JRC-JCS模型抗剪强度估算的平均斜率法

结构面对工程岩体的稳定性有着决定性的影响,结构面的抗剪强度参数是分析岩体稳定的关键的参数。本文回顾了结构面抗剪强度估算的JRC-JCS模型及其估算方法,提出了可快速估算结构面抗剪强度参数的平均斜率法,并通过对比分析阐明平均斜率法的优越性。

基于平均迹长修正新方法的岩体三维连通率及抗剪强度参数计算

岩体结构面连通率是反映结构面延伸程度和连通状况的一个重要参数,是确定裂隙岩体抗剪强度指标的关键和分析边坡稳定性的前提。对三维连通率的求解方法及其在估算抗剪强度参数中的应用进行探讨,在考虑结构面迹长和迹线与统计窗边线的交角均遵循一般概率分布类型的基础上,从概率统计角度推导出窗口法中结构面平均迹长的估算公式。利用基于平均迹长修正公式的三维结构面网络模拟方法对贵阳市鱼简河水利工程导流洞进口的岩体结构面进行模拟,在其三维可视化模型的基础上求得模拟区内不同截面的三维连通率,并利用三维连通率结果估算出岩体的综合抗剪强度参数。计算结果表明:该模拟区内岩体总体连通性较好,各向异性明显,70°～80°∠20°～40°范围内的截面为危险截面,最大连通率为0.9143,最小黏聚力和内摩擦角分别为1.135MPa和25.7°,工程建设中应予以重视。

基于滑带土等效抗剪强度参数的古滑坡稳定性分析

采用野外直剪试验方法测定鹅公带古滑坡体滑带土强度参数,据此求得的滑坡稳定安全系数与古滑坡已处于临界失稳的现状不符,为此特提出考虑降雨条件下浸润线升高等因素影响下的滑带土等效抗剪强度参数,利用强度折减法,通过FLAC3D软件反分析得到等效抗剪强度参数,并利用该参数计算不同运行工况下的鹅公带古滑坡体稳定安全系数。结果表明,各种工况下古滑坡稳定安全系数均不满足规范要求,且在汛限水位及水位骤降情况下处于失稳状态,应进行加固处理。

岩体等效抗剪强度概率特征值评估在边坡稳定性可靠度分析中的应用

为消除因采用Hoek-Brown准则中间变量而导致评估等效抗剪强度参数概率特征时产生累积误差,针对Hoek-Brown准则各变量具可变性和不确定性,提出应直接由基本变量入手来评估。在简要介绍Hoek-Brown准则基础上,选用了Rosenblueth点估计法和Monte-Carlo抽样法对边坡岩体的等效抗剪强度概率特征值以及边坡稳定性可靠度和破坏概率进行了对比计算分析。尽管2种方法计算结果差异很小,但是与Monte-Carlo抽样法相比,Rosenblueth点估计法计算量明显减小。而Rosenblueth点估计法较为简单,因此工程中可以用它来估计岩体有关参数概率特征值、稳定性可靠度和破坏概率。

碎裂边坡岩体等效抗剪强度参数的确定

为了更精确地求出岩体的等效抗剪强度参数,本文采用岩体结构面网络模拟方法获得了边坡岩体质量分级的RMR值,通过建立RMR值与Hoek-Brown强度准则的数学关系,可计算出岩体的等效内聚力c和等效内摩擦角,并以该等效参数为基础利用3DEC软件进行数值模拟,结果表明模拟结果与实际情况基本相符,从而验证了该方法进行碎裂边坡岩体抗剪强度参数的确定具有可行性,且能更精确地为工程设计和施工服务。

滑坡推力计算中抗剪强度标C,Φ的确定

目前确定滑坡抗剪强度指标C ,值的方法主要有试验手段、经验数据对比、极限平衡状态下的反算法。试验法因受各种条件限制 ,其结果常难令人满意 ,而经验数据对比法过多的强调经验 ,实际上却很难把握 ,因此 ,反算法成为岩土工程界常用的一种方法。文章重点探讨了反算法的基本原理、反算法的具体步骤、反算法建立联立方程的条件 ,最后介绍了对滑坡多个轴向断面的反算力学指标进行加权平均分配k值的方法。本文对滑坡推力计算中抗剪强度指标C 。

集中荷载作用下R.C.双向受弯约束梁斜截面抗剪强度的计算

在13根集中荷载作用下钢筋砼双向受弯约束梁斜截面抗剪试验研究的基础上,采用等效梭形截面法,将双向受弯约束梁转化为单向受弯约束梁,并推出集中荷载作用下钢筋混凝土双向受弯约束梁斜截面抗剪强度的计算方法.

