基于不同根截面比的根-土复合体室内直剪试验

植被根系可显著提升土体抗剪强度。为量化小叶女贞根系对土体抗剪强度的贡献,以直径为2mm的小叶女贞根系-土复合体为研究对象,对不同根系分布形式与RAR(根截面比)的根-土复合体采取一系列直剪试验,并基于Mohr-Coulomb准则建立根-土复合体剪切力学模型。结果表明:根-土复合体的主体仍为土体,可适当忽略根-土界面摩擦角带来的土体内摩擦角变化;根系可明显提高根-土复合体抗剪强度,且法向应力和RAR较小时增强抗剪能力更显著;黏聚力随着RAR的增大呈现出相同的变化趋势,而内摩擦角受RAR影响较小,与模型预测一致。研究成果可为根系固土植被选择提供参考。

厚度规格和热轧工艺对热轧X70M管线钢DWTT的影响

热轧X70M及以上管线钢具有更高的强度和优异的低温韧性,是长距离输送油气的主要钢种。落锤撕裂试验采用全壁厚试样,比夏比冲击试验更能反映钢管的断裂情况,被广泛用于评价管线钢的抗脆性断裂能力。本文介绍了DWTT的检测评价方法,分析了厚度规格和热轧工艺对X70M管线钢DWTT的影响。研究表明:在相同工艺条件下,随热轧厚度增加,DWTT剪切面积比呈降低趋势,韧脆转变温度升高,对于剪切面积比≥85%的临界温度,10.8 mm厚度规格约在-38℃;X70M组织主要由针状铁素体、少量多边形铁素体、贝氏体组成,可以有效阻止裂纹扩展,有利于落锤撕裂韧性能;晶粒度一般为11级以上;在相同成分体系条件下,降低卷取温度可以细化晶粒,提高韧性。对于15.5 mm厚度规格开展不同的热轧对比工艺对比试验,其中-10℃试验条件下,低温卷取(480~510℃)DWTT剪切面积比平均97%,优于高温卷取(540~570℃)DWTT剪切面积80.5%。

岩石非对称凸起结构面抗剪特性试验研究

基于楔齿形结构面形貌特征,制作3种不同形貌的结构面,研究了楔齿结构特征参数最大潜在接触面积比A_(0)在不同法向应力作用下对结构面剪切特性的影响规律。试验结果表明,结构面法向应力较小、A_(0)较大情况下的破坏模式主要是爬坡磨损,其剪切应力-位移曲线呈现滑移型;随着法向应力增大、A_(0)减小,破坏模式逐渐转变为爬坡切齿和完全剪断破坏,其剪切应力-位移曲线呈现峰值剪断Ⅰ型和峰值剪断Ⅱ型。法向应力增大限制了持续剪胀效应,而A 0的减小改变了迎坡面的受力,使凸起在发生剪断时的有效承载面积增大,从而影响结构面抗剪强度。基于试验结果提出了新的结构面抗剪强度模型,为岩石非对称凸起结构面抗剪强度计算提供了参考依据。

基于试验与模型的根系增强抗剪强度分析

在总结近代学者对植物根系固土作用机制研究的基础上,采用大盒直剪试验与物理模型,对重庆缙云山地区6种常见植物:马尾松、香樟、广东山胡椒、四川大头茶、白毛新木姜子、四川山矾根系的增强抗剪强度进行对比。通过自制的大盒直剪仪对植物实际固土效果进行了测定,该大直剪仪具有简单、经济、易行等特点。通过对多种植物根系进行抗拉试验和根土复合体受力分析,确定了植物根系的抗拉强度与植物根面积比率。利用Wu模型对6种植物的根系固土效能进行模型计算。结果表明,不同的植物根系类型对增强抗剪强度值的影响非常显著。在重庆缙云山地区的土壤质地情况下,Wu的根土复合体模型高估了根系增强土壤的抗剪强度约为90%。基于该结论,为使Wu模型计算的根系固土强度值较为准确,修订Wu模型中的k值为0.63。

福州地区典型土动剪切模量与阻尼比的试验研究

通过对福州地区淤泥、淤泥质土、粉质黏土、粉质黏土与粉砂互层土、粉砂、残积土等6类典型土的共振柱试验,详细探讨了围压大小、土的性质对这6类典型土的动剪切模量G及阻尼比γ的影响。通过试验和理论分析,给出了福州地区6类典型土在不同围压下的G/Gmax和λ/λmax随γ变化的平均曲线及其参数的推荐值,并定量地给出围压对这6类典型土G/Gmax和λ/λmax随γ变化的平均曲线的参数的影响规律,对实际工程具有一定的借鉴作用。

