基于PFC^(3D)的膨胀岩湿胀变形研究

为研究不同过程含水率下膨胀岩的湿胀变形特性,以侧限无荷载膨胀试验和双电层理论为依据,通过PFC^(3D)软件建立计算模型,对万州地区的膨胀岩地基进行研究.结果表明:数值模拟与室内试验结果吻合较好,整个湿胀变形过程按时程特征可划分为变加速“蠕变”、匀变速上升和变减速“蠕变”3个阶段;增大膨胀岩内部的含水率后,首先会引起其内部黏土矿物颗粒的膨胀,当颗粒膨胀累计到一定阶段时会导致宏观层面上的湿胀变形;湿胀变形与湿胀变形速率的关系本质上反映的是膨胀应变与膨胀应力之间的“应力-应变”本构;膨胀岩湿胀变形速率与细胞吸水膨胀速率相似,即随内部含水率的增大而呈现“Λ”字形的变化趋势;K_(0)应力状态下的侧限膨胀试验不能充分释放膨胀岩的膨胀潜势,因此后期需要三轴应力状态下的膨胀试验来进行进一步研究.

湿胀变形对白水峪大坝坝踵应力变化的影响

蓄水后坝踵压应力增长不是个别大坝特有的现象,其原因可能与水头、灌浆、温度、坝高(指施工期坝体上升)以及湿胀等因素有关,这些因素相互影响,增加了分析工作的困难,特别不易单独分离出湿胀变形及其变化规律。白水峪大坝排除了其他因素的影响,是研究湿胀变形的一个典型实例。根据湿胀变形的机理,文中论述了应变计与相应的无应力计测得的湿胀变形是有差异的；提出了描述其过程的“湿胀函数”；采用逐步回归法定量分析了这种影响。比较圆满地解释了大坝坝踵压应力增长的现象,对湿胀变形的研究是一次有意义的尝试。

膨胀土路基湿胀变形计算方法研究

结合广西百色新建膨胀土路段实体工程,根据现场实时监测情况,探讨包盖膨胀土路堤营运1年的湿度波动和变形规律。在非饱和土湿热耦合计算方法的基础上,通过膨胀土应力相关土水特性试验,运用VADES/W软件构建膨胀土路基湿度波动二维有限元数值分析模型,预估包边膨胀土路基在设计运营年限内湿度的长期波动规律;在膨胀土路基达到平衡含水率的过程中,按照Fredlund土层隆胀公式,运用土力学分层总和法对广西百色重塑膨胀土求取若干土层产生的总隆胀量,该方法参数易获取,并且考虑了现场应力路径。

水胶比因素影响下水工混凝土湿胀变形试验与模型研究

水工混凝土因其工作环境经常或周期性地受到水的作用,导致混凝土含水量增加从而产生湿胀变形.为研究水胶比与水工混凝土湿胀变形特性的关系,本文根据典型混凝土坝工程不同部位混凝土配合比,设计并开展了不同水胶比的水工混凝土湿胀试验研究.首先通过内埋应变计监测获得试验过程中试件的变形,再建立实测变形的统计模型,反演得到混凝土的热膨胀系数,最后基于浸水后的实测变形分离出湿胀变形分量,并探讨建立考虑水胶比因素的混凝土湿胀变形模型.结果表明:(1)随着水胶比增大,湿胀变形稳定值依次降低,与计算得到的线湿胀系数变化规律一致;(2)本文所提出的湿胀变形组合指数公式与分离出的湿胀变形实测结果拟合效果良好.

室内非标准养护水工混凝土湿胀变形试验

为研究室内非标准养护条件下混凝土浸水后的湿胀变形,设计开展了室内包裹、不包裹养护2种不同非标准养护状态下湿胀变形试验。首先基于2组试件养护期间自由体积变形得到室内不包裹试件干缩变形值,然后依据2组混凝土试件养护期间实测变形,建立其自由体积变形统计模型,反演获得热膨胀系数及分离出自生体积变形,最后根据浸水后实测数据,分离出湿胀变形。试验结果表明:室内不包裹试件存在明显的干缩变形,28 d龄期变形值达到-155.12με;且不包裹、包裹试件的湿胀变形在浸水15 d后趋于稳定,其值分别为122.51με/15.24με。

恒定初始干密度状态下膨胀土的有荷膨胀试验

为了获得恒定初始状态下膨胀土膨胀量随上覆荷载的变化规律,为膨胀土湿胀数学模型的建立提供基础,针对常规有荷膨胀试验中施加上覆荷载后会导致试样压缩和初始干密度发生变化的问题,改进试验装置,分别选取强、中、弱3种膨胀土进行了改进和常规膨胀土有荷膨胀对比试验。研究结果表明,常规有荷膨胀试验中不同的上覆荷载作用会使试样初始干密度增加1%~3%,吸水恢复到初始干密度状态后含水率会增加20%~30%;改进的有荷膨胀试验因避免了初始干密度的增大,使测试结果小于常规试验结果,得到的膨胀土湿胀变形公式中的回归参数n值比常规方法中使用的n值小29%~66%。

高压水对纤维喷射混凝土性能的影响

为客观评价高压水作用对纤维喷射混凝土力学性能的影响,分别采用粗合成纤维、混杂合成纤维和钢纤维配制了3种C30喷射混凝土。基于自行设计的高压水试验箱,考察了3MPa高压水作用对纤维喷射混凝土力学性能的影响。并实测高压水恒压养护下湿胀变形对力学性能的损伤展开分析。结果表明:标准养护7d+28d高压水恒压养护下三种纤维喷射混凝土的抗压强度较7d标准养护条件下相比增长幅度不大;与同龄期标准养护相比,标准养护7d+28d高压水恒压养护三种纤维喷射混凝土的抗压强度、抗弯强度分别下降20%和30%左右;湿胀变形测试结果说明高压水作用导致混凝土湿胀变形超出其极限拉伸值是造成力学性能损伤的主因。