基于等效损伤的土与结构物界面损伤强度模型

为探究土与结构物界面的力学特性及损伤演化规律,通过直剪试验分析了不同剪切面积土体条件下土与结构物界面的强度特性,且基于土体剪切面和土与结构物界面剪切过程中的损伤演化特征,构建土与结构物界面的等效损伤因子,提出基于等效损伤的土与结构物界面统计损伤本构关系,并结合试验结果对模型可行性进行验证。结果表明:土体剪切面积比对试样应力–应变曲线影响明显,相同法向应力条件下,土与结构物界面抗剪强度随着土体剪切面积比的增加呈线性增长的发展趋势;相对土体剪切面而言,土与结构物界面在剪切过程中孔隙和微裂纹发生剧烈变化,宏观表现为土与结构物界面强度低于土体剪切面强度;试样加载过程中,土与结构物界面总损伤为等效初始损伤、受荷损伤、等效初始损伤和受荷损伤相互作用产生的耦合损伤;本文模型计算结果与试验数据拟合度较高,能反映土与结构物界面应变硬化或应变软化型曲线特征。研究成果可为边坡桩–土界面分析及安全评价提供理论支撑。

高岭土电化学阻抗谱与抗剪强度的试验研究

基于高岭土的电化学体系,通过研究不同粒径和不同含水量的抗剪强度指标与电化学参数性质,建立等效电路模型。试验表明:随着含水量的递增,Nyquist图像特征隶属于准Randles模型;Bode图特征则表现为随着含水量递增,土的阻抗模值持续减小;等效电路模型随着含水量递增,溶液电阻RS、电荷转移电阻Rt、阻抗系数σ不断减小,CPE不断增大。建立了高岭土抗剪强度与电化学参数间的数学模型。

基于GSI值的岩体抗剪断强度参数估算

岩体抗剪断强度是评价工程岩体稳定性的重要指标之一,国内外水电工程多通过基于GSI值的Hoek-Brown准则对岩体力学参数进行估判,再结合工程规范进行取值。为方便现场快速通过GSI值的获取来选择合适的岩体抗剪断强度参数值,同时为解决Hoek-Brown经验准则在一般情况(高应力状态)下估算岩体抗剪断强度参数的计算结果与国内规范取值难相一致的问题,以调查实测所得的不同类别岩体大量GSI、RMR与BQ值数据为基础,分析研究三者之间的关系,得到了BQ、RMR以及GSI之间的关系方程。同时结合工程岩体分级标准(GB/T 50218)中BQ值与岩体抗剪断强度参数的关系,建立了基于GSI值的岩体抗剪断强度参数估算公式。通过比较H-B准则等效公式与所提出的基于GSI值的估算公式的计算结果,建立它们之间的关系式,将H-B准则在一般情况(高应力状态)下的计算结果转化为与国内规范GB/T 50218等取值相一致的参数,以便在工程中更有效应用。研究成果可供其他类似工程参考。

具有箍筋的部分预应力混凝土约束箱梁抗剪强度的试验研究

在完成12片部分预应力混凝土约束箱梁试验的基础上,本文详细讨论了弯矩比、剪跨比及预应力值对约束箱梁抗剪强度的影响,并提出了修正剪跨比m’和平均预应力度λ的概念。本文还采用回归分析的方法得出计算抗剪强度的经验公式。用该式计算所得结果与102个国内外试验数据相比较,吻合较好。该式可供设计研究参考。

对计算地基承载力特征值中抗剪强度指标取值方法的探讨

通过算例,分析在一倍基础宽度深度内有多层土时,抗剪强度指标的不同取值方法对计算地基承载力特征值的影响,并提出取值方法的建议。

坡月水库坝基岩体抗剪强度取值分析

坡月水库坝基岩体岩性主要为长石石英砂岩、泥岩粉砂岩和粉砂质页岩,它们的比例关系很大程度决定了坝基岩体的物理力学性能及抗剪强度指标,通过开挖后地质揭露及现场直剪试验成果对比,验证了设计中加权平均法所提出坝基岩体抗剪强度建议值的准确性。加权平均法应用到勘探工作量有限,现场试验缺乏等条件的中小型水利工程,尤其是重力坝坝区,提供坝基或较大面积建筑物地基岩体抗剪强度建议值中,具有节约、快速、准确性高等优点。

利用抗剪强度计算地基承载力特征值方法探讨

利用不同地层情况的计算实例,分别采用抗剪强度指标厚度加权平均法和附加应力面积法对地基承载力特征值进行计算,对计算结果进行分析,对不同的计算方法的理论原理进行了剖析,提出利用附加应力系数法计算抗剪强度指标标准值的结论。同时提出抗剪强度指标应采用不固结不排水剪指标,当持力层为粉土时应对其抗剪强度指标进行75%的折减的方法和建议。为合理利用抗剪强度指标计算地基承载力特征值提供了有益的参考。