西安地区典型土动剪切模量比和阻尼比的统计研究

利用西安市地震小区划项目中的大量典型土样动三轴试验结果,采用双曲线模型拟合得到了西安地区粉质粘土、粉土、砂土和卵砾土的动剪切模量比和阻尼比随剪应变的变化关系,给出了西安地区上述4种主要土壤类型在8个典型应变下的动参数值。所提结果对研究西安地区地基振动反应和场地地震安全性评价等工作具有参考和借鉴作用。

球型静力触探仪贯入双层土的困土效应

为研究各种几何类型的球型静力触探仪在双层黏土地基中的贯入特性,采用改进的RITSS(remeshing and interpolation technique with small strain)大变形有限元方法对贯入过程进行数值模拟,研究土体流动特性和贯入阻力变化规律。利用理论解和试验结果验证模型的有效性,通过参数分析探讨上层土厚度、土体强度、球土间摩擦因数和杆轴投影面与球截面面积比等因素对贯入特性的影响。结果表明,球型静力触探仪贯入上硬下软双层黏土地基时存在困土现象(即上层硬土陷于探头底端并被带入下层土)。困土尺寸是影响其困土效应的关键因素。研究发现,困土尺寸随下层土与上层土不排水抗剪强度比的减小而增大,随球土间摩擦因数的增大而增大,杆轴面积比对贯入特性有一定的影响,但是相对摩擦因数和土体强度比影响较小,与上层土厚度和下层土不排水抗剪强度无关。困土厚度变化为0~0.20 D、困土宽度变化为0~0.50 D。困土效应增大下层软土贯入阻力,导致不排水抗剪强度计算值偏大。基于影响因素量化分析,提出考虑土体强度特性、杆轴比和摩擦因数因素的困土效应修正公式,得到更为准确的下层软土不排水抗剪强度值。

紫花苜蓿根系-砂土复合体力学特性

为探究紫花苜蓿根系对砂性土的增强作用,以黄土为基础土料,河砂为改性土料,将改性土料加入基础土料中,制备含砂质量百分比为0%,20%,40%,60%的紫花苜蓿根系-砂土复合体;通过根系拉伸试验,得到根系抗拉强度;通过直剪试验,得到不同含砂量和根系面积比(根系横截面积AR与土体横截面积A的比值)的根土复合体抗剪强度参数;采用电子放大镜对紫花苜蓿根系、根土复合体及剪切后试样进行观察,分析根系与土体的结构和特征。结果表明:随着紫花苜蓿根径的增大,抗拉强度呈指数降低;随着含砂量的增加,根土复合体黏聚力呈现先增大后减小的趋势;随着根系面积比的增加,根土复合体黏聚力逐渐增大;以根系抗拉强度和根系面积比的乘积为自变量,实测的抗剪强度增量为因变量,进行线性拟合得到K值,在含砂量为0%,20%,40%,60%下的K值分别为0.38,0.56,0.2,0.09;当根土复合体受到剪切力时,根系所受到的拉应力可转变为增强剪切面的摩擦力和抵抗土体变形的剪应力,提高了根土复合体抗剪强度。研究结果对矿山生态修复中的土体重构工作提供理论依据。

厦门常规土动力特性的试验分析

通过对厦门淤泥、淤泥质土、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、残积土等五类常规土的共振柱试验,详细地探讨了围压大小、土的性质对这五类常规土的动剪切模量G及阻尼比γ的影响。通过试验和理论分析,给出了厦门五类常规土在不同围压下的G/Gmax和λ/λmax随γ变化的平均曲线及其参数的推荐值,并定量地给出围压对这五类常规土G/Gmax和λ/λmax随γ变化的平均曲线及其参数的影响规律,对实际工程具有一定的借鉴作用。

渤海海域软表层土的动力特性

为深入研究渤海海域软表层土的动力特性,在渤海海域多个钻孔钻探取样的基础上,研究了其软表层土的工程物理性质。利用振动三轴试验仪进行了一系列不排水动力试验,分析了渤海软表层土在动荷载作用下的动剪切模量比、阻尼比变化特征,并与陆域同等埋深软弱土进行了对比。利用Hardin-Drnevich模型、Davidenkov模型等开展了软土非线性动力本构关系研究。研究结果表明:在类似埋深条件下的陆域软弱土与海域软表层土动力特性有明显差异;Davidenkov模型对陆域与海域软弱土动剪切模量比曲线的拟合效果优于Hardin-Drnevich模型。

