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关键词： 土力学   实践教学模式  

摘要： 针对目前土力学实践教学现状,结合土力学教学内容、特点,人才培养目标,对土力学实践教学提出课堂-实验室相结合、设置模型实践课程设计,建立理论-实践-验证的实践新模式、旨在通过该实践教学模式,激发学生的学习兴趣和动力,培养学生创新意识和科研能力,完善学生对成果自我验证,自我肯定的教育。

关键词： 土力学   高等学校   教材  

ISBN: (纸本)9787517077053

摘要： 本教材根据编者多年教学实践经验，结合土力学学科近几年来国内外的发展而编写，系统、深入地阐述了土力学的基本概念、基本理论和基本方法。主要内容包括土的物理性质及工程分类、土的渗透性与渗流、土中应力计算、土的压缩性与变形计算、土的抗剪强度、土压力、土坡稳定分析、地基承载力和土工试验等。各章后附有思考题和计算题。

关键词： 膨胀土   土力学   高阶理论   尺度因子   微尺度影响  

摘要： 膨胀土是一种富含强亲水性粘土矿物,同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特征的特殊土。膨胀土具有“双结构”特征,它的宏观变形特性与它的内部微结构特征有着直接的关系,只有从宏观和微观两个层次综合考虑,才能真正理解膨胀土的变形规律,建立合理的土体本构模型。本文用高阶项和尺度影响因子描述微结构特征对宏观性能的影响,将高阶连续理论应用到膨胀土的研究中,结合试验研究,测试尺度因子的大小,研究微尺度影响规律。本文的主要研究内容包括:(1)假设膨胀土的微尺度影响仅需考虑体积应变梯度部分,在传统应变梯度理论的基础上,忽略偏应变梯度的影响,仅考虑体积应变梯度的影响,推导得到一个可用于研究膨胀土微尺度影响规律的简化的高阶连续理论模型。(2)基于简化的应变梯度模型,在柱坐标系中推导得到柱状结构在轴对称加载环境下以半径为变量的位移四阶微分方程,以及广义应力与半径关系,并进行数值求解,研究尺度因子对位移和应力的影响规律。同时,基于简化的应变梯度理论推导了尺度因子计算公式,为试验测试尺度因子提供了理论基础。(3)以南阳市内邓高速邓州路段膨胀土为研究对象,利用GDS空心扭剪试验仪设计了不同含水率空心圆柱膨胀土的变形试验方案,研究了参考应力和体积应变梯度对膨胀土微结构的影响规律,应用推导的尺度因子计算公式估算了不同含水率时尺度因子的数值,并对微尺度影响规律进行了分析。

关键词： 《岩土力学》   岩土力学  

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》(Elcompendex)文摘收录期刊(光盘版)。1.办刊宗旨及内容(1)本刊旨在开展学术与经验交流,促进岩土力学学科的发展,繁荣我国岩土力学和岩土工程事业,为国民经济建设

关键词： 应用型人才   培养   土力学教学   改革策略  

摘要： 高校的主要任务就是培养大批的拥有较强社会竞争能力以及社会适应能力的复合型、应用型的高素质人才,为社会的发展做出贡献。课堂教学期间,需要将课程工程应用重点突出,加强培养学生的实践能力,进而提升自身未来工作的竞争实力。所以,创新教育以及应用型人才培养,已经属于当前高等教育的重要内容。

