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关键词： 遗址土   干湿循环   冻融循环   性能劣化   边坡稳定  

摘要： 我国目前现存的土遗址种类较多,在各地域广泛分布,且具有很高的历史价值。然而,现存的土遗址大多数都直接暴露在自然环境中,受到环境湿度、温度、盐渍、风蚀、雨蚀及人为因素等的影响,导致其裂隙、粉化、掏蚀及坍塌等病害普遍发生。而土遗址一旦受到破坏就无法将其恢复至最原始的样貌。因此,研究遗址土力学性能的劣化规律,对于保护遗址土具有重要意义。本文以新郑门土遗址为研究对象,对遗址土进行基本物理特性试验,并由试验结果判定遗址土的类别。对不同发掘年限的遗址土样进行力学特性试验,研究其强度随暴露时间的劣化规律,并分析其劣化原因。经分析,随着遗址土暴露时间的增加,遗址土的强度、粘聚力、内摩擦角及压缩模量均逐渐降低,对试验结果进行分析指出造成遗址土强度劣化的原因有环境温度及湿度变化所引起的干湿循环及冻融循环、人员活动及机械振动等,其中干湿循环及冻融循环是主要原因。为进一步研究遗址土受环境湿度长期作用下的力学性能劣化规律,设置了不同的循环次数下的干湿循环试验,研究干湿循环对遗址土力学性能的影响,分析得出遗址土的强度、粘聚力、内摩擦角及压缩模量均随干湿循环次数的增加而降低。通过设置不同冻融循环次数及初始含水率探究反复冻融循环作用对遗址土力学性质的影响。通过对不同冻融循环次数下的土样强度及压缩性进行分析,得出遗址土力学性质在冻融循环前后的差异。分析发现在相同的冻融循环次数下,含水率高的遗址土强度要低于含水率的土样。在遗址土样初始含水率相同时,遗址土强度、粘聚力、内摩擦角及压缩模量均随冻融循环次数的增加而降低。结合试验结果,以新郑门遗址土城墙边坡为例,进行有限元数值计算。研究强度劣化后的遗址土城墙稳定性。结合开封地区的气候条件分析了遗址土城墙在自然条件下、控制温度条件下、控制湿度条件下及同时控制温湿度条件下的遗址土城墙稳定性,根据计算结果对不同情况下的破坏时间进行预测。结果发现,在采取温度控制措施的条件下,遗址保存时间要长于仅采取控制湿度条件,而在采取温度控制措施的同时采取湿度控制措施,其保护效果更加明显,提出了保持遗址所处环境的恒温恒湿可以更好的保护土遗址。并根据试验及计算结果,对土遗址的保护提出了一些建议,对土遗址的保护提供了相应的参考。

关键词： 土力学   课程思政   教学  

摘要： 土力学是土木工程的专业核心课,主要解决渗流、变形和强度这三大问题,本身就是一个富有哲理的学科,具备开展课程思政的条件。将思政教育融入土力学教学中,一方面可以提升土力学教学的趣味性,加深对专业知识的认识和理解;另一方面又可以培养学生的良好品格,提升思想水平和政治觉悟,对实现全方位育人具有重要意义。

关键词： 土力学   粗粒土   颗粒破碎   抗剪强度非线性   大型真三轴仪   子午面   强度因子  

摘要： 荷载作用下粒状岩土材料的颗粒破碎改变了颗粒组构,从而影响其力学特性。为了揭示颗粒破碎对抗剪强度的影响,利用大型真三轴进行一系列不同应力路径的剪切试验,阐述产生不同颗粒破碎形态的破碎机制;论证颗粒破碎是粗粒土抗剪强度非线性变化的重要影响因素,并建立幂函数拟合强度公式。引入由粗粒土非线性强度曲线与线性临界状态线围成面积和线性临界状态线随平均球应力变化面积之比定义的强度因子,描述颗粒破碎对子午平面内临界状态线的影响。强度因子越大,子午平面内临界状态线的非线性变化越突出;平均球应力越大,颗粒破碎对强度变化规律的影响越大。筛分试验结果表明,Marsal颗粒破碎指标与强度因子呈指数关系;粒径大于1mm颗粒的破碎率随平均主应力的增大而增大,小于1mm颗粒的破碎率随平均主应力的增大反而衰减的变化规律,内摩擦角与咬合强度随破碎率变化表现出一定的相关性。

ISBN: (纸本)9787568412889

关键词： 土力学   工程直觉   布辛奈斯克方程   竖向应力解  

摘要： 在当前的土力学教学过程中,片面强调逻辑思维和计算能力的培养,忽视了感性思维和工程直觉的重要作用。在强调土力学教学过程中培养工程直觉重要性的基础上,以布辛奈斯克方程竖向应力解的授课内容为例,通过直观理解形成印象,数理过程深化认识,例题分析形成直觉的教学过程,阐述在土力学教学过程中培养学生工程直觉的方法,为土力学教学改革提供新的内涵。

关键词： 土工测试   土力学   中国土木工程学会   中国水利学会岩土力学专业委员会   岩土工程勘察   学术研讨会  

摘要： (2020年7月18,19日,呼和浩特)第1号通知主办单位:中国土木工程学会土力学及岩土工程分会,中国水利学会岩土力学专业委员会。承办单位:内蒙古工业大学等。协办单位:《岩土工程学报》编委会等。大会邀请及主题:中国土木工程学会土力学及岩土工程分会,中国水利学会岩土力学专业委员会拟定于2020年7月在呼和浩特召开'第29届全国土工测试学术研讨会',会议主题:'岩土工程勘察技术及土工测试新技术、新方法'。中国土木

