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摘要： 《岩土力学》是中国科学院武汉岩土力学研究所主办的综合性岩土力学与工程学术期刊。为全国中文核心期刊，中国科学引文数据库、中国学术期刊综合评价数据库、中国科技论文统计源期刊，《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》全文收录，也是国际三大检索系统之一的美国《工程索引》(EI compendex)文摘收录期刊(光盘版)。

关键词： 再生混凝土   活性粉末   聚乙烯醇纤维   力学性能   耐久性   扫描电镜试验  

摘要： 随着中国经济的快速发展和城市化进程的不断加快,随之而来的是大量老旧建筑拆除所产生的建筑废料的处理问题,以及因混凝土用量急剧增加而造成的砂石资源的缺乏。利用建筑废弃物制备再生混凝土是解决自然资源匮乏与建筑废弃物剧增之间矛盾的重要手段。但由于建筑废料成分复杂,在破碎过程中容易造成其内部损伤,从而使再生骨料存在孔隙率大、压碎值高、表观密度小、吸水率大等缺陷,导致再生混凝土的工作性能、力学性能及耐久性较传统混凝土有所降低。为了降低再生混凝土内部的孔隙率,增强再生混凝土力学性能和耐久性,本文利用硅灰、粉煤灰等质量替代水泥,并辅以掺入聚乙烯醇纤维的方式制备活性粉末-聚乙烯醇纤维再生混凝土,研究硅灰、粉煤灰和聚乙烯醇纤维对再生混凝土坍落度、力学性能及耐久性能的影响。最后通过扫描电镜观察再生混凝土的微观结构,分析活性粉末掺合料和聚乙烯醇纤维对再生混凝土宏观性能的改善机理。本文的主要研究内容和结论如下: （1）分析了各掺合料对再生混凝土坍落度的影响。试验数据显示:硅灰和聚乙烯醇纤维会降低再生混凝土的坍落度,不利于实际工程的应用。粉煤灰可以提升水泥浆体的粘聚性和保水性,改善再生混凝土的流动性。 （2）分析了各掺合料对再生混凝土力学性能的影响。试验数据显示:硅灰对抗压强度的提升效果要明显优于粉煤灰和聚乙烯醇纤维。随着硅灰掺量增加,再生混凝土的抗压强度显著提升,当硅灰掺量超过10%后提升幅度有所下降。随着粉煤灰和聚乙烯醇纤维掺量的增加,再生混凝土抗压强度先增大后减小。但聚乙烯醇纤维对再生混凝土劈裂抗拉强度和抗折强度的提升效果要明显优于硅灰和粉煤灰,掺量为0.1%时强度提升最为明显。再生混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度与活性粉末的掺量成正相关。 （3）分析了各掺合料对再生混凝土抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能的影响。试验数据显示:活性粉末和聚乙烯醇纤维均能增强再生混凝土的抗硫酸盐侵蚀性能和抗氯离子渗透性能,其中活性粉末的提升幅度要优于聚乙烯醇纤维。 （4）当活性粉末的总取代率超过20%时,再生混凝土的力学性能和耐久性能均大幅下降,考虑到粉煤灰对再生混凝土早期强度的影响,建议活性粉末的较优配比为:硅灰取代率10%、粉煤灰取代率5%。 （5）利用扫描电镜技术观察了再生混凝土界面过渡区结构形态和水化产物的变化。观察结果显示:活性粉末不仅能加速水泥水化产物的形成,而且能与Ca（OH）2发生水化反应生成大量凝胶材料填充再生混凝土孔隙结构,提升再生混凝土密实度的同时降低界面过渡区处的裂缝宽度。聚乙烯醇纤维与再生混凝土基体之间连接紧密,能有效分担再生混凝土内应力,但过量的纤维会导致纤维-基体之间的界面过渡区变得薄弱。