关键词： 人工冻结法   粉质黏土   无侧限抗压强度   抗剪强度   微观结构  

摘要： 人工冻结法在矿山建设、地铁隧道、跨江跨海隧道施工等方面均有广泛应用,随着我国经济不断发展,城镇化进程不断加快,人工冻结法将更多的应用于城市地下工程建设中。人工冻土无侧限抗压强度作为冻结法设计过程中的重要参数,对于确保冻结法施工过程的安全性具有重要的作用,影响人工冻土无侧限抗压强度的因素:冻结温度、时间效应、含水率,同样会影响冻结法施工完成后周围建筑物的安全性及稳定性。以冻结时间、含水率、冻结温度、冻融循环次数为变量,以粉质黏土为研究对象,探究上述变量对冻结法施工过程中冻结土体和冻结法施工完成后融化土体力学性能的影响,并尝试从融化后土体微观结构的改变来解释宏观力学性能变化的内在机理。(1)对不同含水率的冻结粉质黏土在不同温度下冻结不同时间后开展无侧限抗压强度试验,探讨了冻结时间、含水率、冻结温度对人工冻结法施工过程中处于冻结阶段的土体力学特性的影响,分析了冻结粉质黏土应力-应变关系曲线和强度的变化规律,结果表明随冻结时间的增加、含水率和冻结温度的降低,冻土无侧限抗压强度增大,表现出依赖于冻结时间和冻结温度的冻脆性特征。(2)为了探究冻结法施工完成后融化土体的力学性能的变化,以含水率、冻融循环次数、冻结时间为试验变量,对未经冻结的粉质黏土以及经历一次和二次冻融循环后的冻融土开展直剪试验。通过试验将未冻结土体和经历冻结法先冻结再融化的土体力学性能进行量化对比,分析冻结法的冻融作用对粉质黏土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角的影响规律。结果表明,在不同的冻融条件下,冻融作用后粉质黏土抗剪强度均低于同条件下未经冻融作用的粉质黏土。(3)以冻结温度、冻结时间、冻融循环次数为变量,对在不同条件下先冻结后融化的粉质黏土进行SEM电镜扫描试验,结果表明对土体冻结,就相当于对土体骨架施加了大小方向各异的力的作用,同时液态水变成固态冰填充土体骨架间孔隙;融化则相当于卸去作用在土体骨架上力的作用,冻结融化后会破坏土体原有联结,内部孔隙增多,导致强度降低。图42表10参74

关键词： 钢纤维再生混凝土   力学性能   疲劳性能  

摘要： 废弃混凝土的再利用不仅可以减轻河砂、石料等原材料的开采压力，而且它可以解决废弃混凝土随意处置带来的环境问题，废弃混凝土再利用带来的经济效益和环境效益显著，符合国家倡导的绿色、可持续发展战略。然而，破碎废弃混凝土后作为粗骨料生产的再生混凝土的机械性能、耐久性能等都有一定程度降低，将钢纤维掺入再生混凝土可以有效改善再生混凝土的性能。本文以某公路工程实际配置的C30混凝土（C）为基础，以再生粗骨料等质量替换20%的天然粗骨料制成再生混凝土（RC），同时在此基础上掺入体积率分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的钢纤维制成钢纤维再生混凝土（SFRC），配置了36个150mm×150mm×150mm的标准试样用于抗压强度和劈裂抗拉强度试验，150mm×150mm×550mm的小梁试样72个用于四点弯曲试验和抗弯疲劳试验。　　将每组配合比试样分别进行抗压强度试验、劈裂抗拉强度试验、四点弯曲试验，研究钢纤维的掺量变化对再生混凝土基本力学性能的影响。通过试验宏观现象观察各配合比试样的试验破坏过程的差异，得到了再生骨料和钢纤维对混凝土韧性的影响;通过试验数据分析，发现再生粗骨料替换天然骨料降低了混凝土的抗压强度、劈拉强度以及抗折强度，钢纤维的掺入提高了再生混凝土的各方面力学性能，而且随着钢纤维掺量的增加，对再生混凝土各方面力学性能的提升都呈现先增加后降低的趋势，在此基础上分析钢纤维掺量对再生混凝土力学性能影响机理。　　在静态力学试验基础上，对各组配合比的试样进行了抗弯疲劳试验，并绘制了疲劳过程损伤曲线，研究钢纤维再生混凝土在循环荷载下应变的变化规律;同时引入威布尔分布理论分析试验数据，通过威布尔分布理论得到各组配合比试样的疲劳寿命;通过不同应力水平下不同存活率的疲劳寿命数据拟合得到了基准混凝土与钢纤维再生混凝土的双对数疲劳方程，通过疲劳方程计算各组配合比的疲劳强度，并分析钢纤维对再生混凝土的疲劳强度影响规律，最后将静态力学试验和疲劳试验结果结合起来发现钢纤维掺量为1.0%时的钢纤维再生混凝土具有最佳的力学性能和疲劳性能，能较好的满足工程应用要求。

