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关键词： 土力学   叠层剪切箱   振动台试验   边界效应   刚度   土-结构动力相互作用  

摘要： 振动台模型试验是研究地震作用下土-结构动力相互作用的重要方法,而土箱的性质将直接影响到试验结果的可靠性。在总结国内外研制土箱经验的基础上,研制出刚度可调的多功能叠层剪切箱。该剪切模型箱可完成单向和多向振动台土-结构动力相互作用试验;针对不同试验中所选择的模型土种类的不同,本剪切模型箱可调整水平向剪切箱刚度,以更好地模拟水平场地边界效应问题。通过全黏土层中三层三跨地下结构试验验证剪切模型箱模拟水平场地边界效应问题;并通过砂土夹层中三层三跨地下结构试验,验证本剪切箱能够较好地完成三维土-结构相互作用振动台试验。

关键词： 土力学   根系   拉拔摩擦试验   根–土摩擦力   柠条锦鸡儿   青藏高原   黄土区  

摘要： 为研究灌木植物根系与土体间摩擦阻力的特性,对种植在西宁盆地及其周边黄土边坡试验区生长16个月的灌木植物柠条锦鸡儿的根系,分别在1.22,24.39,36.59,51.22 kN四个等级垂直压力下,以2.67 mm/min的速率对其施加水平拉力进行拉拔摩擦试验,试验结果表明,柠条锦鸡儿根–土之间的摩擦力随根系在土体中位移的增加而逐渐增大,根–土间摩擦力与位移关系曲线在试验开始阶段均呈线性关系,随后表现出显著的非线性关系;试验过程中,随着根系在土体中相对位移的增大,根–土之间的摩擦力增幅显著,且增大到一定程度时,趋于峰值并保持恒定,说明此时根–土之间的摩擦力发挥到最大且与拉拔力平衡;随着根系在土体中相对位移的逐渐增大,根–土之间的摩擦力趋于逐渐减小,当减小到某一程度时就不再减小,并保持稳定状态,进而处于新的平衡状态。试验结果还表明,根–土之间的摩擦力随垂直压力的增大而显著增加,并且这种增加呈线性关系。同时,随着土体含水量的增加,根–土间的摩擦力呈逐渐降低的趋势,且在试验研究范围内近似呈线性关系。上述研究对进一步探讨灌木植物根系对土体加筋与锚固作用机制,增强试验区边坡土体稳定性、防治坡面浅层地质灾害具有理论指导意义和实际应用价值。

关键词： 土力学   刚性挡土墙   破坏机制   模型试验   数值模拟   颗粒流   细观  

摘要： 使用角钢和高强度的有机玻璃,结合按照原型比例设计的尺寸,自制挡土墙模型箱。测试挡土墙在不同运动状态下,墙后土体的水土压力分布,获得剪切带的细观参数。在模型试验基础上,通过二次开发PFC2D颗粒流程序对砂土挡土墙进行离散元仿真模拟。研究不同位移模式:平移(T)、绕墙底转动(RB)、绕墙顶转动(RT),以及2种组合位移模式:绕墙底以下某点转动(RBT)、绕墙顶以上某点转动(RTT)下挡土墙被动破坏机制。分析挡土墙运动过程中侧压力的变化、土体位移场和变形以及挡土墙到达一定位移时颗粒集合体内部的剪应变率分布。通过对比分析模型试验结果与数值模拟结果,结果表明,墙后土体水土压力的模拟结果与试验结果吻合很好,反映水土压力的分布规律。

关键词： 土力学   楔形桩   横向惯性效应   成层土   纵向振动   复阻抗  

摘要： 基于Rayleigh-Love杆模型,研究考虑横向惯性效应时成层土中楔形桩的纵向振动问题。首先,根据桩周土的成层性并考虑楔形桩的变截面特性,将桩土系统沿纵向划分为有限个微元段。然后,运用Laplace变换技术和阻抗函数递推方法,在平面应变条件下推导得到成层土中楔形桩纵向振动时桩顶复阻抗的解析解。最后,采用参数研究方法,在低频范围内分析楔形桩设计参数对桩顶复阻抗的影响,并将同体积时的楔形桩与均匀截面桩的桩顶复阻抗进行对比。结果表明:(1)楔形桩其他设计参数不变时,动阻尼随着楔角的增大而增大,动刚度也随着楔角的增大而增大,但增大的幅度会随着频率的增大而逐渐减小;(2)楔形桩其他设计参数不变时,动刚度随着桩长的增大而减小,动阻尼随着桩长的增大而增大;(3)对等体积的楔形桩与均匀截面桩,当桩长相同时,楔角越大,动刚度越小,动阻尼越大;当桩端截面积相同时,楔角越大,动刚度越大,动阻尼先增大再减小。

