分层变模量下的沥青路面车辙预估模型

为建立分层变模量下沥青路面车辙预估模型,修正动态模量变化引起沥青路面永久变形预估的偏差。根据沥青混合料动态模量试验和室内三轴动态蠕变试验,验证沥青混合料动态模量(|E^(*)|)与其抗高温变形能力的相关性;采用Abaqus有限元软件分析不同时间沥青路面随深度、温度的动态模量和竖向压应力变化规律,提出各亚层在不同动态模量下的竖向压应力修正因子(m);根据“亚层变形叠加”思想,运用SPSS软件回归分析,建立包含温度、沥青层厚度、竖向压应力、修正因子和荷载作用次数等因素的分层变模量沥青路面车辙预估模型。结果表明,建立的车辙预估模型可更为准确地预估沥青路面的永久变形,可将中、下面层车辙预估精度分别提高6.03%和10.34%,沥青层整体提高5.19%。

利用变模量强度折减法计算结果确定土质边坡临界滑动面的方法

现有强度折减法用于边坡分析时,通常仅折减强度参数,不折减变形参数,采用的是理想弹塑性模型,其计算的安全系数与传统的极限平衡方法基本一致,获得的主要是边坡的安全系数,但其计算时未能真实考虑土体的非线性,很难得出接近实际的变形场。基于变模量弹塑性强度折减法可获得更符合实际的变形场,针对目前滑动面搜索方法存在的不足,在分析边坡的变形场和应力特点,滑动面的形成机理及其特征的基础上,研究了如何直接通过边坡变形场和应力场确定滑动面,探讨了3种确定滑动面的方法,一种是用位移梯度来确定最不利滑动面的方法;第二种是利用Flac计算方法的特点,利用非滑动区的节点速度趋于零,而滑动区节点速度非常大的特性确定滑动面;最后一种是利用边坡监测中的"测斜管"思想,用跟踪数值分析中节点位移,用发生位移突变的点作为滑动面上的点,拟合各点所得的曲线即为临界滑动面。文章对含软弱夹层黏土边坡的滑动面进行了分析,3种方法得到的滑动面位置比较一致,与传统极限平衡法相比,3种方法不仅可以应用于均质边坡,而且可以用来确定非均质边坡的滑动面。

稻谷堆的压缩密度与体变模量的测定与分析

利用应变控制式三轴仪对稻谷堆的压缩密度与体变模量进行了测定,并分析了围压对稻谷堆压缩密度的影响以及围压和含水率对稻谷堆体变模量的影响.结果表明：同一含水率（11.50％、13.14％、14.47％、15.86％、17.37％）下,稻谷堆的压缩密度随着围压（23 ～ 188 kPa）的增大而增大,其变化范围分别为0.664 6～1.067 9 g/cm3、0.670 8 ～1.081 5 g/cm3、0.6781 ～1.084 2 g/cm3、0.6814 ～1.142 3 g/cm3、0.686 1 ～1.168 8 g/cm3;稻谷堆的体变模量随着固压（23～188 kPa）的增大而增大,其变化范围分别为311.52～495.06kPa、294.73 ～487.80 kPa、291.61～450.05 kPa、210.34 ～430.04kPa、160.16～301.07 kPa;同一围压下,稻谷堆的体变模量随着含水率的增大而减小,并可拟合出回归方程k=-aW2 ＋bW-c,式中：W为含水率,k为体变模量,且a,b,c随着围压的不同而变化.

任意段变模量桩纵向振动的解析解

建立了均质土中考虑桩端土和桩侧土作用的任意段变模量桩 ,讨论了在桩顶受纵向激励时的定解问题 ,并用拉氏变换 (Laplace)求得桩顶速度频域响应的解析解 ,然后利用卷积定理和拉氏逆变换求得桩顶速度时域响应的解析解 ,并将其运用到桩基质量的动力检测中 .对弹性模量突变桩以及模量连续变化桩的振动特性作了进一步的研究 ,并将理论曲线与实测曲线进行了拟合对比 ,结果表明 。

均质土中部分埋入变模量桩的波动响应研究

基于回传射线矩阵法,求得单位脉冲作用下均质土中部分埋入任意段变模量桩的桩顶速度导纳,利用Fourier逆变换和卷积定理得到瞬态半正弦激振力作用下的桩顶时域速度响应。比较部分埋入变模量桩与部分埋入完整桩的桩顶速度导纳和反射波,分析缺陷长度和埋深、缺陷程度和脉冲持续时间对部分埋入变模量桩桩顶速度导纳和反射波的影响。结果表明:部分埋入变模量桩的反射波有延迟现象,缺陷长度和程度影响速度导纳曲线中波峰波谷对应的频率值,缺陷埋深对其没有影响。