关键词： 纤维混凝土   纤维种类   纤维掺量   力学性能   抗渗性能  

摘要： 纤维对提高混凝土力学性能、耐久性和抵抗恶劣环境的能力具有重要的作用。对于不同纤维用量的粗纤维类型对纤维混凝土性能影响的研究非常有限。合理选择纤维种类和掺量并快速测试纤维混凝土的抗渗透性能对提高结构设计速度和混凝土施工质量具有重要意义。因此，本文针对当前研究现状，以3种不同粗纤维类型、5种不同纤维掺量的纤维混凝土为研究对象，通过坍落度试验、抗压试验、弯曲试验、氯离子快速迁移试验和电阻率试验研究了纤维类型和掺量对新拌混凝土和硬化混凝土性能的影响以及纤维混凝土电阻率和氯离子迁移系数的相关性。　　本文的研究结果表明：1）纤维类型对混凝土坍落度无影响，而纤维掺量对混凝土坍落度有显著影响，且纤维混凝土坍落度随纤维掺量的增加呈线性降低趋势;2）与合成纤维相比，钢纤维混凝土在各项力学性能方面均较为突出，而两种粗合成纤维对混凝土在力学性能方面的影响相近;3）三种纤维相比，钢纤维混凝土的抗氯离子渗透性能较差，两种粗合成纤维混凝土的抗氯离子渗透性能相差不大且与基准实验组相近;4）对于本文所使用的三种纤维，随着纤维掺量的增加，混凝土抗折强度、剩余强度、韧性和等效弯曲强度比随之增大，混凝土坍落度随之降低;5）电阻率法可以定量表征纤维混凝土的抗氯离子渗透性能。　　本文的研究成果可为粗纤维混凝土的配合比设计提供参考，并为电阻率法测试纤维混凝土抗渗性能的工程应用提供实验数据支撑。

关键词： 干湿循环   改良膨胀土   无荷膨胀率   无侧限抗压强度   抗剪强度   电镜扫描  

摘要： 膨胀工作为一种非饱和粘性土,因其吸水膨胀和失水收缩的特性而成为一种具有危害性的地质土体,尤其在干湿气候交替变化的环境中更会因其湿胀干缩的变形导致工程事故的发生。化学改良法是一种常见的处理方法,通过掺入添加剂并发生物理化学反应,改善水土间相互作用,达到改善膨胀土工程特性的目的。本课题使用钢渣粉作为新型固化剂,并与水泥组合改良膨胀土,主要研究改良膨胀土在干湿循环条件下的物理、力学特性变化规律,通过多种试验指标验证改良效果,为开拓钢渣粉在工程中的利用途径提供依据。通过室内试验,研究了未改良土(Es)、水泥土(Es-C)、钢渣粉-水泥土(Es-SSP-C)和NaOH-钢渣粉-水泥土(Es-SSP-C-N)四中土体在不同养护龄期以及不同干湿循环次数时的无荷膨胀率、体积质量变化率、无侧限抗压强度(UCS)、抗剪强度和抗剪强度指标等物理力学性能的变化规律。结果表明,在力学特性上,三种改良土体的强度都在随龄期增大而增大,并且在干湿循环作用下四种土体都有不同程度的强度损失,但在强度值上总是呈现出Es-SSP-C-N>Es-C>Es-SSP-C>Es的规律,意味着在改良效果上Es-SSP-C-N更优于另外两种方案;在变形特性上,改良土很好地控制了水土间相互作用,在干湿循环中的胀缩变形比未改良土有90%以上的减小量,并且在随干湿循环次数增加中,未改良土试样的变形呈渐进式增大,而改良土试样可在前1 1次循环中保持较为稳定的状态,12次循环后变形量有所增大。利用电镜扫描(SEM)和能谱分析仪(EDS)对四种土体在龄期和干湿循环次数变化时的微观形貌和物相变化进行了分析,对土体改良以及干湿循环作用机理进行解释。结果表明,在胶凝材料的存在下,改良土中的空隙减小,颗粒排列更加密实,黏土颗粒与未水化物通过C-S-H和C-A-H等水化产物紧密胶结在一起,并且随龄期增大,水化产物逐渐增多,整体性逐步提升。干湿循环中,未改良土试样的裂隙不断增大,颗粒排列逐渐疏松,使其强度等特性受到影响;改良土在干湿循环侵蚀和水化反应固化的双重作用下,早期随循环次数增大,胶结物质增加,另外有钙矾石(AFt)等物质构成框架,整体性呈上升趋势,后期随循环次数增大,裂隙周边的Ca(OH)2等水化产物溶解后又重结晶,致使团聚体间连接力减弱,从而导致试样强度下降。

