基于三轴试验压实黄土微观结构变化机制研究

采用电镜扫描仪（SEM）对三轴剪切前后压实黄土样在水平面和竖直面进行微观结构观察,从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3方面分析宏观强度试验的微观本质。试验结果表明：剪切前后概率嫡均在1附近,不同围压下剪切后土颗粒间孔隙排列无序,对宏观强度影响很小。不同围压下剪切后土样的平均形状系数和周长面积分维值均呈下降趋势,孔隙形态的变化对压实黄土强度不同的贡献较大,且土颗粒的团粒化程度与土样强度正相关;孔隙比的变化趋势与压实黄土强度的变化趋势相反,孔隙尺度的变化是压实黄土强度变化的控制因素。因此剪切前后微观结构的变化能较好地解释宏观试验现象。     

基于三轴试验压实黄土微观结构变化机制研究

采用电镜扫描仪（SEM）对三轴剪切前后压实黄土样在水平面和竖直面进行微观结构观察,从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3方面分析宏观强度试验的微观本质。试验结果表明：剪切前后概率嫡均在1附近,不同围压下剪切后土颗粒间孔隙排列无序,对宏观强度影响很小。不同围压下剪切后土样的平均形状系数和周长面积分维值均呈下降趋势,孔隙形态的变化对压实黄土强度不同的贡献较大,且土颗粒的团粒化程度与土样强度正相关;孔隙比的变化趋势与压实黄土强度的变化趋势相反,孔隙尺度的变化是压实黄土强度变化的控制因素。因此剪切前后微观结构的变化能较好地解释宏观试验现象。     

基于动三轴试验的压实黄土动强度特性研究

选取吕梁地区黄土,通过静压压实制备三轴试样,在GDS振动三轴仪上研究含水率、干密度和加载频率对压实黄土动强度的影响规律。结果表明:压实黄土的动强度及动强度参数均随振次的增加而减小,随含水率的增大而减小,随干密度和加载频率的增大而增大,动强度与振次之间的关系可用对数方程进行拟合。研究对黄土地区填方区基础建设具有重要意义。     

压实黄土强度的三轴试验研究

采用三轴试验研究不同含水率和不同压实系数条件下压实黄土的应力应变特性,获得了工程上常用的邓肯—张模型参数。结果表明：不同初始条件下主应力差-轴向应变关系基本符合双曲线关系;主应力差和初始切线模量随围压的增加而增大;对相同围压,破坏点处的主应力差随含水率的增大而减小,随压实系数的增大而增大;黏聚力、内摩擦角、K值及Rf随含水率的增加而减小,随压实系数的增加而增大;而n值的变化趋势刚好相反。     

粗粒土等压固结与K0固结三轴试验比较

对某堆石坝覆盖层砂卵砾石料进行了不同干密度试样中型三轴试验,试验包括常规各向等压固结的三轴排水剪试验（CID试验）和各向不等压（K0）固结的三轴排水剪试验（CK0D试验）,对试验结果进行对比分析,研究2种试验方法对试验结果的影响。结果表明,2种试验所得到的应力—应变关系曲线总体规律比较一致,大小略有差异,CK0D试验的剪胀性比CID试验明显;不同围压下,2种试验的偏应力峰值差异（相对峰值）平均幅值为3.9%;对应3种密度（2.17、2.22、2.40g/cm3）,CK0D试验各围压下的平均内摩擦角分别比CID试验的内摩擦角大0.88°、0.48°、0.43°;随着密度增大,2种试验的强度均显著增大,且强度指标随密度近似线性增大。列出并比较了2种试验的邓肯模型参数,两者没有显著的差异。     

黄土抗剪强度的三轴试验

非饱和黄土的强度随着含水量的增大是降低的。本文对青海某场地的黄土进行了三轴的试验研究,结果表明含水量对土体的强度影响显著,但加载速率对土体静强度的影响甚微。     

黄土的钻孔剪切试验特性研究

为研究钻孔剪切试验在黄土中的应用效果,在西安东郊典型的Q₃黄土中进行不同首级法向应力和不同法向应力增量条件下钻孔剪切试验。试验结果表明,抗剪强度随法向应力增大呈曲线形式增大,存在某一临界法向应力值,超过该值后抗剪强度与法向应力之间呈良好的线性关系,能较好地符合摩尔-库仑强度准则,所测得的抗剪强度参数相差较小;在分级加载试验中,法向应力增量越小,达到同一法向应力时的抗剪强度越大;分别加载试验与分级加载剪切试验相比,在相同法向应力下测得的抗剪强度值偏小,随法向应力增大,偏离程度增大;当法向应力较小时,剪切齿难以压入硬土中,导致所测得的黏聚力偏小、内摩擦角偏大,为此建议开发适合不同软硬土质的剪切板,并增加法向位移观测系统,用于判断法向应力施加过程的齿尖压入孔壁情况。     

孔隙砂岩力学性质随埋深变化的三轴试验研究

针对取自吐-哈盆地中侏罗统油储地层砂岩(J_(2s))进行了三轴压缩试验,设计了不同的温度、压力及含水组台条件来模拟地层埋深对岩石力学性质的影响.初步结果表明,J_(2s)砂岩的主要静态岩石力学参数(杨氏模量、抗压强度、抗剪强度、弹性极限应力.残余强度及最大轴向承载应变量等)都呈明显的“组合”变化.随着埋深增大(0-5000m),杨氏模量总体呈下降趋势,其余各量皆有不同程度的增加,还对温压组合条件下砂岩断面上的摩擦滑动性能进行了分析讨论.结果对油储工程稳定性研究及油储地层地球物理反演时地层弹性参数的选取皆具有一定的参考意义.     

