微生物固化土不排水剪切特性试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀为高效的土体加固技术,因其具有可快速增强土体强度和稳定性等特点逐渐在工程中得到应用。为探究围压和碳酸钙含量对微生物固化土力学性能的影响,对不同碳酸钙含量的饱和固化土进行不同围压作用下的三轴固结不排水剪切试验,研究固化土应力-应变、孔隙水压力-应变变化规律,分析碳酸钙含量对土体初始切线模量、破坏包络线和临界状态线的影响规律,并建立碳酸钙含量与试验参数之间的关系式。试验结果表明,碳酸钙可提高土体峰值强度,碳酸钙的填充作用使胶结后的土体残余强度高于未胶结土体。围压和碳酸钙含量对固化土孔隙水压力-应变关系的影响不同,随着围压的增大,孔隙水压力峰值增大,发生负孔隙水压力的轴向应变增大。随着碳酸钙含量的增加,孔隙水压力峰值增大,但发生负孔隙水压力的轴向应变减小,可知固化土更易发生剪胀。随着碳酸钙含量的增加,土体破坏包络线和临界状态线均发生上移。

侧压竹集成材抗剪强度试验研究

侧压竹集成材为天然竹片经精制、干燥、碳化、胶合压制而成的板材或枋材,是一种新型的绿色建材。为探究侧压竹集成材的抗剪性能,对4组60个侧压竹集成材清材小试件进行了抗剪强度试验,得到了其顺纹切向、顺纹径向、横纹切向、横纹径向的抗剪强度,分析了清材小试件在不同受剪方向的破坏特征、荷载-位移关系,提出了侧压竹集成材抗剪强度标准值和设计值的计算公式;同时进行了2组12个东北落叶松胶合木清材试件的顺纹切向和顺纹径向抗剪强度试验,并与侧压竹集成材的抗剪强度进行了对比。结果表明:侧压竹集成材具有良好的抗剪性能,顺纹剪切呈脆性破坏,横纹剪切具有比较好的延性;侧压竹集成材的抗剪强度平均值比东北落叶松胶合木高33.9%,其强度标准值和设计值可为侧压竹集成材的工程设计提供依据。

水泥-粉煤灰固化海相淤泥质软土力学特性室内试验研究

针对滨海城市淤泥质软土的特殊地质条件引起的加固难题,依托淮河入海水道深厚软土段堤基加固工程,以水泥-粉煤灰为固化剂,开展了海相淤泥质软土固化室内试验,结合无侧限抗压强度和直接剪切测试,分析了淤泥固化土强度随水泥掺量、养护龄期、水泥-粉煤灰混合比的变化规律。结果表明,淤泥固化土的无侧限抗压强度和抗剪强度均随水泥掺量和养护龄期的增加而增大;粉煤灰的加入可显著提升淤泥固化土的无侧限抗压强度,增幅在10%~20%之间;淤泥固化土的黏聚力和内摩擦角与水泥掺量和养护龄期正相关,粉煤灰的加入使固化土黏聚力显著增大,内摩擦角的变化不显著。研究结果为指导海相淤泥质软土加固工程设计提供了理论和试验依据。

钢桥面聚氨酯改性环氧树脂碎石黏结层材料设计

聚氨酯改性环氧树脂以较高的黏结强度及优良的变形性能成为钢桥面黏结层材料选择之一。根据钢桥面黏结层层铺法特点,制作了钢板+黏结层+SMA复合试件,以层间抗剪强度为评价指标,将黏结层各材料用量作为变化因素,采用正交试验方法进行五因素四水平试验设计和分析。结果表明:聚氨酯改性环氧树脂碎石与钢板间黏结强度高,复合试件破坏均发生在黏结层与上覆层SMA之间;热熔型改性环氧树脂用量对黏结层剪切强度影响最大,第一层碎石撒布量影响最小;热熔型改性环氧树脂、第二层碎石及聚氨酯改性环氧树脂用量3个因素变化时,层间剪切强度均先增大后减小,最佳用量分别为1.9 kg·m^(-2)、6.0 kg·m^(-2)和2.4 kg·m^(-2);第一层碎石撒布量建议为6.0 kg·m^(-2),聚氨酯改性环氧树脂用量应在小于2.1 kg·m^(-2)区间进一步试验确定。

