软岩渗透性、应变及层理关系的试验研究

在土木、水利及核废料处置工程中,应力状态对岩石渗透性的影响已逐渐成为一个无法回避的问题。通过瞬态压力脉冲法,测试泥质粉砂岩和褐红色泥岩等2种典型软岩全应力-应变过程中的渗透系数。试验结果表明:(1)泥质粉砂岩的渗透系数在弹性阶段随轴向应变发展逐渐减小,在随后的塑性及破坏阶段逐渐增大;垂直于层理方向上的渗透系数大于平行于层理方向上的渗透系数。(2)褐红色泥岩的渗透系数在塑性阶段随轴向应变发展逐渐减小,而在蠕变阶段基本不变;垂直于层理方向上的渗透系数和平行于层理方向上的渗透系数无明显差异。结合试验中同时得到的应力-应变曲线,认为在弹性变形阶段,泥质粉砂岩的渗透系数主要受孔隙和微裂隙控制,而在塑性变形阶段和峰后变形阶段,渗透系数主要受裂隙影响。褐红色泥岩的渗透系数在整个应变过程中同时受孔隙和微裂隙的影响,两者的作用没有明显差别。

基于单轴压缩试验的钻孔应变仪岩芯力学性质的研究

采用室内岩石力学试验方法—单轴压缩试验,对江苏省钻孔应变仪岩芯试样进行单轴压缩试验,通过应力-应变曲线特征和变形特性获取了钻孔岩芯的力学参数,定量化地了解和掌握钻孔岩芯性质;在观测资料的基础上计算面应变耦合系数,对比研究试样的单轴抗压强度和弹性模量与面应变耦合系数的关系。结果表明,弹性模量E对面应变耦合系数A有显著的影响,随着岩石弹性模量的增大,面应变耦合系数呈线性增长,二者具有很好的相关性。

含排水砂垫层地基平面应变固结试验

针对含水平排水砂垫层地基的平面应变固结问题,自主研制了一套平面应变固结试验装置,开展饱和重塑黏土上覆不同长度和渗透系数的砂垫层条件下的固结试验,自动量测固结过程中土体超静孔隙水压力和表面沉降量的变化,分析砂垫层长度和渗透系数对土体固结速率的影响。结果表明:固结速率并不仅仅取决于砂垫层的渗透系数,砂垫层的长度也是影响地基固结速率的重要设计参数。砂垫层越长,则地基固结速率越慢,固结完成所需要的时间越长,其原因在于,砂垫层的长度决定了土堤等工程平面应变固结中水平向渗流路径的长短。

考虑中主应力及三向应力状态影响的地基承载力分析

基于推广的SM P准则,建立了平面应变条件下和三轴压缩条件下土的抗剪强度参数关系的简单解析表达式.基于这一关系,采用各自应力状态下土的强度参数,用滑移线方法分析了条形基础、圆形基础承载力系数及圆形基础承载力形状修正系数.计算结果表明,若忽略应力状态对土的强度参数的影响而简单地用三轴压缩试验下土的强度参数,由此计算得到的条形基础承载力系数具有较大的误差,且这种误差随着土的内摩擦角的增大而增大.针对圆形基础,将计算结果与T erzagh i经验关系对比分析发现,T erzagh i的经验系数在多数情况下是合适的,但当基底光滑时,由土自重所引起的承载力系数所对应的形状修正系数取0.6是偏于不安全的,根据计算结果建议取为0.4.

