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关键词： “土力学”   金课   线上线下混合式   教学方法重塑  

摘要： 针对"土力学"课程传统教学中课堂封闭、灌输课堂以及重知轻行等方面的问题,提出通过改变课堂边界、改变教学时空、改变师生关系、改变知识生产方式及改变教学互动的方式,重塑线上线下混合式教学方法,将线上网络教学与线下课堂教学有机结合,达到教学效果最优化,提高学生的主观能动性,打造新时代"土力学""金课"。

关键词： 土力学   学习兴趣   教学   举例  

摘要： 学习兴趣是学生学习的动力源泉,提高大学生专业知识的学习兴趣能有效促进大学生专业素质的培养。以土力学与基础工程教学为例,本文讨论了如何培养大学生土力学学习兴趣,主要方法包括:高科技图像激励法、结合生活的感性认识法、简易模型法、典型案例法。笔者的教学实践表明,这些方法能较大提高学生学习土力学与基础工程的学习兴趣,效果较好。

关键词： 高强轻骨料混凝土(HLAC)   钢纤维   力学性能   弯曲韧性   强度公式  

摘要： 高强轻骨料混凝土（HLAC）因高强轻质的性能优势被广泛应用于高层建筑柔性地基、水工海洋工程、高层和大跨结构及各类土木工程,然而其脆性随强度的提高更加明显。为了改善HLAC的高脆性,选用13mm微细型（长径比65）、25mm端钩型（长径比50）和30mm波纹钢纤维（长径比38）对HLAC进行改性研究。（1）在HLAC中加入不同类型钢纤维,主要探究钢纤维类型、体积率、混杂比对HLAC抗压、劈裂抗拉、抗折强度等基本力学性能的影响。研究表明,HLAC各项强度基本随纤维体积率的增加呈降幅增长,且大体积率下工作性较差,建议微细型和大尺寸钢纤维的掺量分别为0.5%1.0%和1.0%1.5%。同体积率下,微钢纤维对HLAC各项强度增强效应均最好,尤其对劈裂抗拉强度提高显著。大尺寸端钩钢纤维对HLAC抗折强度改善效果较好,而波纹钢纤维对各项强度的增强提高效果均较差,尤其对HLAC抗压和抗折基本没有影响。适量混杂比的混杂钢纤维对HLAC力学性能具有正混杂效应,但混杂效应不明显。（2）通过四点抗折法采集了非标准小梁试件的荷载-位移曲线,并结合日本规程JSCE-SF4、规范CECS13:2009和JG/T 472-2015对不同钢纤维高强轻骨料混凝土（SFHLAC）的韧度因子、承载力变化系数、等效弯曲强度比等韧性指标进行评价。研究表明,SFHLAC的韧度因子和韧性指数均随纤维体积率的增加而增大,而SFHLAC的弹塑性属性主要受纤维类型的影响。同体积率下,微细钢纤维改善HLAC韧性和延性的效果最好,端钩钢纤维在大变形阶段的增韧较差,而波纹钢纤维在整个变形阶段增韧最差。适量微细型和大尺寸混杂钢纤维可以提高SFHLAC在大变形下的韧性。等效弯曲强度比无法清晰反映不同纤维体积率、砂率和水灰比等引起的韧性差异,采用等效弯曲强度比进行韧性评价要视情况而定。（3）采用双面直接试验测定了SFHLAC的剪切性能,主要研究了纤维类型、纤维体积率对SFHLAC剪切强度和韧性的影响。研究表明,钢纤维对HLAC剪切性能改善效果较好,剪切增强效应受剪切面纤维“桥架”数量影响,微细钢纤维对HLAC的剪切强度和韧性改善尤为显著,在低体积率下（0.5%1.0%）的剪切增强更佳。（4）拟合分析了SFHLAC各项强度规律和相互关系。分析表明,拟合公式可以较吻合的反映钢纤维高强陶粒轻骨料混凝土的强度规律,可以为相关工程和研究提供借鉴。

