软化指数对混凝土断裂过程区尺度的影响

应用Muskhelishvil应力函数全场解,根据幂指数函数描述的混凝土拉应变软化模型导出断裂过程区(FPZ)过程值及临界值的解析表达式,分析了在最大拉应变强度理论下软化指数对FPZ过程值及临界值的影响。结果表明:混凝土FPZ过程值及临界值都随着软化指数的增加而增加,不同泊松比下变化规律相近。

土工格栅筋土拉拔界面的弹性-指数软化模型与性状

土工格栅被广泛应用于路堤、边坡、挡土墙等加筋土工程,而筋土界面分析是研究加筋作用机理的关键。根据土工格栅拉拔荷载下的受力状态,分析了拉拔试验实际剪应力与位移关系,发现界面软化阶段剪应力与位移近似呈指数分布,已有计算模型大多高估了界面剪应力,提出了能够考虑界面渐进破坏及非线性特性的弹性-指数软化模型。通过筋土界面基本控制方程,得到了土工格栅拉拔荷载下不同阶段受力状态的计算模型。对界面剪应力发展历程及分布规律展开了较为细致的研究,同时进行了参数分析,包括剪切刚度、抗拉刚度、加筋长度、软化指数衰减特征系数等。结果表明,土工格栅拉拔过程中,当筋土界面处于弹性阶段时,界面剪应力不均匀性及界面最大剪应力随剪切刚度增大而增加,弹性模量则相反;软化阶段内,加筋长度越长,界面软化现象越明显,加筋长度较短时,可近似认为界面剪应力呈均匀分布;软化指数衰减特征系数越大,界面剪应力波动越大,其峰值往拉拔端移动;进入残余阶段后,界面剪应力由拉拔端向自由端增大且逐渐趋于残余应力。研究成果可为加筋土工程土工格栅选取提供理论指导。

循环荷载作用下珠海隧道饱和黏土软化试验研究

通过对珠海隧道正常固结饱和粉质黏土和淤泥质黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环荷载作用下土体软化情况。根据软化指数定义,得到土体软化指数曲线;分析了循环荷载过程中土体割线剪切模量发展规律;探讨动应力对土体软化的影响。结果表明:试样在每一循环次数中都存在临界屈服应变εp;循环次数较少时,土体刚度软化现象明显,随循环次数逐渐增加,土体刚度软化程度降低甚至不发生刚度软化;相对于加载波形为正弦波而言,半正弦波提高了土体刚度软化程度;动应力的提高增加了土体软化的程度。

考虑温度影响的饱和软黏土应变软化研究

循环荷载作用下饱和软黏土将产生应变软化现象,通过对宁波饱和软黏土开展温控动三轴试验,研究了温度、频率、初始偏应力、动应力和含水率对土体应变软化的影响,并在试验基础上建立了一个能够考虑温度影响的应变软化模型。结果表明:随着振动次数、初始偏应力、动应力和含水率的增加,土体软化加快,软化指数逐渐减小;随着频率和温度的提高,土体软化程度降低,软化指数增大;建立的软化模型可以较为合理地描述试验温度、频率、初始偏应力、动应力和含水率对土体应变软化特性的影响。

振动频率对饱和黏土动力特性的影响

为了了解振动频率对饱和黏土动力特性的影响,针对天津临港工业区典型黏土做了一系列原状土与重塑土的动力试验.结果表明,随着频率的增加,原状土变形曲线由破坏型向发展型再向渐稳型过渡,重塑土变形曲线多为直线型.对4种动变形曲线定义了不同的破坏标准,发现随着振动频率的增加,软黏土动强度的变化趋势为先提高,之后增长幅度减小.频率越低,原状土的孔压升高越快;但振动频率对于重塑土孔压发展影响较小,原状土的界限孔压比低于重塑土.振动频率越低,原状土的动弹性模量软化指数下降得越快,并最终稳定在界限软化指数;不同振动频率下,重塑土软化指数的发展较为一致.

软土动力特性动三轴试验研究

许多学者对软土在动力作用下的变形特性进行了大量的研究,并提出了相应的经验公式,但其经验公式参数较多且试验复杂,不易被一般工程技术人员掌握运用。本文采用天津滨海地区软土为研究对象,进行钻探取样、波速测试、室内静力学和动三轴试验,获取该地区软土的静、动力学参数,并利用相对简单的模型对残余应变和软化指数随振次的变化规律采用最小二乘法进行拟合,取得很好的效果。成果表明,利用简单的模型对软土的动力特性进行区域性研究是可行的。该成果可为今后软土动力特性和软土震陷计算方法研究提供参考和基础性资料。

天津滨海软黏土动力累积塑性变形特性与增长模型

为了研究了循环动应力、初始静偏应力、固结比、振动频率共同作用对软黏土累积塑性应变的影响,以天津滨海新区临港工业区的浅海-滨海相软黏土为研究对象,利用GCTS循环扭剪三轴仪对其进行一系列循环三轴试验。试验结果表明,循环动应力增加、振动频率降低,能加快软化指数的衰减速率;初始静偏应力和固结比的增加,可提高软黏土抵抗循环动荷载的能力,减缓软化指数的衰减速率。综合考虑以上4种因素对软化指数随累积塑性应变发展变化的影响,总结得到了不同影响因素下软化指数与累积塑性应变之间的经验公式。结合以往学者对软化指数和循环荷载振动次数的相关性研究,以软化指数为桥梁,最终建立了针对天津滨海软黏土累积塑性应变的增长模型,并对模型的适用性进行了验证。