关键词： 土力学   基础工程   教学改革  

摘要： 针对《土力学与基础工程》教学过程中所存在的问题,从教学内容、学时、教学手段以及教师素质等方面进行讨论,提出了更为有效的实现"学生为主体、教师为主导"教学方式的建议,以期提高土力学与基础工程课程的教学水平。

关键词： 石屑   破碎方式   混凝土   力学性能  

摘要： 本文主要研究了颚式和反击式两种破碎方式所得的石屑对混凝土工作性和力学性能的影响。试验研究结果表明:随着石屑取代率的增大,新拌混凝土的流动性降低;混凝土28d抗压强度和抗折强度均高于普通砂混凝土,且采用鄂式破碎石屑配制的混凝土力学性能优于反击式破碎石屑所配制的混凝土。

关键词： 混凝土   试验   力学性能   孔隙水压   渗透  

摘要： 模拟高坝混凝土工作环境,将混凝土标准试件浸没于高压水体中,在混凝土内造成高渗透孔隙水压,研究高孔隙水压作用后混凝土产生的强度、弹性模量,含水量和声速等宏观指标的变化。试验中具体开展了混凝土试块外不同水压(孔隙水压)、不同时间、不同混凝土等级、不同最大骨料粒径4个因素的影响研究。试验采用正交试验设计法进行设计,关于高渗透孔隙水压对混凝土抗压强度、含水量变化和声速的影响研究共进行了28组试验,而抗拉强度试验进行了9组。研究表明,随着渗透孔隙水压的增加,混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和弹性模量逐渐降低,其损失率逐渐增大。其中外界水压(孔隙水压)、粒径和混凝土强度等级对混凝土抗压强度损失有显著的影响。在同一孔隙水压作用下,粒径越大、混凝土等级越小,其损失率越大。混凝土含水量随着外界水压(孔隙水压)的增加而增加,并与孔隙水压的作用时间和混凝土等级有关,时间越长、强度等级越低,含水量越大。混凝土波速随着外界水压(孔隙水压)的增加,波速呈现波动性变化。

关键词： 土力学   最大剪切模量   动预应力比   预荷载频率   相对密度   颗粒再定向   磨损作用  

摘要： 利用共振柱的非共振模式对干砂试样施加先期动荷载,系统研究先期循环次数、预荷载频率、动预应力比、密实度、制样方法、先期剪切模式及围压静置时间等因素对砂土最大剪切模量的影响。试验结果表明:当先期循环次数小于某一阈值时,最大剪切模量随循环次数的增大而衰减;当达该阈值时,模量衰减率可达20%以上;之后,随循环次数增大而增长。最大剪切模量随循环次数的衰减程度随预荷载频率、动预应力比及砂土密实度的增大而减小,但其定性规律不受制样方法及先期剪切模式的影响。经历先期动荷载后,砂土最大剪切模量随围压固结时间的增长率仍很小,但较新鲜试样略大。砂土最大剪切模量随先期循环次数的变化关系是砂土结构密实化、土粒磨损作用、颗粒再定向或颗粒配位数定向共同影响的结果。

关键词： 土力学   堆石料   平面应变   三轴试验   双剪强度准则   Mohr-Coulomb强度准则  

摘要： 堆石料的常规三轴、方形三轴和平面应变试验对比分析表明,方形三轴试验的应力–应变曲线与常规三轴的存在显著差异,方形三轴试验对应的峰值强度高于常规三轴试验,堆石料密度较大时,应力–应变曲线呈现软化特征,存在明显的偏应力峰值。任何一组方形三轴试验对应的莫尔圆大致具有同一条公切线,平面应变试验也具有类似的强度特性,可采用直线型Mohr-Coulomb破坏准则描述堆石料的强度特性,同一种堆石料在平面应变条件下破坏时的Lode参数基本保持不变,且在数值上近似等于方形三轴试验对应内摩擦角的正弦值。在试验结果的基础上,通过双剪强度理论建立平面应变条件下堆石料的强度与方形三轴强度的关系式。对平面应变状态下堆石料强度影响因素分析表明,在本文的模型框架内,平面应变状态下的内摩擦角仅与三轴应力状态下的内摩擦角相关,而对应的黏聚力主要取决于方形三轴试验对应的黏聚力,三轴应力状态下的内摩擦角对其影响较小。通过与试验数据的对比表明,本文建立的强度关系式基本可以描述堆石料在平面应变条件下的强度特性。

关键词： 土力学试验   教学   改革   开放  

摘要： 土力学试验教学环节土力学课程结合密切,对增强学生对土力学试验原理的理解,提高学生分析问题的能力,培养工程实践及创新意识,为高校培养创新型人才有着深远的影响及意义。本文根据土力学试验教学环节存在的问题,针对此环节中存在的若干问题,就如何改进土力学试验教学环节,以达到理想的教学目的,进行了分析及归纳。