马兰黄土液化特性及孔压模型参数研究

地震荷载作用下黄土的孔压增长特性、模型及参数是黄土场地液化评价的关键。文章以甘肃庆阳董志塬地区黄土为研究对象,通过不同土性和荷载条件下饱和重塑黄土的液化试验,对黄土的液化特征、典型孔压模型的适用性及参数的取值范围进行研究。研究表明动荷载作用下饱和重塑黄土孔压增长曲线主要分为三类,通过对比验证不同孔压模型对饱和重塑黄土孔压增长曲线的适用性,给出了适用性较好的孔压模型的参数取值范围,其中,Seed模型的参数α取值范围为1.09～1.84,A型曲线模型参数β取值范围为1.70～2.52,幂函数模型参数θ取值范围为1.13～1.75。根据陇西黄土孔压曲线对模型进行验证,结果表明模型的参数取值范围具有区域性,对于陇西黄土,Seed模型、A型曲线模型和幂函数模型的拟合参数取值分别为0.91、8.32和3.51。     

饱和珊瑚砂液化特性动三轴试验研究

为调查饱和珊瑚砂液化相关特性与发展规律,针对饱和Chibishi珊瑚砂,开展一系列不排水循环三轴试验,研究相对密度D_r和循环应力比CSR对饱和Chibishi珊瑚砂的超孔隙水压力Δu、轴向应变ε_a及动强度特性的影响,并分析不同地区珊瑚砂抗液化强度的差异性。结果表明,饱和Chibishi珊瑚砂的Δu发展模式根据不同的CSR水平可以分为前期均匀增长型、前期突增型和后期突增型;此外,采用一种新的孔压模型对前期均匀增长型、前期突增型的孔压比r_u进行表征,Chibishi珊瑚砂在相同的D_r条件下,双幅应变ε_DA达到5%的循环次数N随着CSR水平的增加而逐渐减小;各珊瑚砂在同一里氏震级对应的等效循环振动次数下,抗液化强度CRR的增长模式存在显著差异。研究结果可丰富对珊瑚砂液化特征的认知,同时对近岸和沿海工程的抗震设计提供参考依据。     

地震长期效应对黄土力学性质的影响

黄土高原地区,具有大孔隙、弱胶结特征的黄土遭遇地震荷载影响后,其内部结构受到扰动,微结构的变化会在后期物理力学性质中集中反映出来.通过动三轴试验对原状黄土试样进行模拟历史地震预处理,对处理试样依次进行饱和、固结、不排水剪切试验.结果表明:黄土试样的初始含水率为10％时,经历历史地震扰动的黄土较未扰动黄土相比,其偏应力明...     

不同制样方法对木质素改良黄土力学特性影响

利用加水湿拌和泥浆搅拌2种方法对木质素改良黄土试样先进行均匀混合,后利用静压法在50mm×100mm圆柱形模具中两端压实制备试样,基于三轴仪对不同制样方法下改良土试样进行无侧限抗压强度试验和固结不排水三轴试验。试验结果表明:泥浆制样法获得改良土试样无侧限抗压强度值和固结不排水剪切强度值均高于加水湿拌法获得改良土试样强度值。结合扫描电镜试验对不同制样方法下改良土试样细观结构进行分析,发现对于木质素改良土,泥浆搅拌法获得的试样中木质素与黄土颗粒形成了新的胶结物和团聚物;而加水湿拌法获得试样中,木质素在土颗粒中仅起到加筋作用,未出现新的胶结物。该结果从微结构角度揭示了2种制样法制备试样的本质差异。     

天然含水率状态下原状黄土动强度特性研究

通过对不同天然含水率状态下兰州原状黄土的室内动强度试验,得出了相应破坏振次为10和20次时原状黄土的动强度参数.根据试验所得动强度参数,分析了原状黄土的动强度参数随天然含水率和破坏振次的变化规律.探讨了天然含水率、破坏振次对该地区原状黄土动强度指标的影响,并对原状黄土的动强度参数与天然含水率之间的关系曲线进行了拟合,给出了其数学表达式.结果表明,动凝聚力与动内摩擦角随天然含水率变化规律,较好地符合乘幂函数关系和线性关系.     