关键词： 固化膨胀土   粉煤灰   脱硫石膏   无侧限抗压强度   抗渗性   干湿循环   微观  

摘要： 随着改革开放的不断深入,我国的经济发展速度增快,脱硫石膏和粉煤灰两大工业固体废弃物被广泛运用在实际工程中,目前,工业废渣的资源化利用是避免其造成环境污染的有效途径之一。以水泥、粉煤灰和脱硫石膏为外掺剂,对膨胀土进行固化,设计正交试验配制一种新型复合水泥固化膨胀土材料,通过室内试验的方法,分析固化剂掺入量、养护龄期等对固化土无侧限抗压强度、渗透性和耐干湿循环性能的影响规律,并进行微观试验研究,试验成果为工业废渣改良膨胀土的设计提供试验依据。1、通过递进的方式探究固化膨胀土的最优配合比。进行不同水泥掺入比、不同养护龄期下的水泥固化膨胀土无侧限抗压实验,分析其强度特性;在水泥固化土基础上单掺粉煤灰和脱硫石膏,分析不同掺入量对土体试样无侧限抗压强度的影响;2、设计正交试验,探究复合掺入水泥、粉煤灰和脱硫石膏对固化土对其无侧限抗压强度的影响规律,得到复合固化土的最优掺量配合比,试验结果表明,复合水泥固化土的最优配比为:水泥16%、粉煤灰12%、脱硫石膏4%,进行微观试验研究,解释复合水泥固化土强度特性优于单掺水泥固化土的原因。3、分析养护龄期对不同固化土试样强度的影响,试验结果表明,随养护龄期增加,固化土无侧限抗压强度增加,但养护前期强度的增加速度大于养护后期强度的增加速度。4、分析了复合水泥固化土的抗渗性并与普通水泥固化土进行比较,试验结果表明:在不同龄期、不同渗透压下,复合水泥固化土的抗渗性均优于不同水泥掺入比的普通水泥固化土。分析了复合水泥固化土的耐干湿循环性并与普通水泥固化土进行比较,是验证结果表明:复合水泥固化土的耐干湿循环能力强于普通水泥固化土,在养护龄期为28d和60d时,15次干湿循环结束后,普通水泥固化土的强度普遍降低,而复合水泥固化土的强度则略有提高。图[58]表[19]参[62]

关键词： 形状参数   强度   摩擦角   不均匀系数   剪胀方程  

摘要： 土体的强度与变形是整个土木工程领域中研究最多的两个方面,其运用广泛,是国内外学者研究的重点。在岩土工程中,砂土的宏观力学性质（主要是强度与变形）受到很多因素的影响,主要有围压大小、应力路径、加载方式、饱和度、排水条件。还有砂土本身所带来的影响有颗粒的强度、颗粒的尺寸、颗粒级配曲线、颗粒的形状和密度等。本文采用三轴固结排水试验研究颗粒形状和级配变化（不均匀系数不同）对砂土力学特性的影响,主要研究强度、变形和剪胀特性。内容如下:（1）为了研究颗粒形状对砂土力学特性的影响,本文采用矿物成分相同、粒径范围的圆形玻璃珠和棱角状玻璃渣进行混合,形成5种不同配比的试样（玻璃珠质量百分比含量0%,25%,50%,75%,100%）。用整体形状参数（RO）来表示混合物的颗粒形状,其值在0.844到0.971之间变化。试验结果表明,在给定围压下,峰值状态偏应力、峰值状态轴向应变和峰值摩擦角都随着整体形状参数（RO）的增大而减小;峰值状态摩擦角与最大剪胀角的拟合方程（即Bolton剪胀方程）的斜率（剪胀系数）不受颗粒形状的影响,均为0.6;而它的截距（临界状态摩擦角）受形状参数的影响,随着整体形状参数（RO）的增大而减少。（2）玻璃珠换成天然砂（标准砂）进行试验,同样是5个不同的配比（标准砂质量百分比含量0%,25%,50%,75%,100%）。其整体形状参数（RO）在0.844到0.939之间变化,说明天然砂颗粒的形状参数接近于玻璃珠。试验结果表明,在给定围压下,随着标准砂含量的增多,试样的峰值状态偏应力、峰值状态轴向应变和峰值摩擦角都在减小;但剪胀系数不受标准砂含量的影响,仍为0.6,而它的截距（临界状态摩擦角）受标准砂含量的影响,临界状态摩擦角随着标准砂含量的增大而减少。（3）为了研究不均匀系数对砂土力学特性的影响,采用了4组不同不均匀系数（2.0,4.9,9.8,20.6）的玻璃渣开展了一系列三轴试验。试验结果表明,在给定围压下,不均匀系数uC的增大会导致试样的峰值状态摩擦角的增大,而额外摩擦角（峰值状态摩擦角与临界状态摩擦角之差）和最大剪胀角随着不均匀系数的增大而减小;此外,Bolton剪胀方程的斜率不受不均匀系数的影响,而它的截距（临界状态摩擦角）受随不均匀系数的增大而增大。