关键词： 花岗岩残积土   直剪试验   离散元模拟   结构性   水敏性   边坡稳定性   多尺度分析  

摘要： 我国南方地区多属热带、亚热带季风气候,是花岗岩风化的“温床”,花岗岩残积土层深厚。这类土体未经搬运分选,具有孔隙比大、强度高等特点,是当地工程建设的地基基础和周边地质环境重要载体。然而,花岗岩残积土结构性极强,室内试验得到的强度参数往往会被“低判”,影响工程的经济性,造成工程浪费。且铁路工程建设中的高填深切工程会导致边坡土体扰动,加剧边坡失稳风险。此外,土体遇水敏感,水会显著降低其力学稳定性,在降雨作用下极易引发或加剧滑坡、溜塌等灾害的发生,造成巨大经济损失。明晰花岗岩残积土的结构性、水敏性机理,揭示花岗岩残积土边坡失稳机制是减少此类问题发生的关键,也是当地防灾减灾的焦点与难点问题。现有相关研究多集中在宏观特征分析,综合微观结构变化及细观力学机理的多尺度分析仍有待深入。因此,本文以粤东地区花岗岩残积土为研究对象,通过室内宏微观试验、离散元数值模拟相结合的方法,开展以下研究:(1)通过地勘报告及现场调研对研究区概况与取样方法进行阐述,并开展室内常规试验获取花岗岩残积土不同深度处的基本物理特征,得到花岗岩残积土沿深度方向的物理性质规律与空间变异性。(2)开展针对原状花岗岩残积土与重塑花岗岩残积土的室内直剪试验得到宏观力学性质差异,通过扫描电子显微镜(SEM)试验对结构性进行微观解释。并采用颗粒流模拟方法建立花岗岩残积土直剪试验细观模型,探究花岗岩残积土剪切过程中的颗粒演化特征,从力链演化、位移场和细观组构等细观角度分析细观力学特性差异,对花岗岩残积土结构性机理进行宏观-细观-微观多尺度分析。(3)开展花岗岩残积土不同含水率下的室内直剪试验,得到受含水量影响的抗剪性能变化规律,通过SEM试验及图像处理技术定性、定量分析微观特征,建立微观量化参数与抗剪强度指标相关关系,并基于灰色关联度模型进行关联度分析。此外,建立花岗岩残积土不同含水率下的直剪试验细观模型,分析宏细观参数相关性、运动状态和颗粒接触状态,揭示花岗岩残积土水敏性的细观机理。(4)基于条分思想,考虑含水率与土体容重增加双重因素影响,在宏细观参数关联方程基础上,构建降雨入渗条件下花岗岩残积土边坡二维离散元模型,进行边坡“稳定-失稳”渐变过程的可视化模拟,监控特征颗粒的位移-时间关系给出安全预警时间,分析颗粒运动、力链及裂隙演变规律得到花岗岩残积土边坡失稳机制。文章基于室内宏微观试验和离散元数值模拟,探讨花岗岩残积土深度方向的基本物理性质变异性,对结构性及水敏性机理进行多尺度解释,分析降雨条件下花岗岩残积土边坡渐进失稳过程与细观机制,为花岗岩残积土力学性质机理分析及所在地区边坡防灾减灾工程提供科学指导和理论依据。图67幅,表19个,参考文献125篇

