围压下的泊松比变化规律,结果表明:(1)较低橡胶含量的橡胶砂泊松比变化规律与纯砂类似,由于剪胀效应的存在,泊松比出现大于0.5的情况,中等橡胶含量橡胶砂的泊松比随轴向应变或应力水平的增加而呈单调增加趋势,较高橡胶含量橡胶砂的泊松比呈先减小后增加的趋势;(2)橡胶砂初始泊松比随橡胶含量呈V型变化,先减小后增加,临界橡胶含量在35%~40%范围;(3)在破坏阶段橡胶砂泊松比趋于0.5;(4)围压对橡胶砂泊松比变化规律影响甚小。橡胶砂泊松比上述变化规律的主要力学机制是由于不同组分特征的橡胶颗粒与砂颗粒在混合物中形成不同的受力骨架。最后,提出橡胶砂泊松比随应力水平变化的经验估计式,与试验结果的对比证明其能反映橡胶砂泊松比的主要变化规律。

钢筋混凝土水平拼接叠合剪力墙抗震性能试验研究

通过对3片钢筋混凝土水平拼接叠合剪力墙、1片钢筋混凝土整体叠合剪力墙和1片钢筋混凝土全现浇剪力墙进行抗震性能试验研究,对比研究了试件的裂缝发展情况及破坏形态,分析了试件的承载能力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性性能、耗能性能等。研究结果表明:水平拼接叠合剪力墙与整体叠合剪力墙以及全现浇剪力墙的受力过程、破坏模式基本相同,抗震性能指标相近,具有较好的抗震性能;水平拼接节点构造合理,水平拼接叠合剪力墙的承载能力不低于整体叠合剪力墙;剪式支架能使钢筋混凝土叠合剪力墙的预制部分与现浇混凝土形成整体,协同工作承受外部荷载。

九甸峡堆石料蠕变特性试验研究

通过大型三轴蠕变试验,对九甸峡面板堆石坝堆石料进行了研究,对其蠕变机理和模型进行了探讨,并对蠕变模型参数的影响因素和取值范围进行了分析。九甸峡堆石料轴向蠕变在半对数坐标中与时间基本上呈线性关系,而体积蠕变则在双对数坐标中与时间有良好的线性关系。因此,可采用对数函数εa=a+blgt描述轴向蠕变与时间的关系,采用幂函数εv=αtβ拟合堆石料体积蠕变与时间的关系,模型参数可以通过三轴蠕变试验获得。