关键词： 冻融循环   含水率   黄土   三轴试验   粘聚力   内摩擦角  

摘要： 黄土的冻融循环是我国季节性冻土地区所持续发生的一种自然现象,我国西北部地区以黄土为基础的各类建筑物在建设及使用阶段,也无法避免冻融循环作用对基础的影响。在持续发生的冻融循环过程中,土体的结构会发生明显的变化,会使黄土发生劣化现象,导致其力学特性大幅衰减。冻融循环作用也是导致西北地区以黄土为基础的建筑物出现质量问题的主要原因之一,影响到构筑物的稳定性和使用寿命。因此对黄土的冻融循环研究就非常有意义,虽然相关的研究成果较多,但冻融循环对黄土强度的影响却缺少系统性的研究,缺乏综合性的统一成果,所以更加需要进一步的研究。本文以长安区的土样为研究对象,试验所采用的土样为非饱和重塑土。在测得各项物理特性参数后采用三轴试验,根据试验数据得到以下结论:(1)土体的强度会随着冻融循环次数的增加而减小,且第1次冻融循环对土体的强度影响最大,并且随着冻融次数的增加对其强度影响逐渐减弱,当冻融循环达到30次时黄土的强度基本处于稳定状态。(2)根据试验数据发现,含水率介于20%—25%,黄土土体的轴向抗压强度差异会略大于该区间以外的含水率,证明本试验土样在该含水率区间受冻融循环影响后黄土的孔隙发生了较大变化,土体的结构发生了改变,导致黄土颗粒与颗粒之间的联接降低,强度变化较为显著。(3)在围压的增加过程中,土体的强度峰值会增加,当冻融循环次数及含水率不发生改变时,则围压越大,土体的强度峰值越高。但随着围压的增大黄土强度的峰值增加量却逐渐减小。(4)当含水率一定时,随着冻融循环次数的增加,黄土的粘聚力逐渐降低,降低的幅度会随着冻融次数的增加而减弱,前5次冻融循环降低的较多,当冻融循环次数接近30次时基本达到稳定状态。(5)当含水率一定时,黄土的内摩擦角会随着土体的冻融次数的增加而减小。但含水率对内摩擦角的影响却不明显。但当含水率接近土体的饱和含水率时,内摩擦角基本稳定在3°的变化范围内。(6)当冻融循环次数相同而含水率逐渐增大时,虽然对内摩擦角影响不明显,但粘聚力会随着含水率的增大而减小,因此,考虑二者对土体抗剪强度的综合作用,抗剪强度仍会随着土体含水率的增加而减小。

关键词： 砂土   应力路径   应力增量方向   应力状态   塑性流动方向   强度   剪胀  

摘要： 砂土是一种常见的颗粒介质材料,频繁与出现于工程实践中,其力学性质一直是岩土工程研究的重点课题之一。砂土材料的变形具有明显的应力路径依赖特性,不同应力路径下,砂土的变形特性、强度特性明显不同。目前不同加载方向应力路径对于砂土的剪胀性、强度特性、塑性流动规律的影响还未澄清。本文利用英国GDS伺服电机控制的动三轴测试系统开展了饱和砂土在不同初始应力状态、不同加载方向下的排水试验,从强度、剪胀性、塑性流动规律等方面进行了系统研究。论文的主要研究成果如下:(1)本文研究了砂土材料在不同初始应力状态、不同加载方向应力路径下的强度特性。研究发现,在p-q坐标系内,随着应力路径加载方向逆时针旋转,应力增量比dq/dp发生改变,对应的峰值剪切应力减小,而描述土体抗剪强度的参数峰值应力比、内摩擦角不受应力路径、初始应力状态、加荷方式变化的影响。土体抗剪强度唯一取决于破坏面上的有效法向应力。(2)研究了砂土剪胀特性变化规律,试验表明应力路径与初始应力状态参数(即初始应力比与峰值应力比的比值)对剪胀特性均有影响。随着应力路径逆时针旋转,砂土剪胀特性逐渐增加;同一加载方向下,小于90°应力增量方向的应力路径剪胀特性随着应力状态参数变大逐渐明显,而大于120°应力增量方向的应力路径剪胀特性随着应力状态参数变大逐渐降低。(3)数值研究了加载方向改变时的塑性流动规律。对应力增量方向与塑性流动方向的关系进行了数值模拟,给出了描述它们之间关系的多项式表达式。并分别从广义剪应力、平均正应力影响塑性变形的角度进行了解释。(4)研究了初始应力状态对塑性流动方向的影响。应力状态对于加载方向小于0°时的塑性流动方向影响不明显,对加载方向大于0°时的塑性流动方向影响明显。加载方向大于0°时,随着应力状态参数变大,应力状态-塑性流动方向曲线由上升趋势转化为下降趋势。