大豆堆体变模量的测定与分析

使用TSZ-6A型应变控制式三轴仪对不同围压(20～240 kPa)、不同含水率(12.1%,14.0%,15.7%,17.1%w.b)的黑龙江省春大豆堆的体变模量进行了测定,并分析了围压与含水率对大豆堆体变模量的影响。试验结果表明:对含水率为12.1%～17.1%w.b、围压为20～240 kPa的大豆堆,其体变模量范围为223.7～813.0 kPa。相同含水率的大豆堆的体变模量随着围压(20～240 kPa)的增大而增大;同一围压下,大豆堆体变模量随着含水率(12.1%～17.1%w.b)的增大而减小。

小麦堆体变模量的测定与实验研究

利用应变控制式三轴仪对小麦的体积压缩和体变模量进行了实验测定,并探讨了围压和水分对体变模量的影响。结果表明:小麦堆的体积随着围压的增大而减小;小麦堆(水分为13.7%、16.4%、18%)的体变模量随着围压(5 kPa～30 kPa)的增大而增大,它们的体变模量的范围分别为173.5 kPa～259.3 kPa、164 kPa～240 kPa、151 kPa～229.4kPa;小麦堆体变模量随着水分的增大而减小,当小麦堆围压为30 kPa,水分为13.7%～18%时,它的体变模量变化范围为223.5 kPa～270 kPa。

考虑土体轴对称波动时变模量桩的纵向振动特性

考虑土体轴对称波动效应,对变模量桩在任意激振力作用下的纵向振动特性进行了研究。假定桩为竖直、弹性、变模量体,土为线性粘弹性体。利用拉普拉斯变换,将定解问题转换到拉普拉斯域内求解,通过引入势函数并结合阻抗函数的传递性,得到了拉普拉斯域内的桩顶阻抗函数解析解,进而可得到频域内的桩顶阻抗函数和速度导纳的解析解,利用卷积定理和傅里叶逆变换,求得了半正弦脉冲激振力作用下桩顶速度时域响应半解析解。基于所得解讨论了桩身模量变化对桩顶速度导纳曲线和反射波曲线的影响,得到了许多重要结论。

甘油溶液体变模量与浓度关系的实验研究

基于声速测试仪,利用时差法测量了超声波在不同浓度甘油溶液中传播纵波的速度,结合波动学理论间接求出了不同浓度下甘油溶液的体变模量。对甘油溶液的体变模量与其浓度的关系进行了定性和定量的研究与分析,给出了甘油溶液的体变模量与其浓度的关系图及线性拟合方程。研究结果表明,随着甘油溶液浓度的不断增加,甘油溶液的体变模量也随之增加,而且甘油溶液的体变模量与其浓度呈线性关系。这一研究结论在材料力学、化学工业以及进一步研究液体力学特性等方面有着重要的参考和应用价值。

超声场观测法测液体的体变模量

通过用超声场的观测法测定超声的速度间接地求得了水的体变模量,且测量值与标准值符合较好。

大豆堆压缩密度与体变模量研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪测定不同含水率不同围压的大豆堆的压缩密度与体变模量。测定的结果表明：未受压缩的大豆堆的密度随着含水率（8.58%～16.52% w.b.）的增大而减小,呈线性关系；不同含水率大豆堆的压缩密度随着围压（0～124kPa）的增大而增大,趋向各自的最大值,这些最大值随着含水率的增大而增大；大豆堆的体变模量随着围压的增大而增大,随着含水率的增大而减小。依据测定的数据,建立了以含水率与围压作为自变量压缩密度作为函数的预测模型,建立了以含水率与围压作为自变量体变模量作为函数的预测模型。模型预测的压缩密度、体变模量与实验测定值几乎一致（平均误差分别为5.2%和5.4%）。