全FRP筋混凝土梁斜截面承载力研究进展

纤维增强复合材料(FRP)作为混凝土结构的新型高性能增强材料,受到了国内外土木工程界的广泛关注。全FRP筋混凝土梁斜截面受剪承载力的计算需要考虑FRP纵筋和FRP箍筋的特殊影响。在大量试验研究的基础上,各国规范均提出了全FRP筋混凝土梁斜截面承载力的计算公式,其中包括中国规范(GB 50608—2010)、日本规范(JSCE 1997)、英国规范(BISE 1999)、意大利规范(CNR-DT 203/2006)、美国规范(ACI 440.1R-06)、加拿大规范(CSA.S 806-12)。用这6种规范所提供的计算模型分别计算33根试验梁的斜截面承载力,并与试验结果作对比,以此评价这些方法的可靠性。

微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究

微生物固化(MICP)技术能显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性,在此基础上探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明:MICP过程中,碳酸钙晶体能有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。

有荷干湿循环条件下不同膨胀土抗剪强度基本特性

针对膨胀土分布区公路边坡常浅层坍滑现状,选取南、北方3种典型膨胀土样,模拟干湿循环并计及边坡破坏时滑面的上覆压力,改变常规试样吸湿及施剪条件开展试验研究,以获得较符合实际的膨胀土抗剪强度及其衰减规律。结果表明:不同上覆压力对膨胀土抗剪强度的影响为荷载越大其强度绝对衰减率越小;用双直线能较好表征其抗剪强度线特征,强度指标c、φ宜按高、低应力段分别获取;随干湿循环次数增加,c值呈指数函数衰减,是造成边坡浅层坍滑的主要原因;j值随作用次数增加虽有减小趋势,但降幅不大;通过控制基本相同的试验条件,实测得3种膨胀土的最终抗剪强度均降至某一幅值范围。研究结论为解读膨胀土坡为何多浅层坍滑提供了有价值的信息。

中主应力对土体本构关系的影响

本文根据常规三轴试验和平面应变试验结果,对以常规三轴试验为基础的土体本构模型在平面变形问题中的适用性进行了研究.文中用双曲线模型和双屈服面弹塑性模型对两种试样的变形进行了计算比较.结果表明,两种模型用于平面问题都有误差,主要是由于两模型中所含破坏准则没有很好反映中主应力影响所致;中主应力主要通过对破坏准则的影响来影响本构关系.改进破坏准则,变形计算可得到很大改善.

粉煤灰改良氯盐渍土强度特性试验研究

通过对粉煤灰和氯盐渍土物理化学成分的理论分析和不固结不排水条件下室内常规三轴剪切试验,对粉煤灰改良氯盐渍土的抗剪强度特性进行了研究。结果表明:在试验掺量范围内,在氯盐渍土中添加粉煤灰可以提高其强度,且粉煤灰掺量越大,强度越高;在试验含盐量范围内,同一粉煤灰掺量条件下的氯盐渍土抗剪强度及抗剪强度指标都随着含盐量的增加而逐渐减小。

压实黄土直剪强度试验研究

为了对比研究不同地区压实黄土的强度特性,对采自西安、兰州和洛川的3种代表性黄土进行了颗粒分析试验、击实试验和直剪试验。试验结果显示:随着黏粒含量的依次减小,3种土样的最优含水率和最大干密度逐渐减小;在最优含水率下随着黏粒含量的减少,应力-应变曲线逐渐由应变强化型向应变软化型过渡,内摩擦角呈微弱的增大趋势,黏聚力没有明显的变化规律;在相同干密度下随着含水率的增加,3种土样的黏聚力和内摩擦角均逐渐减小。