考虑纵筋率及加载面边长比影响的板受冲切承载力试验研究

纵筋率及冲切加载面边长比是影响混凝土板受冲切承载力的重要因素。对12块钢筋混凝土板试件进行了竖向冲切承载力试验研究,板尺寸为2200mm×2200mm×200mm,混凝土立方体抗压强度为39～46.9MPa,板底纵筋率有0.5%和1.3%两种,加载面边长比分别为1.0、2.0和4.0。试验结果表明:配置纵向受拉钢筋可显著提高板的受冲切承载力,但纵筋率高于2.5%时,提高作用已不明显;随着加载面边长比的增大,板的抗冲切承载能力有所降低。根据试验结果得出了试验板的荷载-挠度曲线、冲切破坏面及裂缝分布等;根据试验结果及相关文献的数据,研究分析了纵筋率及加载面边长比对板抗冲切性能的影响,得到板受冲切承载力的近似计算公式,该公式的计算值与试验值符合良好。研究结果可为我国相关规范的修订提供参考。

8.5度设防区剪力墙结构层间位移角限值探讨

为满足小震作用下结构层间位移角限值的要求,抗震设防高烈度区设计的结构竖向构件多,截面尺寸大,影响建筑使用空间。控制小震作用下的层间位移角除满足舒适度、装饰结构和机械设备正常使用的需求外,主要目的是确保结构大震不倒。根据新疆喀什地区(8.5度设防)128条强震地震动和当地实际工程,参照现行不同规范对层间位移角限值的规定,以层间位移角和高度为控制参数,设计6个剪力墙结构模型,采用基于构件变形的抗震性能评估方法研究大震作用下结构的安全性。结果表明:6个剪力墙结构在8.5度大震作用下均满足“大震不倒”的要求,且在两倍大震作用下具有合理的屈服耗能机制。建议小震作用下新疆喀什地区剪力墙结构的弹性层间位移角限值放松至1/500。

根系黄土抗剪强度的特性

通过对根系黄土的试验研究，获得了其抗剪强度指标Ｃ，φ值，归纳总结了二者与根系面积比的关系，导出了黄土与其中根系的各自应力强度．

乳腺纤维腺瘤剪切波弹性成像面积比分析

目的通过对乳腺纤维腺瘤剪切波弹性成像面积比的分析,探讨剪切波弹性成像面积比诊断良性病灶(纤维腺瘤)的有效性及影响因素。方法回顾分析106例共128个病灶均经病理证实为乳腺纤维腺瘤的剪切波弹性成像面积比,与病灶内及周围组织病理改变进行对照分析,即根据病灶内病理改变引起常规超声表现不同分成典型组和非典型组,比较2组间弹性成像面积比的差异。结果乳腺纤维腺瘤弹性成像面积比为(1.0179±0.0903),典型组与非典型组间弹性成像面积比对乳腺纤维腺瘤诊断的差异无统计学意义[(1.0164±0.0886)VS(1.0231±0.0973)]。结论病灶内病理变化对剪切波弹性成像面积比诊断结果无显著影响,而病灶周围组织病理变化引起周围组织硬度发生改变时可能会造成弹性成像面积比的误判。

根系特征参数对土体强度影响的试验研究

为了明确狗牙根根系对边坡土体强度的影响,沿土体深度方向向下分段测量根表面积指数(RAI)、根系横截面积比(RAR),应用张力监测计获取各分段土体吸力,运用应变控制式直剪试验获取各RAR下土体抗剪强度指标。结果显示:狗牙根根系特征参数随土层深度增大呈指数型递减,RAI与RAR正相关;土体吸力与RAI正相关,当RAI<0.029时土体吸力增量几乎为零;当RAR<0.022‰时土体抗剪强度指标增量接近于0,存在最优RAR=0.810‰使土体具有最高黏聚力。这说明狗牙根根系对土体强度的提高存在阈值(RAI≥0.029、RAR≥0.022‰),当RAI<0.029时狗牙根根系对土体吸力的提高可以忽略,当RAR<0.022‰时狗牙根根系对土体抗剪强度指标的提高也可以忽略;当RAR>0.810‰时土体黏聚力降低,说明狗牙根根系对土体强度的提高是有限的。

