循环荷载作用下粗粒料与掺砾粘土接触面单剪试验研究

土石坝内部存在较多的接触面,在静、动力荷载作用下,接触面的力学特性对坝体的稳定性具有显著的影响。基于动态单剪仪,开展了粗粒料与掺砾粘土接触面循环单剪试验。试验结果表明,初始剪应力加载方向对相对位移有较大影响：相对位移总是在沿初始剪应力加载方向一侧较大;在一个剪切循环内,正、反向加载时,若剪应力较小,发生剪缩变形,若剪应力较大,则发生剪胀变形;卸载时试样发生剪缩变形;整个剪切循环过程中,试样总体上处于剪缩状态;循环单剪过程中,接触面抗剪强度提高;接触面抗剪强度随着法向应力的增大而增大,呈线性关系。     

岩体结构面动态剪切试验研究现状评述

针对岩体结构面动态剪切问题,总结了国内外能用于测试岩体结构面动态剪切强度特性的直剪试验仪和相关室内试验研究现状:目前国内外能用于测试岩体结构面动态剪切强度特性的仪器不多,且仪器指标参数如剪切速率、法向应力加载条件以及试样尺寸变化范围等无法完全满足相关试验要求;对于剪切速率较低的定速率剪切试验,人工岩体结构面峰值抗剪强度随剪切速率的变化而变化,且变化趋势因结构面硬度等物理力学性质的不同而不同,变化幅度随法向应力的增大而增大、随初始起伏度的增大而增大、随循环次数的增加而减小;天然岩体结构面动态剪切试验较少,较高剪切速率和变速率剪切试验数据不足,未见尺寸效应和壁岩强度对结构面动态剪切强度影响的试验成果.研发新的岩体结构面动态剪切强度特性测试的室内试验系统是未来岩体结构面动态剪切问题研究的必由之路.     

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。     

摩擦滑动启动的动力学

从工程到地震研究领域,摩擦界面破坏的方式是我们基本认识破坏过程的关键。摩擦滑动由破裂前锋发动,在分开两个剪切体的薄层界面内传播。通过测量沿界面的剪切应力和法向应力,以及随后的快速实际接触面的动态,我们发现,剪切应力与法向应力的比值在局部可能远远超过静摩擦系数而无快速滑动。并且,由系统确定的不同破裂模式相应于截然不同的局部应力比。这些结果说明了非均匀性对摩擦的稳定性和动力影响的关键作用,及对预测、挑选和阻止地震不同模式的意义。     

悬吊环式土-结构动态接触试验装置系统的研制及验证

为了更进一步研究土与结构相互作用中界面的动态接触特性,在DYS-200-1-05电动振动系统基础上研制了一种悬吊环式试验装置系统.该装置系统具有如下功能特点:(1)可以分析加载频率、加载速率对土与结构接触特性的影响界面;(2)法向为常应力控制,切向可实现不同频率加载;(3)考虑了剪切外力作用过程中土体的剪切变形特性,故可以研究试验过程中土-结构系统破坏与土体自身变形破坏的关系.试验结果表明,本试验装置系统的性能可靠,为后面系统研究土-结构界面动态接触性能奠定了基础.     

基于双曲线模型的冻土中锚杆荷载传递特性研究

为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性。基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明：冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力。     

固化黄土力学特性三轴试验研究

为进一步认识固化黄土的力学特性,以郑州地区黄土为试验材料,制备不同固化剂掺量的试样,并在标准养护条件下养护至试验龄期后饱和。应用GDSTTS标准应力路径三轴仪,开展固结不排水(CU)剪切试验,主要研究围压、固化剂掺量以及养护龄期对固化黄土力学特性的影响。试验结果表明：郑州地区固化黄土具有显著的结构性,其应力应变曲线呈现出应变软化特征,并可用驼峰型三参数表达式描述;同时,增大围压和固化剂掺量以及延长养护龄期,固化黄土的峰值应力及残余应力都增大、养护龄期超过一定时间后,其对固化黄土强度的影响趋弱。     

橡胶座非线性弹性回转剪切特性的理论和试验研究

本文系统地研究分析了橡胶隔震支座(以下简称为橡胶座)回转、剪切相关的基础理论,提出了能够反映剪切应变特性的非线性回转刚度等概念。基于非线性回转刚度与Haringx弹性体计算模型,给出了计算橡胶座回转、压缩、剪切特性的计算理论。针对回转剪切计算理论采用天然橡胶和铅芯橡胶座原型试件进行了回转刚度试验,以及变动回转、变动压力等状态的剪切试验,结果表明建立的计算理论能够较理想地分析橡胶座回转剪切相关的力和弯矩等力学特性。     

摩擦滑动起始的动力学特征

摩擦界面的失效方式对于我们从根本上认识工程学至地震学领域中的失效过程非常关键.摩擦运动起始于将两个剪切体分离的薄界面内传播的破裂前沿.通过测定沿界面的剪切应力和法向应力,结合随后的实际接触面积动态学特性,我们发现剪切应力与法向应力之比在局部可远远超过没有发生突然滑动的静摩擦系数.而且,系统所选的不同破裂模式与局部应力比...     

浅硬场地剪切波速测试标准差对地震动影响初探

采用Shake 2000程序,以Turkey Flat试验场地为模型,通过输入不同类型下多种强度的地震波,计算研究多工况下剪切波速测试标准差对地表加速度反应谱和峰值加速度的影响。结论为:(1)浅硬场地上剪切波速测试标准差对地震动的影响很大,影响程度与输入地震波的强度和频率以及场地剪切波速计算值有关;(2)如果将反应谱残差大于20%或加速度峰值差别大于20%定义为统计意义上的不可忽略,那么剪切波速测试标准差对计算结果的影响在大多数情况下均不可忽略;(3)当输入波的卓越周期与场地特征周期接近时,浅硬场地上剪切波速测试标准差引起的反应谱变化非常显著;(4)只有当输入波的卓越周期与场地特征周期相差较大且输入波强度偏小时,剪切波速测试标准差引起的反应谱变化才可略去;(5)当浅硬场地上剪切波速实测结果低于统计均值时,地震动计算结果的偏差一般明显大于剪切波速实测结果,高于统计均值时引起的偏差,且地震输入越强表现越明显。