初始主应力方向角对黄土动变形特性影响研究

建筑物和构筑物地基土体的主应力方向往往发生旋转,因此研究初始主应力方向角对黄土动变形特性的影响规律具有一定的现实意义。通过对不同初始应力状态下原状与重塑黄土进行动扭剪三轴试验,研究了初始主应力方向角对黄土动变形特性的影响规律,结果表明:在不同初始主应力方向角下,原状黄土抵抗剪切变形的能力大于重塑黄土;在其他条件相同的情况下,初始主应力方向角越大,黄土抵抗剪切变形的能力越弱;随着初始主应力方向角的增大,黄土的动剪切模量随动剪应变变化的规律呈现出减小的变化趋势,而阻尼比则呈现出增大的变化趋势;初始动剪切模量与最大动剪应力随初始主应力方向角的增大而减小。建议在初始平均主应力较大的情况下,考虑初始主应力方向角对黄土动变形特性的影响,试验成果可为黄土地区工程设计提供一定的参考。     

土工格栅加筋粉煤灰改良黄土力学特性研究

随着西部黄土地区城镇化进程的加快,填挖结合的新增用地方式要求地基处理技术需要重点解决填方区的强度与变形问题。论文将粉煤灰作为改性填料对黄土进行改良,通过直剪试验、三轴试验、湿陷试验与扫描电镜试验,分析不同粉煤灰掺入比条件下加筋与未加筋黄土试样的强度变化规律、宏观破坏特征和微结构特征。结果表明:采用粉煤灰改良和土工格栅加筋后,黄土的最优含水率增大,最大干密度降低。当粉煤灰掺入比λ=20%时,加筋改良效果最好,黄土的峰值强度、残余强度和等效内摩擦角均有大幅提高,侧向变形显著减小,且能有效降低其湿陷性。微结构分析表明:粉煤灰对黄土的改良主要体现在颗粒直接填充和化学结晶体交织成的网状填充两种类型的强化作用,改良后黄土的孔隙率与孔隙尺寸均有所下降。研究结果可为黄土地区填方边坡与填方路基的改良加固提供参考。     

形状记忆合金力学性能的试验研究

本文针对一种国产形状记忆合金材料,通过试验和分析,首先定性地探讨了其力学性能随激振频率、环境温度、应变幅值和滞回圈数的变化情况;随后,提出了一种简化的四折线力学本构模型,在试验的基础上,确定了模型的特征参数;最后,将该材料与国外同类材料进行了对比,指出了国产材料的不足和应改进之处。     

土坯中添加松针对其力学性能影响的试验研究

为了研究土坯中添加松针对其力学性能的影响程度,在单块土坯中添加松针,改变松针和土的质量配合比制作土坯,对改性土坯试件进行抗压、抗剪和抗折试验得到抗压、抗剪和抗折强度。通过分析各种强度的柱状图和试验现象可知松针可以提高土坯的强度和延性,最后给出了松针的最优添料量为0.8%。     

轴向布置金属阻尼器力学性能研究

基于当前金属屈服消能器的应用特点和使用限制,提出一种轴向布置的金属阻尼器,其主要构造特征为耗能钢板直接与连接钢支撑组合,使得支撑与阻尼器组合为单一减震构件,解决了金属阻尼器需要斜撑对称布置的技术问题。推导了轴向布置金属阻尼器的屈服承载力、刚度计算公式;进行了构件的低周往复荷载试验,得到了轴向布置金属阻尼器的滞回曲线和骨架曲线,试验结果验证了有限元分析结果的准确性。同时,试验结果表明:轴向布置的金属阻尼器具有良好的延性和稳定的滞回性能。采用ABAQUS有限元软件对12组不同参数的轴向布置金属阻尼器进行数值模拟,研究了耗能板的不同布置方式、数量、耗能形式对阻尼器力学性能的影响,结果表明,耗能板宽厚比是轴向布置金属阻尼器滞回性能的最主要影响因素。     

Influence of steel mechanical properties on EBF seismic behaviour

Among the resisting systems suitable for the design of ductile steel structures, Eurocode 8 proposes MRFs and EBFs. The formers are considered more efficient in terms of ductility, but they suffer a strong weakness in the lateral stiffness, with following cumbersome design procedures to avoid excessive lateral displacements maintaining a quite high ductile behaviour under seismic actions. Often, the design process leads to not optimized structural members, oversized with respect to the minimum seismic requirements due to lateral deformation limitations. EBFs combine high lateral stiffness, due to bracing elements, and high dissipative capacities, provided by the plastic hinges developed in links. Eurocode 8 proposes a design procedure for EBF structures in which iterative checks are required to design links with a defined level resistance dependent on all the other links’ strength. The present paper investigates the seismic behaviour of EBFs using Incremental Dynamic Analyses (IDA) to explore their mechanical response under increasing seismic action. IDAs are executed considering the influence of variability of steel mechanical properties on the behaviour of EBFs, using seven artificial accelerograms according to Eurocode 8. The aims of IDAs are the probabilistic assessment of the response of the system with respect to the variability of the material properties, the analysis of structural safety and the ability of the structures to internally redistribute plastic phenomena during the earthquake. Structural safety conditions will be defined according to a multi-level performance approach. The paper presents also some final suggestions for possible improvements and design simplifications.