基于变模量本构模型的三维地基沉降计算分析

对于地质条件复杂的基础工程,传统的解析方法难以获得合理的地基沉降和应力结果,此时数值方法的可靠性显得尤为重要,而数值方法的关键是选择合适的本构模型。为此,选择参数少且较易准确获取的变模量本构模型,通过二次开发将其嵌入到FLAC3D中,依托荔湾大厦基坑工程,分析了大面积、大荷载、复杂地质条件下基底沉降、应力及底板弯矩分布特征,并与弹性本构模型结果和实测沉降值进行对比,证明变模量本构模型在三维地基沉降分析中的优越性和适用性。同时分析了基础形状、刚度、荷载大小和地层条件等对地基沉降和应力分布特征的影响。所得结论主要有:①复杂地质条件下,基于变模量本构模型所得三维地基沉降结果与实测结果吻合较好;②基础刚度或荷载较大时,弹性本构模型因无法考虑屈服后的应力释放问题,所得基底应力端部集中显著,结果失真,所获得的底板弯矩也过大,这容易造成地基承载可行性和基础结构可靠性的误判。变模量本构模型模量随应力水平实时调整,可有效模拟端部应力释放,可以提供较合理的地基沉降和应力分布结果;③对于不等厚不均匀地层,其沉降和应力分析时应避免采用弹性本构,确保工程评估的准确性。

变模量弹塑性强度折减法在乐昌峡古滑坡体稳定分析中的应用

随着我国大规模的资源和能源开发以及基础设施建设,工程边坡的数量越来越多,边坡高度越来越高,滑坡灾害不仅时有发生,而且也越来越受人们的关注。目前用于边坡稳定性分析的数值方法中的强度折减法通常是仅对强度参数进行折减,且采用的是理想弹塑性模型,由于其在弹性阶段是按线弹性且对弹性模量不折减,故未能充分考虑屈服前岩土体的非线性,采用这种理想弹塑性模型的强度折减法其计算所得到的变形偏小。该文利用变模量强度折减法和局部强度折减法分析了乐昌峡鹅公带古滑坡体的稳定性,以及库水位变化对鹅公带滑坡体稳定性影响的分析,及其鹅公带反压加固后稳定性的分析,分析方法可以为类似工程提供借鉴。

变模量弹塑性强度折减法在土质边坡稳定性分析中的应用

论述了利用变模量强度折减法分析了具体的非均质土质滑坡的变形场和应力场特点,也比较了该文的方法和传统极限平衡法计算滑动面的优缺点。利用变模量强度折减法分析边坡的结果表明:在计算模型和计算参数选择合理、计算方法正确的前提下,变模量强度折减法在分析边坡稳定性时不仅可以获得安全系数,而且能获得边坡的渐进破坏过程、滑动面的发展过程和边坡的变形与稳定之间的关系等,分析方法对复杂边坡的稳定性评估要优于传统方法,可应用于类似工程。

油菜籽堆压缩密度与体变模量的实验研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪测定不同含水率、不同围压下的油菜籽堆的压缩密度与体变模量。实验结果表明:不同含水率油菜籽堆的压缩密度随着围压(0~140.0 k Pa)的增大而增大,并且趋向于各自的最大值,这些最大值随着含水率的增大而增大;依据实验测得的数据,建立了以含水率与围压作为自变量,压缩密度作为函数的预测模型,油菜籽堆压缩密度实验数值与模型预测数值之间拟合度较高,平均误差为0.61%。油菜籽堆的体变模量随着围压(0~140.0 k Pa)的增大而增大,随着含水率(7.11%~13.52%)的增大而减小。建立了以含水率与围压作为自变量,体变模量作为函数的预测模型,模型预测的体变模量与实验测定值误差较小,平均误差为4.38%。

大豆堆压缩密度与体变模量研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪测定不同含水率不同围压的大豆堆的压缩密度与体变模量.测定结果表明:未受压缩的大豆堆密度随着含水率(8.58%~16.52%w.b.)的增大而减小(718~680 kg/m3),呈线性关系;不同含水率大豆堆的压缩密度随着围压(0~124 kPa)的增大而增大,趋向各自的最大值,这些最大值随着含水率的增大而增大(774~914 kg/m3);大豆堆的体变模量随着围压的增大而增大,随着含水率的增大而减小.依据测定的数据,建立了以含水率与围压作为自变量压缩密度作为函数的预测模型,建立了以含水率与围压作为自变量体变模量作为函数的预测模型.模型预测的压缩密度、体变模量与实验测定值几乎一致(平均误差分别为5.2%和5.4%).