节理岩体正交各向异性等效强度参数研究

将节理裂隙视为岩体的损伤,利用岩体裂隙网络模拟技术、损伤力学和节理张量理论对等效抗剪强度参数(即黏聚力和摩擦系数)进行了研究。在岩体损伤力学研究成果的基础上,研究了包含多组节理裂隙的岩体在空间任意截面上损伤变量的近似计算方法;以损伤变量作为加权系数,将岩块和结构面抗剪强度参数的加权平均值作为岩体等效强度参数;根据岩体在各空间截面上的等效抗剪强度参数计算成果,将岩体抗剪强度参数等效为正交各向异性变化的抗剪强度参数;编制相应的计算程序,通过计算实例验证了研究成果和计算程序的正确性。

热老化条件下公路桥梁板式氯丁橡胶支座抗剪试验

利用高温试验箱模拟热老化过程,对氯丁橡胶支座进行20,40,60和80 d的热老化处理,进行抗剪试验.通过对比分析,研究热老化对氯丁橡胶支座的抗剪承载力、极限抗剪强度、水平等效刚度以及抗剪弹性模量的影响.结果表明:氯丁橡胶支座在热老化处理后,比标准试件更易发生脆性破坏,且钢板外露、层状破坏、裂缝等剪切破坏现象更为严重.随着热老化程度加深,氯丁橡胶支座抗剪承载力、极限抗剪强度、水平等效刚度和抗剪弹性模量逐渐降低.采用最小二乘法对50年的抗剪强度和抗压弹性模量进行了分析,由其衰减曲线和衰减函数可知,衰减变化趋势基本符合指数函数规律.

冷弯型钢角钢连接件抗剪承载力计算方法研究

冷弯型钢角钢连接件主要用于冷弯薄壁结构各构件的连接。为研究冷弯型钢角钢连接件的抗剪承载能力,建立有限元分析模型。同时对比不同连接件厚度、螺钉数目和间距的试件的荷载-位移曲线、抗剪承载能力和失效模式特征,总结影响其抗剪性能的主要因素,验证相关学者理论公式的合理性。结果表明,应用有限元分析模型可以有效模拟冷弯型钢角钢连接件的破坏模式,与试验的荷载-位移曲线和各类力学性能指标等均吻合较好,具有较高的可靠度和计算精度。连接件厚度和螺钉布置均为影响冷弯型钢角钢连接件抗剪性能的重要因素,按现有名义抗剪强度计算公式分析结果偏于保守,根据已有试验和有限元分析结果,提出了更具普适性的冷弯型钢角钢连接件抗剪承载能力计算方法。

玄武岩纤维自密实高强混凝土梁抗剪承载力研究初探

文章叙述了玄武岩纤维混凝土梁抗剪性能的现有研究基础,设计并进行了以纤维体积率和纤维长度为变量的7根玄武岩纤维自密实高强混凝土梁抗剪性能试验,从梁的破坏形态和裂缝分布、荷载-跨中挠度曲线、斜截面抗剪承载力三个方面分析了玄武岩纤维高强自密实混凝土梁的抗剪性能。建立了玄武岩纤维自密实高强混凝土梁斜截面抗剪承载力的简化计算公式,应用公式对玄武岩纤维自密实高强混凝土梁斜截面抗剪承载力进行计算,分析了玄武岩纤维自密实高强混凝土梁基于极限荷载后的名义平均等效抗剪强度的剪切延性。

采用ECC改善钢筋混凝土深梁抗剪性能的试验研究

采用国产纤维制成的高性能水泥基复合材料(ECC)替代混凝土形成钢筋增强ECC深梁,并与3根普通钢筋混凝土深梁进行了集中荷载下抗剪性能对比试验研究。研究表明,RC深梁主要是剪切破坏和局压破坏,采用ECC后,RE1、RE3深梁的破坏模式从脆性破坏转为延性弯压破坏,RE深梁出现多条细密裂缝,且无碎屑剥落,整体性良好。相同配筋情况下,RE深梁的名义抗剪强度平均是RC深梁的1.25倍,延性系数平均是RC深梁的2.81倍。就名义极限剪切强度和裂缝宽度而言,ECC的使用至少可以替代RC深梁中0.3%的分布筋。

三维刚体弹簧元法在RC深梁抗剪性能尺寸效应评价中的应用

选取典型的钢筋混凝土(RC)深梁受剪试验,开发并运用三维刚体弹簧元法(3D RBSM)模拟了大尺寸截面深梁的受剪破坏过程,以及箍筋对深梁抗剪性能的影响。结果表明,3D RBSM不仅能够较准确地计算RC深梁的开裂荷载、名义抗剪强度以及箍筋的增强作用,而且能够模拟裂缝的开展以及构件的破坏。相比于有限元法,3D RBSM具有以下优势:大幅度提高了名义抗剪强度的计算精度,实现了散布裂缝模拟的可视化以及混凝土裂缝宽度的直观、定量评价;能够更好地捕捉峰值荷载后的软化行为。因此,3D RBSM为大尺寸截面深梁的受剪破坏模拟、明晰抗剪性能尺寸效应机理和完善大尺寸RC构件设计提供了有效研究手段。