关键词： 中空夹层钢管混凝土   锈蚀   压弯构件   力学性能   数值仿真分析  

摘要： 中空夹层钢管混凝土是由内钢管,外钢管同心放置,在内外钢管之间浇筑核心混凝土的构件。因其具有承载力高,抗弯刚度大,质量轻,稳定性和耐火性较好,塑性和韧性较好,施工方便等特点,目前已经成为一种较理想的组合构件形式,在工程结构中具有良好的应用前景。中空夹层钢管混凝土的组合形式有内圆外圆,内圆外方,内方外圆,内方外方等常见组合形式,圆形钢管相对方形钢管有利于防止局部屈曲,本文研究的是不同锈蚀程度下圆套圆中空夹层钢管混凝土压弯构件。 目前,钢管混凝土中对中空形式构件的锈蚀研究较少,该类构件在高桩码头,风电塔架,桥墩中应用广泛,锈蚀情况较为普遍。研究锈蚀中空夹层钢管混凝土压弯构件的力学性能可为该类构件的设计和工程应用提供参考,如预防构件失稳,结构倒塌等现象的发生。本文在对国内外文献学习与整理的基础之上,分别建立了外钢管壁厚均匀锈蚀和局部锈蚀的圆套圆截面中空夹层钢管混凝土模型,研究了锈蚀中空夹层钢管混凝土的力学性能,并进行了有限元数值仿真试验和参数化分析,研究了两种不同锈蚀形式和锈蚀程度的中空夹层钢管混凝土压弯构件力学性能。本文主要进行了以下几个方面的工作: (1)进行了锈蚀中空夹层钢管混凝土文献的收集与整理,通过期刊与论文的积累和借鉴,确定了采用有限元数值仿真分析方法ABAQUS和Open SEES,Python编程语言对锈蚀中空夹层钢管混凝土构件的力学性能进行数值仿真分析和微分方程求解。 (2)基于数值仿真分析试验方法对不同锈蚀程度和不同锈蚀方法的圆中空夹层钢管混凝土构件进行了建模和语言编译,建模过程中考虑了中空夹层钢管混凝土压弯构件在低周往复荷载下的刚度退化,塑性损伤等,并对锈蚀中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回关系曲线进行了计算。 (3)整理了不同方法的有限元数值仿真分析结果,用以验证数值仿真分析试验的可靠性,开展了两种数值仿真试验结果的力学性能分析。经数值仿真分析试验计算所得滞回关系曲线,提取了锈蚀中空夹层钢管混凝土压弯构件的刚度曲线,承载能力,骨架线,延性系数,累计耗能等结果,对不同锈蚀程度和不同锈蚀形式的中空夹层钢管混凝土压弯构件分别进行了试验结果的对比与分析。 (4)分析了均匀锈蚀与局部锈蚀中空夹层钢管混凝土压弯构件在相同锈蚀程度下的荷载-位移关系曲线,进行了试验结果的对比分析,并阐述了低周往复水平位移下中空夹层钢管混凝土压弯构件的工作机理。分析了轴压比,空心率,内钢管壁厚和核心混凝土强度作为主要试验参数对锈蚀中空夹层钢管混凝土压弯构件力学性能的影响。

关键词： 中国学术期刊   中国科学引文数据库   中国科学院   岩土力学   征稿简则   三大检索系统   《工程索引》   《中国学术期刊(光盘版)》  

摘要： 《岩土力学》是中国科学院武汉岩土力学研究所主办的综合性岩土力学与工程学术期刊。为全国中文核心期刊,中国科学引文数据库、中国学术期刊综合评价数据库、中国科技论文统计源期刊,《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》全文收录,也是国际三大检索系统之一的美国《工程索引》(EI compendex)文摘收录期刊(光盘版)。

关键词： 土力学   综合素质   数值方法   课堂思政  

摘要： 对学生综合素质的培养是教育改革的重要目标,工科大学教师课堂教学不仅要提高学生的理论知识水平,培养学生的专业技能,而且应恰当地将价值观念、职业道德观念、专业法律观念等渗透到教学的每一个环节。以土力学课程为例,结合当地工程项目,通过选用身边的案例使学生参与其中,启发学生在工程现象中找到理论支撑,将土力学的理论知识应用于解决工程实际问题过程,从而深刻理解有关计算方法中所做假设的理论基础,体会工程问题与科学问题之间的本质联系;充分发挥教师科研优势,将数值模拟方法引入课堂,将复杂的土体透明化,能够观察内部应力、变形和渗流的发展过程,增强理论知识直观性和生动性;通过建立合适的数值分析模型,加强课本中知识点之间的联系,使学生将前后知识融会贯通,不仅知其果,还能知其因,在学生参与的案例教学中发掘课堂思政元素,培养学生专业自豪感、社会责任感和科学求实精神,从多方面培养专业素质高、实践能力强、有责任、有担当的综合型人才。