虎榛子群丛根系的固土作用研究

共选样地18块,其中15块均为由虎榛子(Ostryopsis davidiana Decaisne)单一种组成的植被群落样地,另外选择对照样地3块,样地规格为5m×5m。18块样地均测定了地表以下20,40,60,80,100cm共5个层面的土壤抗剪强度,同时测定对照裸地样地的紧实度和虎榛子植被群落样地根截面积率。虎榛子植被群落样地土壤样品需去除裸地抗剪强度的影响。在研究林木根系固土作用时,必须消除土壤紧实度造成的影响。经测量计算,土壤样品根截面积率最大为1.014%,对应的抗剪强度增强值(也为最大值)为0.1346kN/m2。分析结果表明,虎榛子群丛根系对土壤抗剪强度的增强值与穿过剪切面的根截面积率呈线性正相关。

某高烈度区高层框架-剪力墙结构基础隔震设计与分析

介绍了高烈度区某11层框架-剪力墙结构基础隔震设计的全过程。对隔震支座选型、上部结构水平向减震系数取值、扭转位移比控制、隔震层温度变形验算等进行了详细介绍,着重讨论了高烈度区高层结构水平向减震系数偏大、隔震层扭转位移比过大等难点问题的处理方法。通过对隔震结构模型与非隔震结构模型侧移模式进行对比分析,探讨了现行隔震结构降度设计方法存在地震作用分布不合理,导致(极)大震作用下结构底部存在薄弱层隐患的问题。通过PERFORM 3D软件对隔震结构进行了大震性能评估,证明结构基本满足大震可修的性能目标。

苏南地区新近沉积土的动剪切模量比与阻尼比——试验研究

苏南地区的场地土主要为漫滩相、湖沼相或冲湖相新近沉积软弱土,结构松散,沉积零乱,成分复杂,饱水可液化粉细砂层及粉土层较为发育,在地震或动力荷载的作用下有可能发生软土震陷或砂土液化。通过对苏南地区淤泥质粉质粘土、粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉细砂互层土、粉土、粉砂、细砂和中粗砂等8类新近沉积土155个原状土样历时4年的试验研究,给出了该地区上述8类新近沉积土的动剪切模量比G/Gm ax和阻尼比D随剪应变幅值γ变化的平均拟合曲线及其参数的推荐值。为便于一般工程应用,给出了这8类新近沉积土的G/Gm ax-γ和D-γ关系曲线的推荐值及其标准差。

紫花苜蓿和通奶草根土复合体的力学特性

[目的]研究土壤含水率、根系面积比对紫花苜蓿(Medicago sativa)和通奶草(Euphorbia hypericifolia)根系固土效果影响及根土间作用机理,为矿山生态修复中植物种类的选取,土壤含水率的控制提供科学依据。[方法]以辽宁省阜新市海州露天矿边坡野生紫花苜蓿、通奶草为研究对象。开展植物根系拉伸试验,确定根系抗拉特性。开展根土复合体剪切试验,确定2种植物根系最适宜含水率。在最优含水率基础上开展根土复合体剪切优化试验,确定最佳固土效率根系面积比。[结果](1)2种植物根系抗拉力随根径呈幂函数增加,抗拉强度随根径呈幂函数减小。(2)素土和2种根土复合体黏聚力随含水率增加呈先增加后减小趋势,内摩擦角随含水率增加呈减小趋势;(3)紫花苜蓿根系、通奶草根系在含水率分别为25%和21%时,固土效果最佳。(4)在最优含水率下,紫花苜蓿、通奶草根系面积比分别为0.04%和0.08%时,固土效果最佳。[结论]通奶草根系的形态学效应和力学效应使其成为较紫花苜蓿根系具有更佳固土效果的优势物种。

考虑纵筋率及加载面边长比影响的板受冲切承载力计算分析

按刚塑性冲切计算模型,运用虚功原理及双剪应力强度准则,建立了考虑钢筋混凝土板纵向受拉钢筋配筋率及加载面边长比影响的受冲切承载力计算公式。与试验数据进行计算比较,所建议公式的计算值与试验值符合良好。通过可靠度分析,证明建议公式的可靠指标满足我国规范对脆性破坏不应小于3.7的要求。所建议的计算公式可为我国有关规范的修订提供参考。