基于离散元法的纤维改良黄土力学性能研究

为进一步探究纤维对改良黄土力学特性的影响,本文以改良黄土为研究对象,基于离散元方法模拟了改良黄土直剪试验,研究了纤维长度以及纤维掺入比等对纤维改良黄土力学特性的影响。研究结果表明:加入聚丙烯纤维后,纤维改良黄土的粘聚力提升了将近两倍,内摩擦角增加了约10°,说明聚丙烯纤维可以有效提升黄土的物理力学特性。随着纤维掺入比从0.05%增加到0.20%,内摩擦角增加了不足5°,而粘聚力增加了30kPa,说明纤维掺入比对粘聚力有较大的影响。模拟结果还表明,纤维长度对改良黄土的力学性能影响不明显。该研究成果对工程实践中黄土地基承载力不足问题的防治和改善具有指导意义。

橡胶沥青衬垫式碎石封层黏结性能

针对旧水泥混凝土路面加铺改造工程的层间黏结问题,选择适用于该工程的碎石封层结构,通过室内直接剪切试验对比分析了橡胶沥青衬垫式碎石封层与橡胶沥青单层碎石封层的黏结性能,利用正交试验优化了橡胶沥青衬垫式碎石封层的配合比.结果表明:单层碎石封层及衬垫式碎石封层为最佳碎石封层结构;橡胶沥青衬垫式碎石封层第1层沥青洒布量为2.4kg/m2,第1层碎石撒布量为9m3/km2,第2层沥青洒布量为2.0kg/m2,第2层碎石撒布量为12m3/km2时,层间抗剪强度最优;橡胶沥青衬垫式碎石封层黏结性能较橡胶沥青单层碎石封层提高30%左右.

三峡库区某滑坡滑带土试验研究

滑坡滑带土试验是确定滑坡物理力学参数的主要方法之一,是研究滑坡成因机理的基础,但由于人为和试验仪器本身等方面的原因,导致滑坡滑带土试验成果失真,因此非常有必要对滑坡滑带土试验成果进行检验。本文采用室内试验对三峡库区某滑坡滑带土的含水率、液塑限、颗粒级配、自由膨胀率进行了研究,在此基础上结合滑坡实际情况,运用反复剪切试验重点对滑带土的残余强度参数进行了探讨,最后采用区域统计规律对试验成果进行了检验。研究结果表明:该滑坡滑带土为级配良好的粘土,其天然含水率为31.21%,且该滑带为弱膨胀性土;滑带土达到残余强度的剪切位移与垂直压力成正比;该滑坡滑带土的饱和残余强度为:c=0.29 kPa,φ=7.45°。

城市新鲜生活垃圾变形与强度的关联特性

为了研究新鲜生活垃圾压缩变形、抗剪强度的相关特性及其规律,参照杭州天子岭固体废弃物填埋场垃圾的主要成分,人工配制新鲜生活垃圾试样,采用大型压缩与直剪联合测定实验仪器,对新鲜生活垃圾试样进行压缩变形、强度联合测定试验,得到压缩量、孔隙比、时间与竖向压力的关系曲线.试样的初始孔隙比为2.1,试验竖向压力为25、50、100、200kPa,每级竖向压力的作用时间分别为0、0.25、0.5、1、2、6、12、24h.结果表明,新鲜生活垃圾的强度与垃圾压缩变形有关,随着竖向压力及压缩应变的增大而增大;城市新鲜生活垃圾的强度特性符合库仑强度理论;获得了垃圾的压缩性指标及抗剪强度参数.垃圾的压缩系数为1.4 MPa-1,压缩指数为0.372,内摩擦角在24°到31°之间,内聚力在9到23kPa之间.

