考虑颗粒破碎的堆石料剪胀特性研究

针对某高堆石坝的筑坝堆石料开展大型三轴排水剪切试验,研究堆石料在不同孔隙比及不同应力状态下的颗粒破碎与剪胀特性关系,结果表明,不同孔隙比堆石料在低围压下都表现出剪胀,但随围压增大,堆石料的剪胀现象均逐渐消失并转为剪缩。提出了破坏剪胀率概念,用以描述堆石料颗粒破碎与其剪胀特性的关系,试验发现,随着堆石料颗粒破碎率增加,破坏剪胀率呈幂函数规律减小,剪胀现象逐渐消失;随着堆石料初始孔隙比增加,破坏剪胀率减小,但试验围压越大,初始孔隙比对剪胀特性的影响越小。基于上述试验结果,提出了堆石料初始孔隙比与其剪胀性和颗粒破碎的关系式,用于不同围压下堆石料剪胀特性的预测。

超固结比对合肥硬黏土剪胀特性的影响研究

为了定量探讨超固结比(overconsolidation ratio,OCR)对合肥硬黏土剪胀性的影响,文章对合肥地区原状硬黏土进行三轴剪胀试验,并与重塑土试验结果进行对照;制备超固结比分别为1、2、4、8的重塑土进行三轴对比试验。结果表明:OCR为2.70~4.68的原状土,其最大体积剪胀率为1.1%~3.0%,在一定范围内,OCR与最大体积剪胀率呈抛物线关系;重塑土与同深度原状土相比,最大体积剪胀率降低33.3%~36.4%,且部分土样出现先剪缩后剪胀的现象;与原状土相比,OCR越大,重塑土的剪胀性降低程度越大,重塑土样的最大体积剪胀率降低5%~51%,在一定范围内,重塑土OCR与最大体积剪胀率之间存在较强线性关系。

粗粒料剪胀性影响因素分析研究

利用前人所做常规三轴试验成果及3种不同密度CID试验和CK0D试验成果,探讨围压、母岩性质、密度及应力路径等因素对粗粒土剪胀性的影响。结果表明:低围压下,粗粒土表现出明显的剪胀趋势,随着围压的增大,剪胀性逐渐减弱,逐渐向剪缩过度;破坏剪胀率与围压之间近似呈幂函数关系;母岩较硬的粗粒土表现出更强的剪胀性;粗粒土的剪胀性随着密度的增加线性增加;相同围压下,粗粒土在K0固结条件下较等压固结条件下剪胀趋势明显。

剪胀型土剪胀特性的大数据深度挖掘与模型研究

土的剪胀性是建立本构模型的重要基础,而当前建立的剪胀模型揭示其共同规律不够,这也是现有的本构模型不能良好反映土体变形机制的重要原因。基于Hadoop+Spark计算平台,提出了一种全局优化性强,收敛性快,计算稳定的(distributed levenberg marquardt regression)DLMR大数据特征深度挖掘算法。利用剪胀型土的大量剪胀特性试验数据,根据该算法和剪胀型土的基本力学特性,得到了剪胀型土的剪胀性大数据特征,发现了剪胀率与应力、应变以及应力增量存在明显的非线性特征,并分别建立了它们之间的相关性函数。在此基础上,构建了可以反映剪胀型土剪胀特性共同规律的剪胀模型。通过模型的比较,本文模型明显优于修正剑桥模型下剪胀模型的改进式和Rowe模型。通过模拟不同应力路径下剪胀型土的常规三轴压缩试验数据,表明本文模型能够良好反映不同应力路径下的剪胀性。

剪缩型土的剪胀性大数据特征与计算模型

剪胀性是岩土材料区别于其他材料的重要特征,其基本力学特性目前尚未研究透彻,由此导致相关本构模型无法充分反映岩土材料的变形机制。本文提出了一种并行化的LM优化回归算法,该算法解决了剪缩型土的大规模剪胀性数据回归分析时的全局优化性差、收敛性慢、计算效率低的问题。利用该算法建立了剪胀率与其各影响因素之间的相关性函数。根据剪缩型土的剪胀性大数据特征和基本力学特性,考虑了剪胀率主要影响因素和附加影响因素的综合作用,构造了可以反映剪缩型土剪胀性共同规律的计算模型。该模型和剪缩型土所有实验数据的剪胀率拟合度高达0.938,明显优于剑桥模型和修正剑桥模型下的剪胀模型,而且本模型能够较好地反映不同剪缩型应力路径下剪缩型土的剪胀性。

能量原理在确定岩石节理滑动阻力中的应用

能量原理此前曾用于剪胀性岩石节理的抗剪强度分析。此项分析是以规则三角形不平整面的分析为基础，并假定不平整面是刚性的，由于在原生复杂岩石节理中难以测定具有代表性的不平整面坡角，Ｌａｄａｎｙｉ和Ａｒｃｈａｍｂａｕｌｔ通过假定节理剪胀率与节理不平整面的有效坡角相等而将其成果推广到天然节理中，实际表明，这种相等假定并不是普遍有交的，它可能导致对节理抗剪强度的估计偏低。