板料弯曲减薄系数的计算

通过对板料弹塑性弯曲变形分折 ,利用材料力学中的平面曲杆理论 ,提出了大曲率弹性变形应变中性层向内移动的观点 。

平面应变状态下广义Mises准则参数特性

考察了平面应变状态下广义Mises准则参数表达式的基本特性。分析表明,平面应变状态下广义Mises准则会出现中主应力系数小于0的不合理情况,这可能就是导致预测与试验结果之间不一致的原因之一。

绥芬河斜拉桥静动力试验及安全评估

目的检验设计施工质量,了解桥跨结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能,评价其在设计使用荷载下的工作性能.方法在静载试验中,测试并分析了主梁挠度、主塔塔顶变位、斜拉索索力增量、主梁与主塔的截面应力.在动载试验中,测试桥跨结构的自振特性,并通过行车激振试验分析了桥跨结构振型产生的原因及在行车下的冲击作用.结果在恒载和车辆荷载的作用下,索力在0.4σ以下,斜拉桥承受的疲劳载荷基本在0.03以下的活载应力幅值,测点的残余应变基本都在0.2以下;实测的阻尼比在0.97%～2.34%,主梁挠度与主塔塔顶变位的校验系数满足要求.结论桥梁性能满足要求,对该种桥型应用平面程序对该桥进行分析计算时,要根据空间分析结果对翼板部分参与工作截面进行适当折减;桥跨结构整体受力合理,横向刚度大.

高台四分量钻孔应变对甘州5.0级地震的响应变化分析

2019年9月16日张掖甘州5.0级地震前,高台YRY-4钻孔应变NE、NW分量自4月起至7月呈现压缩变化,打破以往转折上升的正常年变形态,经现场核实认为异常形态与仪器自身、周边干扰以及降雨等因素无关,作为前兆异常进行跟踪。地震发生时高台钻孔应变记录到同震效应,四分量面应变相关系数自震前、震中至震后有下降—上升的变化,地震结束后四分量钻孔应变逐渐恢复往年变化形态,面应变相关系数也逐渐恢复。因此高台钻孔应变NE、NW分量自4月中旬出现的破年变异常反映的就是此次甘州5.0级地震的前兆异常信息。

匀质地基反力系数数值模拟研究

地基反力系数是进行地下结构振动分析的关键常数之一。论文改变通常挖去地下结构求地基反力系数的模拟方法,将地下结构纳入有限元模型中进行分析,即考虑结构与地基的相互作用对地基反力系数的影响。在此基础上,对主要影响地基反力系数的边界条件、地下结构弹性模量与地基剪切模量比值以及地下结构埋深等因素进行了参数分析。

基于双剪统一强度理论的挡土墙土压力计算

在工程实践中采用未考虑中间主应力对强度影响的经典的朗肯土压力理论来对挡土墙进行支护设计时往往存在误差较大的问题。文章基于双剪统一强度理论,将平面应变条件下的强度准则引入挡土墙土压力计算中,推导了基于双剪统一强度理论的挡土墙主动以及被动土压力计算新解。分析结果表明:中间主应力系数b对挡土墙的主动以及被动土压力值均有较大的影响,随着b值的增大,挡土墙主动土压力减小,墙后填土拉张区开裂深度增大,挡土墙被动土压力增大。因此,在工程应用中若能合理地考虑中间主应力对挡土墙土压力的影响,则会产生一定的经济效益。

基于双衬套理论求解地壳岩石应变传递系数的探讨

分量式钻孔应变观测,是当今国际上地壳岩石应变相对测量的主流方法,由于应变需在岩石、水泥和仪器钢筒等三层介质中传递,故与无孔岩石不同,观测系统存在附加应变场,测得的面应变与剪应变并不等于钻孔围岩的真实应变,分别需要一个传递系数与之关联,所以分析外加应变向探头的传递过程很有必要.根据双衬套理论,首先推导出平面应力作用下岩石面应变与剪应变传递系数(β_m、β_j)的计算公式,分别对其影响机制进行讨论,并给出有关变化规律曲线和定量指标.继续给出三维空间应力作用下面应变传递系数(β_(m3))的计算公式,并讨论了β_(m3)与β_m的关系及适用范围;剪应变因不受垂直向应力的影响,传递系数仍为β_j.通过观测值和求解传递系数,最终可以确定地壳岩石的真实应变量.该项工作对观测数据的物理解释和仪器设计、安装参数的优化也能提供帮助.