关键词： 土力学   膨胀土   预应力损失   耦合模型   松弛效应  

摘要： 预应力锚索在膨胀土地层中的锚固效果受地层含水率影响较大,且锚索预应力损失与土体应力松弛之间关系紧密。据此,以四川成都地区膨胀土为研究对象,通过室内模型试验研究4种不同含水率下膨胀土地层锚索预应力的损失规律;并针对膨胀土独特的黏弹塑性力学特征,建立基于应变相等的膨胀土-锚索耦合效应计算模型,得出耦合模型的本构方程和松弛方程,并与模型试验进行对比论证。结果表明:锚索预应力的衰减大致可分为快速衰减、缓慢衰减和相对稳定3个阶段;锚索预应力的衰减速度和衰减幅度都随着膨胀土层初始含水率的增大而增加;膨胀土地层中锚索的初期预应力损失可达到总损失量的80%;耦合模型的计算结果与试验测试值基本一致,可对已知物理参数土层的锚索锚固效果进行评估。

关键词： 土力学   粉质黏土   冻融循环   动三轴试验   动剪切模量比   含水率   频率  

摘要： 为研究冻融循环次数、动荷载频率和含水率等因素对青藏粉质黏土动力非线性参数的影响,在室内冻融循环试验的基础上开展动三轴试验,得出动剪应力与动剪应变(τd-γd)骨干曲线、动剪切模量比与动剪应变(Gd/Gdmax-γd)关系曲线。结果表明:不同冻融循环条件下重塑青藏粉质黏土的动力特性曲线符合Hardin-Drnevich双曲线模型,冻融循环次数、频率及含水率对青藏粉质黏土的动力非线性参数均有显著影响,6次冻融循环后青藏粉质黏土的动力非线性参数趋于稳定,冻融循环过程中孔隙水冻结相变引起的土体结构劣化是青藏粉质黏土动力性能剧烈变化的内在原因。当γd不变时(如γd=0.001),随冻融循环次数的增加,τd先快速减小后略有增大,Gd/Gdmax变化不大,含水率18%的试样在经历1,3,6,10次冻融循环后,τd分别减小了35.4%,48.6%,41.6%,43.0%,Gd/Gdmax分别减小了6.1%,0.5%,-1.2%,0.4%;随频率的增加,τd不断增大,Gd/Gdmax不断减小,当频率从0.5 Hz增加到5 Hz,对于含水率为18%,经历0,1,3,6次冻融循环的试样,τd分别增大了14.4%,22.1%,68.8%,52.6%,Gd/Gdmax分别减小了4.9%,17.2%,32.8%,22.6%;随含水率的增加,τd和Gd/Gdmax均不断减小,当含水率从13%增加到19.5%,对于经历0,1,3,6,10次冻融循环的试样,τd分别减小了53.7%,70.6%,77.8%,78.6%,78.5%,Gd/Gdmax分别减小了18.5%,27.7%,28.8%,24.6%,30.0%。研究成果可为寒区场地地震反应分析提供融土动力学参数。

关键词： 土力学   冻融循环   动残余应变   动孔隙水压力   微结构  

摘要： 为了研究冻融循环作用对饱和黄土液化特性的影响,通过室内冻融循环试验和动三轴试验,研究冻融循环前、后兰州饱和黄土的动残余应变和动孔隙水压力变化特征,分析冻融循环次数对饱和黄土液化循环剪切破坏次数的影响规律,探讨冻融循环前、后饱和黄土的平均有效应力–偏应力和动应力–动应变变化特征,并结合冻融前、后的颗粒分析试验和SEM微结构测试结果,分析冻融循环导致饱和黄土结构的变化特征及其对土体液化特性的影响。研究结果表明:冻融循环导致了饱和黄土的抗液化性能的劣化,循环剪切破坏次数在冻融循环次数为0～5次时显著减小。随着冻融循环次数的增加,饱和黄土动残余应变总体增加;冻融循环后,土体的动孔隙水压力比总体上较原状黄土的动孔隙水压力比明显增加,但与冻融循环次数的相关性不明显。随着冻融循环次数的增加,土体中黏粒含量增加,砂粒含量减少,团粒减少,土体颗粒趋于破碎,架空孔隙明显减少;冻融循环引起的土体颗粒与结构变化是导致土体液化特性变化的主要原因。

关键词： 土力学   加筋建筑垃圾土   大型动三轴试验   轴向累积变形   动应力–动应变   加筋机制  

摘要： 以建筑垃圾土为主要研究对象,开展一系列大型动三轴试验,分析砂土、建筑垃圾土轴向累积变形及不同加筋形式下建筑垃圾土超静孔隙水压力发展规律、动应力–动应变和动弹性模量,并对轮胎加筋建筑垃圾土作用机制进行探讨。结果表明:(1)循环次数和动应力幅值对填料动力性能影响明显,轴向累积变形试验结果符合安定理论,且在相同安定范围内,建筑垃圾土承载能力高于砂土;(2)加筋建筑垃圾土轴向累积变形预估模型在10个循环次数内,符合双曲线模型;10个循环次数外,符合修正Monismith模型;(3)当动应力幅值高于临界动应力时,超静孔隙水压力波动较大,且越靠近临界动应力现象越明显;(4)随循环次数增大,滞回圈面积逐渐缩小,土体动弹性模量逐渐增大;(5)轮胎提供的侧壁约束力与摩阻力可以增大土体颗粒间的咬合作用,限制裂缝的横向与竖向发展;建筑垃圾土顶部加筋效果优于底部加筋,双向土工格栅加筋效果不如轮胎加筋。