关键词： 氧化石墨烯   水泥   高性能混凝土   力学性能   收缩徐变   预测模型  

摘要： 混凝土作为建设工程领域使用最为广泛的材料,具有成本低、强度高、施工便利和整体性能良好等优点,但因其易脆、容易开裂、抗拉强度和抗变形能力较低等缺陷,严重影响混凝土结构物的长期耐久性和服役寿命。纳米材料作为增强混凝土性能的掺合料被广泛研究,其中氧化石墨烯因其超高的力学性能和比表面积作为混凝土增强材料已进行了一系列研究。本文对氧化石墨烯水泥浆体力学性能和微观结构,以及氧化石墨烯对混凝土相关性能的影响进行研究,并根据国内外已有的收缩徐变模型提出改进的氧化石墨烯高性能混凝土收缩徐变模型,为氧化石墨烯混凝土的进一步研究提供参考。具体包括以下四方面:(1)基于中外文献资料,概述了氧化石墨烯混凝土的研究现状,并对常用的混凝土收缩徐变模型进行了总结和对比,提出了现有研究的不足,给出了本文的主要研究内容和创新点。(2)研究了不同含量的氧化石墨烯对水泥净浆力学性能的影响,并通过SEM表征实验从微观结构上解释了氧化石墨烯对水泥浆体的增强机理,结果表明:氧化石墨烯能够提高水泥净浆的抗压强度和抗折强度;同时发现氧化石墨烯和碳纤维双掺作用下的水泥抗折强度有大幅提升;SEM表征显示,掺有氧化石墨烯的水泥浆体的微裂缝减少,结构更为密致。(3)研究了低掺量下不同含量的氧化石墨烯对高性能混凝土力学性能的影响。研究得出:氧化石墨烯能够提升高性能混凝土的抗压强度、抗折强度和弹性模量,且含量越大力学性能提升越明显,同时对早期力学性能提升更显著;与增强水泥净浆的效果相比,氧化石墨烯对混凝土力学性能增强相对较弱一些。(4)针对普通混凝土掺入氧化石墨烯进行干燥收缩实验,对掺氧化石墨烯的高性能混凝土进行收缩徐变实验,结果表明:氧化石墨烯会增大普通混凝土和高性能混凝土的收缩应变,且会随着含量的增加而进一步增大;氧化石墨烯能够减小高性能混凝土的徐变应变及徐变系数,且含量越大减小越多;通过对国内外模型理论计算值和实测值对比,在ACI209模型基础上引入强度影响因子,利用最小二乘法进行数值拟合,提出了氧化石墨烯高性能混凝土的收缩徐变预测模型。

关键词： 南方湿热地区   典型路基土   干湿法成型   力学强度   结合水   差示扫描量热  

摘要： 路基土体中的结合水是黏土矿物颗粒与水蒸气或水溶液长期在特殊环境下相互作用的产物,强弱结合水的存在及其错综复杂性使其对路基土体所表征出来的基本物理性质及力学强度特性具有重大的影响,同时也是导致路基路面工程中产生一系列病害的关键因素。我国南方湿热地区地形及水文地质条件复杂,气候潮湿多雨,土体的天然含水率较高,导致路基在长期运营过程中病害增多,道路通行能力严重下降。因此分别通过干湿法成型研究结合水对土体力学强度特性的影响规律,对于提升我国南方湿热地区耐久性路基建设水平具有重要意义。本文首先在我国南方湿热地区选取了四种典型路基土(高液限黏土、含砂低液限黏土、含砂高液限粉土、高液限粉土)并展开一系列室内试验研究,包括土的比重试验、颗粒分析,界限含水率测定试验,室内干法和湿法击实试验,获得了土体各项基本物理性能参数。为了进一步研究典型路基土在干法与湿法下的力学性能差异性,分别按干法与湿法进行CBR试验与直剪试验,并制备在不同湿度状态与不同压实度条件下的试件,综合对比分析了土体在干法与湿法成型下的压实度、吸水膨胀量、CBR、抗剪强度与关键指标(黏聚力c与内摩擦角φ)等基本物理性质参数。进而应用差示扫描量热法在不同的升温速率下对土体表面的吸附结合水进行测试研究,通过TG-DSC曲线对土体内部自由水与强弱结合水进行了定性及定量分析,确定了相应的热失重温度区间,其中土体内部自由水、弱结合水与强结合水的脱失温度分别对应于25℃-75℃,75℃-160℃和143℃-276℃。并结合不同土样的黏粒含量进行对比分析,从机理上揭示了干法与湿法成型的典型路基土力学强度特性。根据干湿法成型方式与现场路基湿度状态的对比,提出采用湿法成型所获得的物理性能参数用于指导施工。本文在干湿法成型对典型路基土的力学强度特性影响规律方面获得了相应的研究成果,为我国南方湿热地区路基填筑施工控制方法提供了理论指导。

关键词： 岩土力学   出版者   编辑部   中国科学院武汉岩土力学研究所  

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)。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,为国民经济建设服务。(2)本刊主要报道岩土力学与工程科研和工程实践的最新成果,主要内容有岩土力学、岩土工程、数值模拟、测试技