船行波对内河饱和软黏土刚度和强度弱化影响试验研究

近年来随着内河航运业的发展和船舶大型化的趋势,船行波对内河航道岸坡的稳定性影响不容忽视。船行波是一种动荷载,长期作用于内河表层饱和软黏土,对其刚度和强度影响严重。通过动三轴试验模拟了船行波对内河饱和软粘土的刚度和强度的影响,并对动三轴试验后的土样进行不排水剪切试验,研究了船行波荷载长期作用后内河表层软粘土的强度弱化。通过研究建立了考虑循环荷载比的软化指数经验公式;建立了考虑循环荷载比的土体残余应变计算经验公式,并在此基础上建立了土体强度折减与残余应变的关系;最后依据莫尔库伦准则给出土体粘聚力和内摩擦角的强度折减系数与循环应力比关系经验公式。

振动荷载作用下浸水过程对重载铁路基床变形特性影响研究

降雨与列车振动荷载相互作用易引起基床不均匀沉降,分析动力作用下不同浸水过程对土体变形特性的影响有利于评价重载列车扩能改造后基床的平顺性。利用动三轴仪,进行了不同浸水过程的动三轴试验,分析浸水过程对湿化变形、滞回曲线以及软化指数的影响。结果表明:浸水过程对于湿化变形有显著影响,前期浸水基床扩能改造后湿化变形较大但稳定较快,前期未浸水基床扩能改造后湿化变形趋势较大,不易达到稳定状态;前期未浸水基床在扩能改造后软化指数下降较快,土体软化趋势较大,浸水基床在扩能改造后软化指数很快趋于稳定,软化趋势不明显;在相同的浸水过程下,湿化变形随轴重的增加而增加,轴重在超过30 t后,湿化变形将是影响路基平顺性的控制因素。

不同加载方式下黄土累积变形特征研究

土体动力特性主要与其受力状态、土体加载类型、试验控制方式以及荷载等参数有关。以往非饱和黄土累积变形试验研究通过单向动应力加载方式开展相关研究,并不能真实反映土体受力状态。现运用WF-12440型动三轴-空心圆柱扭剪试验系统,通过单向荷载和双向荷载两种不同的动应力加载方式,进行黄土的长期重复载荷试验,对比不同动应力加载方式对非饱和黄土累积变形发展特征的影响。试验结果发现:黄土在单向荷载或双向荷载作用下,其软化指数均随着循环次数的增加,呈非线性减小的趋势,在相同循环振次时,土体软化指数随着动应力幅值的增大而减小;黄土在不同加载方式作用下,软化指数减小速率在循环振次100次以内较快,后期随振次增加,土体软化速率逐渐趋于平稳;黄土在双向荷载作用下,当轴向动荷载较小时,径向荷载的施加,将加速黄土的软化程度,随着轴向动荷载的增大,径向荷载对黄土软化的影响逐渐减弱,其对于黄土变形的影响存在一临界轴向循环动应力。本研究的开展,可更准确地进行不同荷载耦合变化下,黄土场地震陷评估或路基土体变形计算,实现有效控制路基的整体稳定和工后沉降量,以期根据路基土参数预测后期沉降,极具重要的科研和工程意义。

椭圆应力路径下双向非等幅剪切对软黏土动力特性的影响

针对地震产生的S波引起土体水平剪切振动问题,以温州软黏土为研究对象,采用多向循环单剪仪进行了12组应力控制下的不排水循环单剪试验,研究了水平双向耦合荷载作用下循环应力比β和双向剪切应力比η对饱和软黏土动力特性的影响.通过对试验数据回归分析,建立了软黏土的软化指数模型.试验结果表明:软黏土动强度与η呈近似线性增长关系.β一定时,η越小,土体产生的剪应变和孔压越大.当β=0.14时,剪应变、孔压发展缓慢,呈稳定型增长,η对软化指数、剪应变和孔压的影响不大;当β≥0.20时,剪应变、孔压发展迅速,呈破坏型增长,η的减小明显加快了剪应变、孔压的发展及软化指数的衰减,从而使软黏土更容易发生软化.

循环荷载作用下有机质浸染砂的动变形特性

为了了解循环荷载作用下有机质浸染砂的动变形特性,本研究在不同天然含水率、振动幅值、固结比和循环波形条件下,通过动三轴试验,研究了海南有机质浸染砂的动变形特性,并从动应变-振次曲线、软化指数-振次曲线等方面分析了天然含水率、振动幅值、固结比、不同循环波形对有机质浸染砂变形特性的影响.试验结果表明:有机质浸染砂的动应变随着振动幅值和天然含水率的增大而增大,但随着固结比的增大而减小,并且随着振动次数的增加而先增大,后趋于平稳;刚度软化指数随着振动次数的增加而急速减小;在不同波形中,方波对有机质浸染砂软化指数的影响最为明显.