关键词： 矿渣   再生混凝土   碱激发   力学性能   耐久性  

摘要： 建筑行业作为我国的一大支柱性产业对经济的腾飞起到助推作用,但同时也带来了环境污染与资源短缺等问题:水泥的大量使用造成二氧化碳的大量排放,加剧了全球温室效应;废弃混凝土资源转化率低,大面积堆放造成了土壤污染、空气污染等恶性影响。而另一方面,我国工业生产过程中产生的大量矿渣整体利用率有限;天然砂石的过度开采导致石材、河砂等不可再生资源出现短缺。地聚物混凝土和再生混凝土的出现在一定程度上促进了以上问题的解决,可在性能上也各有其局限性。两种材料的结合有着一定理论可行性,但目前针对此种新型材料的研究较少,尤其是低浓度碱激发剂的使用和再生细骨料的引入方面都有着较大研究空间。本文以矿渣替代水泥为胶凝材料,以再生粗、细骨料取代天然骨料,研究不同碱激发剂浓度和再生骨料取代率下碱激发矿渣再生混凝土的各项性质,具体如下:(1)考察了碱激发矿渣再生混凝土的基本性能。测定了混凝土坍落度以衡量此种材料的工作性能;对比了不同再生骨料取代率下的各组混凝土与无再生骨料掺入组的密度和吸水率的差别,分析了此种混凝土的密实程度;测定了混凝土的动弹性模量以综合分析此种材料的微观构造。(2)研究了不同变量对碱激发矿渣再生混凝土的立方体抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度等力学性能的影响。试验对比了碱激发剂浓度分别为0、0.5%、1%、3%时混凝土不同龄期的立方体抗压强度;对比了不同养护条件下的混凝土立方体抗压强度值;研究了3%组立方体抗压强度随龄期增长和再生粗、细骨料取代率变化的发展规律;测定了此种混凝土28天抗折强度、劈裂抗拉强度和立方体抗压强度,并综合各项强度值进行了对比。(3)研究了碱激发矿渣再生混凝土的收缩性能、抗碳化性能、抗硫酸侵蚀性能等三项耐久性能。测定了碱激发剂浓度分别为0.5%、3%试验组的混凝土的收缩值,评估了加入再生骨料后的混凝土收缩性能;开展了碱激发剂浓度分别为0.5%、3%试验组的抗碳化试验,研究了碱激发剂浓度与再生骨料取代率对于混凝土碳化深度的影响;观察了此种材料受硫酸侵蚀后的外观样貌变化,测定了质量变化率,考察了混凝土的抗硫酸侵蚀性能。对此种材料在不同应用环境下的表现进行了评估与规律总结,为日后的具体应用提供了一定的理论参考。(4)分析了碱激发矿渣再生混凝土的微观结构。发现了内部结构中的双重过渡区域(Double ITZs),对比了地聚物混凝土与地聚物再生混凝土的微观样貌差别。利用能谱分析了不同微观区域的成分。从微观层面解释了材料的宏观性能表现。