结构尺寸对方钢管混凝土短柱抗震性能影响的试验研究

为了研究在低周往复荷载作用下结构尺寸对方钢管混凝土短柱抗震性能的影响,对6根方钢管混凝土短柱开展了水平往复加载试验,分析了截面尺寸对柱破坏形态、滞回曲线、骨架曲线以及不同抗震性能指标(如刚度退化、耗能能力、延性等)的影响,阐明了不同截面尺寸对柱名义抗剪强度的影响规律和机制,研究结果表明:不同截面尺寸的试件破坏形态基本相同,表现为柱底部钢管鼓曲、核心混凝土被压碎的破坏形态;当截面尺寸由200 mm增至600 mm时,在不同加载方向上,方钢管混凝土短柱名义抗剪强度分别下降了63.1%(59.8%),表现出显著的尺寸效应;随着截面尺寸增大,相对名义刚度与平均耗能系数呈降低趋势;JIN等提出的考虑尺寸效应的抗剪强度公式计算值与试验值吻合良好,说明考虑尺寸效应的方钢管混凝土柱抗剪承载力计算公式能够较为准确的预测其抗剪承载力。

人工制备强湿陷性黄土物理力学性质试验研究

通过选用无粘性材料石英粉、砂和粘结性材料膨润土、石膏、工业盐,采用空中自由下落法,制备出强湿陷性人工黄土,进行物理力学性质试验.研究结果表明,人工制备强湿陷性黄土在密度、土粒比重、孔隙比、液塑限、最大干密度、最优含水率等物理性质和抗剪强度指标、压缩指标等力学性质方面都与黄河中游地区天然黄土有很好的相似性.在固结浸水过程中,试样高度的变化分为显著的压密变形、湿陷变形和湿陷饱和后固结变形3个阶段.可通过控制和改变材料中粘结成分、排列方式和形成过程等显著影响湿陷性的一系列变量,更好地从矿物成分、制作过程、影响因素等多方面研究湿陷性黄土的工程性质,能够使试验结果具有可重复性和可控性.

混凝土空心砖砌体抗剪强度试验研究

通过试验研究了混凝土空心砖砌体的抗剪强度。试验结果表明:混凝土空心砖座浆面采用盲孔面设计,提高了砖和砂浆的粘结性,大大增加了剪切面积;砂浆的销栓作用能有效提高砌体的抗剪强度;混凝土空心砖砌体的抗剪强度要高于粘土实心砖、混凝土空心砌块砌体的抗剪强度。提出了混凝土空心砖砌体的抗剪强度计算公式。

粉煤灰高性能混凝土抗剪性能试验研究

本文采用正交试验方法,研究了水胶比、超细粉煤灰(ultrafineflyash,简称UFA)掺量以及胶凝材料总用量对粉煤灰高性能混凝土抗剪强度的影响。并通过优选的配合比,考察粉煤灰高性能混凝土与普通混凝土抗剪强度之间的差异。试验结果表明,水胶比对粉煤灰高性能混凝土的28d抗剪强度影响显著;粉煤灰高性能混凝土的抗剪强度7d时较不掺UFA的基准混凝土低,在28d时可赶上甚至超基准混凝土。

肋形纤维混凝土永久模板与新浇混凝土结合面抗剪强度试验研究

针对肋形混凝土永久性模板与结构新浇混凝土之间粘接问题,制作了与肋形模板原理相同的试件及对比试件共四种24个,用双面剪的方法对试块进行了新老混凝土的粘结面抗剪试验。试验结果表明,掺PVA纤维并带宽、高均为10mm肋的试件粘结面的抗剪强度是整体混凝土抗剪强度的85.78%,能够满足利用永久性模板浇筑的板、墙类构件抗剪要求。同时,对新老混凝土粘结面抗剪能力的计算方法进行了探讨。