关键词： 中国学术期刊   中国科学引文数据库   中国科学院   岩土力学   征稿简则   三大检索系统   《工程索引》   《中国学术期刊(光盘版)》  

摘要： 《岩土力学》是中国科学院武汉岩土力学研究所主办的综合性岩土力学与工程学术期刊。为全国中文核心期刊,中国科学引文数据库、中国学术期刊综合评价数据库、中国科技论文统计源期刊,《中国期刊网》、《中国学术期刊(光盘版)》全文收录,也是国际三大检索系统之一的美国《工程索引》(EI compendex)文摘收录期刊(光盘版)。

关键词： 根系固土   抗拉力   根系疲劳   灌木   半干旱矿区  

摘要： [目的]研究循环荷载对3种典型灌木根系抗拉力学特性的影响,明确疲劳作用后灌木根系固土效能的变化,为半干旱矿区生态修复和侵蚀防控过程中的植物种选择提供科学依据。[方法]以北沙柳、小叶锦鸡儿和沙棘根系为研究对象,利用TY8000伺服控制材料试验机对2~4 mm根径范围内的直根及侧根分支处施加轻度和重度循环荷载,分析疲劳前后根系抗拉力和抗拉强度的变化。[结果]①3种灌木根生物量、累计根长、根体积和根表面积种间差异显著,均表现为:北沙柳>小叶锦鸡儿>沙棘,且根生物量和根体积均主要分布于0—10 cm的表层土体,所占比例平均为38.5%和35.3%,累计根长和根表面积均主要分布于10—20 cm的浅层土体,所占比例平均为30.1%和29.8%。②3种灌木直根在疲劳前后抗拉力均与根径呈幂函数正相关,抗拉强度均与根径呈幂函数负相关,且抗拉力和抗拉强度均表现为:小叶锦鸡儿>北沙柳>沙棘,根系疲劳可显著提升直根抗拉性能。③3种灌木侧根分支处在疲劳前后抗拉力与抗拉强度随根径的变化与直根相似,疲劳前小叶锦鸡儿抗拉力最大,北沙柳次之,沙棘最低,但疲劳后却表现为:沙柳>小叶锦鸡儿>沙棘,根系疲劳可显著提升北沙柳和沙棘侧根分支处的抗拉力学性能,却会降低小叶锦鸡儿抗拉能力。[结论]在风蚀环境中,北沙柳根系在侵蚀过程中能始终保持良好的抗拉性能,可发挥稳定的固土抗蚀效能,应作为半干旱矿区植被重建的优选植物种。

关键词： 水泥   聚丙烯纤维   改性粉质黏土   干湿循环   微观电镜扫描  

摘要： 为研究水泥-纤维复合材料改良路基粉质黏土干湿循环力学特性,文章通过分析室内力学试验及微观电镜扫描试验的结果发现:在粉质黏土中掺入水泥能够大幅提升其力学性质,但掺入聚丙烯纤维后粉质黏土试样的强度基本不变;水泥-纤维改性粉质黏土的抗压强度随干湿循环次数增加而逐渐减小。

关键词： 铁路工程   粉煤灰   混凝土   混杂纤维   力学性能   耐久性能  

摘要： 在混凝土中添加2种不同长度的纤维材料有利于提升其力学性能和耐久性能。基于此,制备了玄武岩纤维和聚丙烯纤维的质量比1∶2的混杂纤维添加粉煤灰混凝土试件,混杂纤维掺量分别为0、0.2%、0.4%、6%和8%。测试了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗碳化深度以及冻融循环20、40、60、80和100次后的抗压强度和质量损失率,研究了混杂纤维添加后混凝土的力学与耐久性能。结果表明:铁路工程粉煤灰混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度均随混杂纤维掺量的增大而先增大后减小;混凝土的碳化深度和冻融质量损失率随混杂纤维掺量的增大而先减小后增大;综合分析混凝土的力学与耐久性能,最佳混杂纤维掺量为0.2%~0.4%。