用栅板剪切干涉法确定应力强度因子

本文介绍了一种用栅板剪切干涉法确定应力强度因子的新方法,阐明了该方法的基本原理与实验技术,通过三点弯曲梁确定了Ⅰ型裂纹应力强度因子,实验结果与理论上近似计算结果相符合。

针片状颗粒含量对沥青混合料性能的影响

集料对沥青混合料的性能有着重要的作用,集料的几何特性特别是针片状的存在能够直接影响沥青混合料的性能和质量。从集料中的针片状颗粒着手,研究不同针片状颗粒含量对沥青混合料性能的影响,并找出针片状含量的界限值,故以AC-20为研究对象,在《公路沥青路面施工技术规范》关于中下面层中针片状含量要求的基础上选取14%、18%、20%和22%四种针片状含量进行试验研究。试验采用GTM设计方法进行沥青混合料配合比设计,并确定出四种针片状含量下沥青混合料的油石比范围,拟用油石比3.9%进行一系列沥青混合料的性能测试。

复合式路面层间剪切性能试验和评价方法

以混凝土为基面的沥青铺装层复合式路面结构的层间力学性能与基面形态、黏层材料、工作环境等因素相关,十分复杂。作为探讨,采用现场批量化制备试样,结合室内剪切试验,对比了基面经喷砂和凿毛处理后,黏层用料、工作温度、成型方法、加载方式、界面污染程度等因素对黏层抗剪强度的影响,证实了剪切试验应用于复合式路面层间抗剪强度评价的合理性,提出了复合试件层间剪切强度试验方法,修正了层间最大剪切强度计算公式,进一步提出了复合式路面层间抗剪强度评价方法,并将研究成果应用于依托工程,验证了该方法的可行性。研究表明:界面糙化方式、温度、试件成型方法、加载速率、层间污染程度等因素对层间黏结性能均具有较大影响,并在最佳的构造深度值下,层间的抗剪强度最大,界面最佳构造深度受防水黏结层种类、界面糙化方式、基面几何特性等因素决定;SBS改性沥青同步碎石封层的层间剪切性能对温度敏感性要大于聚合物反应型防水黏结材料;在最大剪切强度计算公式中引入了温度和特殊路段修正系数,且层间温度40℃时的层间抗剪强度为主要控制指标,试验方法、剪切应力计算结果和评价指标相互协调一致,形成评价层间剪切性能的系统方法,可用于路面结构设计及路面性能评价中。

土工格栅与砂土相互作用的单剪试验研究

利用大型循环单剪试验仪,进行30组大型单剪试验,综合研究分析不同类型的土工格栅,不同的格栅数量和格栅分布形式对加筋土力学特性的影响。研究3种不同类型的土工格栅,分别是矩形截面和椭圆形截面的双向格栅,以及三向土工格栅。试验结果表明,土工格栅的截面肋条以及节点厚度和相对开孔面积与加筋砂土的抗剪强度呈正相关,肋条长度和宽度与加筋砂土的抗剪强度呈负相关。进一步试验表明,格栅的布置层数对砂土的力学性能产生影响。当向纯砂中加入土工格栅时,其整体纯剪切强度降低。砂土的剪切破坏面集中在试样上部,试样下部各高度处的相对剪切位移较小。加入土工格栅后,整体试样的表观黏聚力增加,摩擦角降低。因此,在单剪模式且筋材铺设方向与剪切方向一致时,筋土界面成为软弱界面,降低了抗剪强度,同时筋材对砂土有一定的约束作用,因此出现了表观黏聚力。

常/变法向应力下松砂-混凝土接触面剪切力学性状试验研究

利用Shear Trac-Ⅲ大型直剪仪对松砂-混凝土接触面进行了常/变法向应力作用下的剪切试验,分析了剪切过程中剪应力和剪切面体应变的变化特征,建立了能够反映松砂-混凝土接触面剪切力学性状的数学模型,并给出了模型参数的确定方法。试验结果表明:在常法向应力作用下的剪切试验中,松砂-混凝土接触面的剪应力及体应变与法向应力密切相关;在变法向应力作用下的剪切试验中,松砂-混凝土接触面的抗剪强度与相应的常法向应力的抗剪强度相同,但其体应变小于相应的常法向应力作用下的体应变;在常法向应力作用下,松砂-混凝土接触面的剪应力-剪切位移关系可以用双曲线模型表示;在变法向应力作用下,松砂-混凝土接触面的剪应力-剪切位移关系可以用分段双曲线模型表示。