海冰侧限剪切强度实验方法

剪切强度是研究海冰破坏准则的重要参数。由于海冰的特殊性，海冰的剪切实验难于实现。采用常规材料的剪切实验方法将导致一些方法误差。本文设计了一种新的实验装置获得了海冰在三个加载方向的剪切强度，同时测试了海冰的内摩擦系数。在本实验基础上利用Ｃｏｕｌｏｍｂ－Ｍｏｈｒ理论研究了海冰的破坏准则。

外加剂对富水复合地层同步注浆材料力学性能的影响

根据南昌地铁4号线安丰站—东新站区间隧道地质特点与同步注浆要求,选用水玻璃、聚丙烯酰胺、氢氧化钙作为外加剂,利用控制变量法原理进行试验研究,分析不同外加剂对浆液稠度、凝结时间、早期抗压及抗剪强度的影响。研究结果表明,水玻璃可提高浆液早期抗压及抗剪强度,且可有效减小浆液稠度,但浆液凝结时间随着水玻璃掺量的增加先增长后缩短;聚丙烯酰胺掺量较小时可提高浆液早期抗压强度,且可有效缩短浆液凝结时间,但会弱化浆液早期抗剪强度,增大浆液稠度;氢氧化钙可较好地提高浆液早期抗压强度,但会使浆液稠度过小,且掺量较小时增加浆液凝结时间,不宜在富水复合地层中使用;建议选用水玻璃作为外加剂,并控制其掺量为3%~4%。

热固性树脂基玄武岩纤维复合材料性能的研究

为了研究树脂基玄武岩纤维增强复合材料的力学性能,对两批四组试件分别进行冲压式剪切试验,研究每组复合材料试件在准静态下的剪切强度。结果表明:玄武岩纤维增强复合材料在受准静态剪切载荷时,主要破坏形式表现为纤维的拉伸破坏、基体碎裂和分层;不同树脂基体影响复合材料板的剪切强度大小,而不同树脂含量主要影响其承载历程和载荷-应变关系,但树脂含量较低时更会突显玄武岩纤维性能的离散性。

天津市区第一海相层粉质黏土卸荷路径下强度特性的试验研究

土的强度特性与土体中应力变化过程、固结状态有关,常规的三轴试验并不能真实地反映土体经历的应力路径对其强度特性的影响。采用自制的应力-应变联合控制式三轴试验仪,对天津市区地层中第一海相层的粉质黏土原状饱和试样进行一系列特殊三轴试验,研究了排水卸荷条件对其强度特性的影响。试验结果表明:经历排水卸荷路径的土体的加荷剪切总应力强度指标大于常规试验结果,也大于前人在不排水卸荷路径下的试验结果,但几种应力路径下土体的有效应力强度指标基本相等。研究成果对天津市区基坑开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工研究及其他相关岩土工程问题的研究均有较大的实用价值。

波形钢腹板的抗剪强度

波形钢腹板抗剪强度的计算是波形钢腹板箱梁桥设计的重要问题。首先完成8根波形钢腹板H型梁的静力加载试验,初步研究波形钢腹板的抗剪性能。随后讨论波形钢腹板弹性剪切屈曲强度和抗剪强度ρ-λs曲线的已有计算方法,以进一步深入研究波形钢腹板的抗剪强度。再次建立计算波形钢腹板抗剪强度的有限元模型,研究影响弹性剪切屈曲强度和抗剪强度ρ-λs曲线的关键因素。在此基础上,通过大量数值计算和参数分析,提出波形钢腹板弹性剪切屈曲强度的简化计算公式和抗剪强度ρ-λs曲线,并与有限元计算结果进行充分对比,具有良好的精度。最后选取6批国内外波形钢腹板抗剪性能的试验结果对提出的计算公式进行验证,结果表明,建议公式具有良好的精度,可供工程设计参考。