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关键词： 超固结非饱和黏性土   PFC3D数值试验   Hill接触模型   循环荷载   江西红黏土  

摘要： 为进一步研究超固结非饱和黏性土的力学特性以及对所提超固结非饱和黏性土三剪次加载面模型进行真三轴数值试验验证,以江西红黏土为研究对象,采用PFC3D软件并基于Hill接触模型建立了柔性膜条件下的超固结非饱和黏性土常规三轴以及真三轴试验模型。对不同基质吸力、超固结程度、应力幅值下的静、动循环三轴试验进行颗粒流数值模拟研究,得到超固结非饱和黏性土试样应力-应变关系等宏观力学特性的演化规律,并从细观角度分析剪切过程中接触力链以及位移场的变化。将PFC3D数值模拟结果与超固结非饱和黏性土常规静、动三轴固结排水试验结果进行对比验证。结果表明,颗粒流软件模拟值与试验结果变化规律一致,可以较好地反映超固结非饱和黏性土应变软化、剪胀性以及动荷载条件下的棘轮效应和曼辛效应等力学特性。验证了颗粒流模型计算程序在模拟超固结非饱和黏性土应力-应变等基本力学特性方面的适用性,达到了可以进行数值试验的程度,表明所建颗粒流模型可以代替各种复杂加载条件下的超固结非饱和黏性土的室内试验。将颗粒流模型作为数字试验机来代替室内真三轴试验,对超固结非饱和黏性土的三剪次加载面模型理论结果进行验证。结果表明,本构理论计算结果与PFC3D数值模拟结果所表现出的趋势基本一致。Fredlund应力变量法相对于Bishop应力变量法而言要更为接近PFC3D模拟结果,具有较小的误差。

关键词： 大型仪器   粒度粒形仪   实验教学   本科生   开放共享  

摘要： 如何充分利用大型仪器资源,推动本科实验教学改革,是大型仪器“开放共享”管理中的重要一环,也是目前许多高校大仪管理中面临的挑战之一。结合大型仪器粒度粒形仪的工作原理和特点,对其在本科土力学实验教学中的应用进行了有益的尝试和探索,并取得了较好的效果,为大型仪器在本科实验教学中的应用提供思路、积累经验。结果表明,改进后的课程不仅内容丰富,能够激发学生的学习兴趣,有助于全面培养学生的动手能力和创新思维,而且能够显著提升大型仪器的使用效益,使其更好地为高素质人才培养服务。

关键词： 路用混凝土   矿物掺合料   抗压强度   耐久性能  

摘要： 为了提高路用混凝土的力学性能和耐久性能,通过制备不同胶凝体系的混凝土试件,研究粉煤灰与偏高岭土对混凝土力学性能及耐久性能的影响。结果表明:复掺20%的粉煤灰和10%的偏高岭土对混凝土性能的改善效果最佳。与基准试件相比,龄期为90 d时,M2F2抗压强度上升20.22%;冻融循环200次时,M2F2相对动弹性模量上升18.24%;干湿循环100次时,M2F2强度上升95.25%。粉煤灰和偏高岭土在不同养护阶段发挥各自优势,二者协同作用可显著提升混凝土的整体性能。

关键词： 硝酸   表面改性   聚丙烯纤维   混凝土   盐冻循环  

摘要： 采用硝酸对聚丙烯纤维(PP)进行表面改性处理,通过调整硝酸处理时间(1,2,3,4 h),制备了4种聚丙烯纤维混凝土(PP-1、PP-2、PP-3、PP-4)。研究了硝酸处理时间对聚丙烯纤维形貌和结构的影响,并探究了硝酸表面改性对聚丙烯纤维混凝土力学性能和抗盐冻性能的影响。结果表明,硝酸对聚丙烯纤维表面改性处理后引入了更多的羟基和酰胺官能团,使纤维的表面粗糙度增加,水接触角降低,亲水性能提高。硝酸处理后的聚丙烯纤维混凝土的界面形貌和破坏形态得到改善,当硝酸处理时间为3 h时,PP-3试样的抗压强度、抗折强度和断裂韧性达到了最大值,分别为27.6,8.5和39.7 MPa,力学性能最优。经过100次复合盐冻循环后,PP-3试样的质量损失率最低为0.974%,相对动弹性模量最大为82.24%,抗冻性能最强。EDS测试表明,相比于骨料,砂浆的孔隙率更高,结构更疏松,更容易被盐类离子侵蚀。