Sasobit对沥青感温性能的影响分析

通过对Sasobit与沥青配伍性的研究,表明Sasobit与沥青之间的混合时间、混合温度以及混合方法对其性能稳定性影响不大,故采用在130℃下人工搅拌15min的方法进行Sasobit沥青的制备。利用不同剂量的Sasobit沥青在不同温度下的针入度、粘度和软化点等性能指标的测试结果,计算了Sasobit沥青的感温性能指标:针入度指数、粘温指数、针入度粘度指数和针入度软化点指数。由计算结果可知,在沥青中添加不同剂量的Sasobit会提高其在不同温度区域内的感温性能,且各个感温性能指标之间有很好的相关性,根据其感温性能的变化可以确定在沥青中添加3%Sasobit最为合适。

初始剪应力下剪切方向角对软黏土软化特性的影响

边坡、挡土墙等结构中的土体一般存在初始剪应力的作用,同时在地震、波浪等动荷载作用下,土体的初始剪应力与动荷载之间往往会存在一定的夹角。为了研究初始剪应力与循环荷载之间的夹角（剪切方向角）对土体软化指数的影响,采用多向循环单剪仪对温州软黏土进行一系列的循环单剪试验研究。研究结果表明,在特定剪切方向角下,随着循环应力比rc的增加,软化指数？逐渐降低,且在相同软化指数条件下,相邻循环应力比对应的循环圈数相差的幅度逐渐减小;循环应力比一定时,当剪切方向角在0°-90°范围内增加时,软化指数依次递增,当90°〈θ≤180°时,软化指数的变化趋势与0°-90°时相反;循环应力比rc=0.15时,在加载初期,θ=120°,150°,180°时,软化指数均分别较θ=60°,30°,0°时大。对试验数据进行回归分析,建立土体的软化指数模型和孔压–软化模型。

高黏沥青储存稳定特性分析

文章为了研究高黏沥青储存稳定特性,制备三种高黏沥青(TPS、S、A/S),并采用离析软化点法和基于DSR试验的离析指数法分析各高黏沥青随储存时间变化的储存稳定特性。结果显示:制备的两种高黏沥青黏度均已达到TPS高黏剂改性水平,且具有更高的软化点,但二者延度较TPS高黏沥青有所减小;离析软化点差法储存稳定性优劣排序为TPS>S>A/S,基于DSR的离析指数分析储存稳定性优劣排序为S>TPS>A/S。由此得出:S改性沥青剂具有作为高黏沥青使用的潜在特性;采用DSR的离析指数法评价结果与传统软化点差法存在一定差异,但应优先采用离析指数法,且推荐将离析指数≤0.8作为离析的判断标准。

多向循环剪切应力路径下地基软黏土变形特性试验研究

针对地基软黏土动力特性,对温州软黏土开展了一系列应力控制的不排水循环双向单剪试验,研究了循环应力比与相位差对温州软黏土动力特性的影响.研究表明:相位差的增加使得应力路径从直线向椭圆进而转向圆形,应变轨迹与应力路径形状相似,应力路径影响了应变的发展;循环应力比越大,相位差越大,达到破坏应变需要的循环次数越少.并且通过回归分析,建立了破坏次数随循环应力比变化的预测公式;循环应力比的增大使得应力-应变滞回曲线的应变差值逐渐变大,相位差的增大使滞回圈的形状由S形向椭圆形转变,随着循环应力比与相位差的增大土体的软化速率逐渐增大.

地震荷载下水泥土循环剪切特性研究

基于地震荷载下水泥土桩复合地基的破坏机制,采用GDS动单剪仪对水泥土进行动力循环剪切试验,研究水泥掺入比与循环应力比对水泥土动变形、动强度以及软化特性的影响。试验结果表明:水泥掺入比的增加会减缓水泥土动剪应变的发展而动强度则逐渐增强,但循环应力比反之;水泥掺入比为5%,10%,15%的水泥土临界循环应力比分别为0.267,0.286,0.327。通过采用转折应变作为水泥土破坏的标准和数据归一化处理方法,建立了循环应力比和破坏振次的模型。循环荷载作用下,随着循环应力比与循环振次的增大,水泥土的软化指数将减小,半对数模型能够较准确描述水泥土的软化特性。

主应力轴偏转下的滨海结构性软土试验研究

对现有的空心圆柱试样制备技术进行了改进,解决了原有制样技术存在的扰动大、步骤繁琐等问题;采用空心扭剪仪为试验设备,以不同频率、不同动应力幅值为影响因素分析了其对紫金港软黏土轴向累计应变和软化指数的影响。在主应力轴旋转条件下,滨海结构性软土存在明显的临界循环应力值,当频率在0.1 Hz~1 Hz范围内变化时,空心圆柱试样在0.1 Hz循环荷载作用下达到破坏状态需要的次数最少;同时,频率和循环应力比对滨海结构性软土的软化特性具有显著的影响,且频率、动应力比对轴向累计应变及软化指数的影响是相互耦合、互相影响的,并不单独存在。