变模量聚氯乙烯凝胶仿生黏附材料及其在机械抓手上的应用

受大壁虎脚趾的微观结构启发,首先将两种不同模量的聚氯乙烯(PVC)凝胶浇注在表面有微孔阵列的硅模板上,制备出一种变模量仿生黏附材料。然后,对变模量和固定模量的仿生黏附材料在光滑玻璃片和具有不同表面粗糙度的印刷电路板(PCB)上进行黏附力测试。测试结果表明,变模量PVC凝胶仿生黏附材料的表面微柱阵列可以在保持大长径比的同时有更好的末端适应性,针对粗糙PCB的黏附力是固定模量仿生黏附材料的2~5倍;此外,PVC凝胶仿生黏附材料还具有易脱模的特性。最后,模仿大壁虎爬行时脚趾的翻折动作研制了仿生黏附抓手,配合所制备的变模量PVC凝胶仿生黏附材料成功地实现了对PCB的抓取与释放。

均质土中部分埋入粘弹性变模量桩基的瞬态波动响应

应用回传射线矩阵法,求得半个正弦波脉冲作用下均匀土中部分埋入粘弹性变模量桩任意段桩顶速度波响应,通过对比部分埋入粘弹性完整桩与部分埋入粘弹性变模量桩的反射速度波波形,分析部分埋入粘弹性变模量桩在不同桩身阻尼、不同缺陷程度的反射速度波波形.结果表明:粘弹性桩基在变模量段与完整段的反射速度波波形相反;在桩身缺陷处模量变化值越大,反射波信号越强烈;桩身阻尼对于速度波传递有衰减和粘滞作用.

稻谷堆限侧膨胀体变模量与弹性模量的实验研究

使用LHT-1型粮食回弹模量仪对稻谷堆(含水率为11.77%、12.95%、14.47%、15.75%、18.08%)的无侧向膨胀体变模量和弹性模量进行了实验测定。稻谷样品装入回弹模量仪中的圆柱形容器里,选定样品顶部的压应力分别为0、50、100、150、200、250、300 k Pa,对稻谷样品进行压缩与回弹实验。由实验数据计算得出样品所受的平均竖直压应力和平均围压,计算出体变模量与弹性模量。实验结果表明:在同一含水率下,随着平均围压的增大,稻谷堆的体变模量也增大;在同一围压下,随着含水率的增加,稻谷堆的体变模量减小。稻谷堆的体变模量与平均围压的关系可拟合为y=ax+b,其中系数a、b随含水率的不同而变化。随着加载、卸载次数的增加,粮堆的塑性形变增大,弹性形变略有减小。在同一含水率下,随着围压的增大,稻谷堆的弹性模量增大。

岩石广义流变柔量、模量时间依存性

地下工程中,岩体有蠕变特性和应力松弛特性,但在很多工程实践中,岩体变形既不是纯蠕变,也不是纯应力松弛,而是随着时间的增加,应力和应变同时发生变化,表现出时间依存性变形,导致岩体最终发生破坏,这种现象用一般的蠕变和应力松弛特性很难解释清楚,是岩石力学研究工作者所面临的一个难题。为确保地下工程及其构筑物在长期运营过程中的安全与稳定,需要通过广义流变理论对岩体流变力学特性进一步深入研究。在线性黏弹性理论中,蠕变柔量和松弛模量分别由蠕变试验和松弛试验获得,两者呈线性流变特征,数值上互为倒数关系,且可相互转化,没有本质区别。但在非线性黏弹性理论中,蠕变柔量和松弛模量两者关系还不明确,由应力归还控制实现的广义流变为研究两者关系提供了可能。利用应力归还控制的伺服试验系统执行启动点为50%和80%田下凝灰岩的广义流变试验,使用同样的加载方式执行启动点为50%、65%和80%三城目安山岩广义流变试验,两种岩石的广义流变方向系数均为3.0、±∞、–3.0、–1.0、–0.3、0、0.3。结果显示:两种岩石的广义流变演化规律具有相似性,且应力和应变随时间变化的规律符合对数法则。本文在线弹性蠕变柔量和松弛模量的基础上,定义了广义关联应变和广义关联应力,并提出广义流变柔量和模量的计算方法。对两种岩石的广义流变试验结果进行计算。由计算结果可以看出,该计算方法具有广义性;蠕变柔量和松弛模量是广义流变属性的两种特殊形式。两种岩石广义流变柔量和模量都与黏弹性变形相关,具有明显的时间依存性、方向系数依存性和非线性流变特征;广义流变柔量和模量的比值随着时间的增加逐渐减小,表明破坏前岩石刚性逐渐降低,变形逐渐增大。因此,本文构建的计算方法可进一步分析岩石破坏前和破坏后刚度和塑性变形的定量关系,为研究岩石的时间效应奠定了基础,对评估地下工程的长期稳定性具有重要的意义。