关键词： 改良洛阳膨胀土   干湿循环   力学行为   预测模型  

摘要： 为探究水泥改良洛阳弱膨胀土的力学行为和干湿作用下的强度劣化特性,开展室内干湿循环试验、无侧限抗压试验和直剪试验,并建立随机森林模型预测洛阳膨胀土强度变化规律。结果表明:无侧限抗压试验应力-应变曲线呈明显硬变软化现象,曲线发展形势分为4个阶段;试样破坏特征由塑性破坏向脆性破坏转变;随干湿循环进行,膨胀土强度显著衰减,衰减趋势有所差异;随水泥掺量增加,强度特性均呈先升后降趋势,最值点有所不同;随机森林预测模型误差小,结果准确。

关键词： 应力历史   平面应变状态   初始固结应力   超固结   力学特性  

摘要： 基础工程建设常出现地基失稳和不均匀沉降问题,设计未考虑土体应力历史是原因之一。研究土体应力历史对其力学性能的影响具有重要意义,因隧道等工程中土体处于二维平面应变状态,而常规三轴试验有误差。采用自主研制的平面应变仪,对正常固结土和超固结土进行了平面应变试验,探究了应力历史对土体应力应变关系等的影响及粉质黏土力学特性受其影响的状况。结果表明:2种土应力应变曲线均为硬化型且分为了2个阶段;初始固结应力和围压促进土体强度,超固结土强度及参数高于正常固结土;平面应变试验所得土体抗剪强度等大于直剪试验所得。

关键词： 自密实混凝土   氧化石墨烯   矿粉   坍落度   力学性能   耐久性能  

摘要： 氧化石墨烯作为一种具有独特二维结构的纳米材料,其纳米填充效应和界面增强作用为改善混凝土性能提供了新思路。研究聚焦于探索不同氧化石墨烯掺量(0%、0.025%、0.050%、0.075%)对矿粉基自密实混凝土工作性能、力学性能及耐久性的影响。结果表明:氧化石墨烯的掺入有效改善了混凝土的密实性,降低了吸水和脱水速率,提高了混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗渗能力、抗氯离子侵蚀能力及抗干湿循环能力。当氧化石墨烯的掺量为0.050%时,矿粉基自密实混凝土的综合性能达到最优状态。研究为氧化石墨烯在矿粉基自密实混凝土中的应用提供了数据支持和理论依据。

关键词： 土力学   课程思政   新工科   教学实践  

摘要： 新工科建设对传统土木工程专业既是挑战又是机遇,专业授课中完美融合新工科和思政元素,有利于高校建设和学生培养。文章探讨了新工科建设背景下土力学课程教学目标和教学痛点、课程思政要求与原则、课程思政体系设计和课程思政达成途径,展示了目前的教学改革成效。在土力学教学中引入我国“嫦娥工程”“天问系列”、隧道挖掘技术、钻深井工程、“地壳探测工程”、海洋油气开采、海底采矿,以及极地建设“中国南极科考站”等工程项目,使学生认识到土力学与国家“高、精、尖”产业建设密切相关,以提高学生的学习兴趣,增强学生专业自信。对土力学课程的每个章节设计详细的思政元素融入环节,实现教授土力学理论知识的同时无痕融入思政建设元素。结合土力学第一章《绪论》课程的实例,力求达到在传授知识的同时实现理论知识与实践相结合的目标,重点培养学生的民族自豪、大国责任感,以及科技报国的理想信念。

关键词： 硅灰   掺量   力学性能   龄期  

摘要： 以提高硅灰混凝土力学性能为目标,分别以7d、28d、60d为养护龄期,研究不同硅灰掺量(0,5%,10%,20%)对混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度的影响作用,并进一步研究在不同水化体系下硅灰对混凝土早、后期力学强度影响效果的差异性。

关键词： 路基工程   石灰改良   高液限黏土   力学性能   改良机理  

摘要： 交通基础建设中边坡、隧道及基坑开挖不可避免产生大量建筑弃土,若将高液限黏土弃渣改良后用作路基填料,可以拓宽建筑弃土资源化利用的方式。基于石灰改良高液限黏土力学特性的研究相对较少,在实际工程中的应用效果鲜有报道的现状,文章采用无侧限抗压试验、扫描电镜试验、现场实际监测等方法,明确石灰改良对高液限黏土力学性能演化及其在路基拓宽工程中的适用性。研究结果表明:掺入石灰改良能够显著提高高液限黏土的无侧限抗压强度及抗变形能力,显著减弱水敏感性;石灰水化生成细长状的胶结产物,将相邻土颗粒胶结在一起,增强了土颗粒之间的胶结咬合能力,故石灰改良后试样的强度显著提高;将高液限黏土经石灰改良后填筑路基,相较于粉砂土路基,石灰改良土路基差异沉降更小,更早趋于稳定。