冻融条件下隧道围岩单轴蠕变力学特性试验及本构模型

针对冻融作用使隧道围岩损伤劣化问题,冻融循环试验和单轴蠕变试验研究沈阳某隧道工程围岩,分析冻融作用下该隧道砂岩的破坏机制,以经典Burgers模型为基础,建立改进的Burgers蠕变模型。结果表明:冻融循环作用对砂岩具有显著的劣化效应;冻融循环次数的增加使砂岩峰前压密段逐渐显著,峰后曲线趋缓,破坏荷载逐渐减小,稳定蠕变过渡到加速蠕变的时间逐渐延长,破坏模式逐渐由脆性转为延性;建立改进的Burgers蠕变模型能够较好地贴合试验数据,相关系数在0.95以上,验证了文中推导模型的准确性与合理性。

润扬大桥北锚碇岩石流变特性的试验研究

为了解润扬长江大桥北锚基础岩石的流变力学特性,针对北锚基础区域的岩样,通过模拟其受力的实际情况,采用岩石双轴流变试验机进行了单轴压缩蠕变试验,并选用广义的Kelvin模型进行了参数拟合分析,掌握了岩石蠕变的基本规律,并获得了粘滞系数等相关的流变力学参数。

压实Q_3马兰黄土蠕变规律研究

为了研究压实Q3马兰黄土的蠕变特性,开展不同压实度、不同含水量下压实土的单轴排水与不排水蠕变试验,得到其轴向应变-应力-时间关系,采用已有的经验模型及H-K、Burgers、M-B元件模型分别描述其蠕变规律并对比分析其适宜性,采用能综合反映蠕变特性参数的等效蠕变模量E(t)来分析不同因素对蠕变规律敏感性。研究结果表明:Q3马兰黄土的蠕变特性对含水量敏感程度较大,对压实度次之,排水条件对低含水量和低压实度土体的蠕变特性敏感程度较大;采用M-B元件模型能够较准确地描述其瞬时弹性应变、衰减蠕变和稳定粘滞流动三个阶段,通过等效蠕变模量E(t)能够较好地反映不同初始条件下的蠕变效应,得到了E(t)与含水量w和轴向荷载σ0的经验公式。

沥青结构层芯样分层变形的数字图像测量方法

为有效评价芯样的分层变形和力学特性,将计算机图像识别应用于常规的沥青混合料单轴压缩蠕变试验,实现了沥青结构层钻芯取样分层变形的非接触测量和变形过程的拍摄、自动测量和自动记录,为沥青混合料蠕变试验提供了一种简洁、有效的测量手段。文中分析了测量精度和测量误差,讨论了端部约束对芯样不均匀变形的影响,给出了芯样采用常规测量方法和数字图像测量结果的比较。3层芯样单轴压缩蠕变试验中,以中面层的变形最大;加载历史的不同会导致材料细观结构的改变并引起力学性能的变化,高度压密芯样与路肩处芯样的变形规律不同,尤其在蠕变破坏阶段。

硬岩的复合黏弹塑性流变模型

基于应变软化模型得到塑性元件,将该塑性元件与六元件黏弹性流变模型组合得到适合于硬岩的复合黏弹塑性流变模型。采用FLAC3D所提供的二次开发接口程序,开发复合黏弹塑性流变模型的数值程序,对锦屏二级水电站的绿片岩单轴压缩蠕变试验曲线进行拟合,采用拟合得到的参数进行计算以验证接口程序的正确性,并对锦屏二级水电站辅助交通洞进行工程流变计算分析。研究结果表明:复合黏弹塑性流变模型具有程序可置入性,采用该模型进行计算时,计算值与理论值完全一致,从而验证了接口程序的正确性;辅助交通洞开挖后,围岩体的最大变形出现在边墙位置,随着时间的增加,边墙位置处围岩体内的位移和最大主应力呈增加的趋势。

紫外光老化对沥青砂黏弹性能的影响

对AS-16沥青砂进行了0,97,194,292,388,583h的室内模拟紫外光照射,并针对老化后的沥青砂试件进行单轴压缩蠕变试验,得到应变-时间关系曲线,从而拟合得到材料的黏弹性参数.用3种柔量值占总柔量值的比例分析沥青砂的黏弹性力学性质.结果表明:随着紫外光老化时间的增加,沥青砂的黏性比例越来越小,逐渐表现为弹性;抗瞬时变形的能力及抵抗永久变形的能力增强,低温抗裂性能及抗疲劳性能降低.

沥青及沥青砂浆盐冻性能的灰色关联熵分析

盐冻循环极易引起沥青路面出现早期破坏,影响行车质量,导致路面使用寿命降低。对基质沥青、SBS改性沥青和胶粉改性沥青盐冻循环前后的3个基本指标(针入度指数、当量软化点和延度)进行了测试;对经历不同盐冻循环的基质沥青砂浆、SBS改性沥青砂浆和胶粉改性沥青砂浆试件进行单轴压缩蠕变试验;采用灰色关联熵分析法对盐冻融循环前后影响沥青及沥青砂浆性能的各因素进行了分析。结果表明,盐冻循环各因素对沥青的基本指标有一定影响,但是沥青自身基本指标对沥青使用性能影响更大;盐冻循环对沥青砂浆的力学性能影响明显,其中融雪剂溶液浓度对沥青砂浆力学性能影响最大;因此,在昼夜温差大或者北方寒冷地区修建道路时,要严格控制沥青基本指标和融雪剂的使用量以减少对路面结构的损坏。

沥青混合料高温稳定性评价指标对比分析

本文通过车辙试验和单轴压缩蠕变试验对沥青混合料的高温稳定性能进行研究表明,动稳定度受沥青用量的影响,与空隙率和饱和度有很好的线性关系。两种不同的试验所得出的结论基本一致。

硅藻土改性沥青砂浆力学性能研究

硅藻土对沥青高低温力学性能及抗老化性能有一定的改善作用,是一种较好的改性剂。为了研究硅藻土对沥青的改性作用,从砂浆层面出发,提出用硅藻土部分或全部体积(25%、50%、75%和100%)替代矿粉,通过确定沥青砂浆级配,计算最佳油石比、沥青用量和各档集料用量,得到不同替代比例的硅藻土沥青砂浆最终级配,采用单轴压缩蠕变试验和低温劈裂试验对静压成型沥青砂浆试件进行试验,研究不同替代比例的硅藻土对沥青砂浆力学性能的影响。试验结果表明,当硅藻土替代比例为75%时,沥青砂浆试件的力学特性和高温性能最佳;当替代比例为100%时,沥青砂浆的低温抗裂性最强。同时,硅藻土的加入对沥青砂浆老化有一定的抑制作用。

沥青混合料紫外光老化评价指标的研究

为了提出沥青混合料紫外光老化评价指标,通过沥青砂来研究沥青混合料的流变特性,制作沥青砂试件进行室内加速紫外光老化试验,分别进行0、2、4、6、8、12个月的紫外光老化。对老化的试件在恒定荷载0.1 MPa的作用下,保持恒定温度20℃进行单轴压缩蠕变试验,得到应变-时间关系曲线。采用Burgers模型描述沥青砂的流变性能,并根据应变-时间关系进行Burgers模型4参数的拟合,拟合得到不同老化时间对应的黏弹性参数值,对该值进行拟合,得到黏弹性参数和老化程度的关系式E1(h)、E2(h)、η1(h)、η2(h),把该表达式代入Burgers模型的本构方程表达的蠕变柔量方程中得到蠕变柔量J(t)和老化时间的关系式J(h,t),提出用J(h,1 200 s)作为沥青混合料紫外光老化的评价指标。