软黏土蠕变特性试验研究：回顾与发展

大量的室内和现场试验表明软黏土存在长期变形难以收敛的问题,为了更深入地认识软黏土的蠕变特性,首先,从微观物理化学角度探讨蠕变机制;然后,深入分析一维应力条件下次固结系数的演变规律以及确定方法和三轴排水、不排水蠕变特性及黏土的长期抗剪强度、室内旁压试验和现场试验等复杂应力下的黏土蠕变特性等,并且讨论黏土蠕变特性与应变速率和应变松弛特性在一维和三轴条件下的关联性;最后,从黏土次固结特性与微观结构的相关性、如何准确描述次固结系数的非线性及蠕变过程中应力剪胀剪缩关系发展等三方面更深入地探讨软黏土蠕变特性。     

基于黏性土分散机制的分散性土化学改性研究

分散性土具有遇水易分散的特性,可导致堤坝等水利工程的冲蚀破坏。基于黏性土分散机制的研究,选用AlCl3• 6H2O、MgCl2•6H2O、CaCl2及CaO作为分散性土的化学改性材料,采用针孔试验和碎块试验对其改性效果进行判别和比较。试验表明,上述改性材料均可将分散性土改性为非分散性土,显著提高土体的抗冲蚀能力。结果说明：在分散性土中掺加高价态阳离子的可溶性盐,通过置换土粒表面钠离子或降低土体碱性,减小颗粒扩散层的厚度,可抑制土体的分散性,从而达到改性的目的;根据黏性土分散机制以及改性试验结果,提出了分散性土化学改性的原则,即改性材料中含有高价态的可溶性阳离子,或改性材料呈酸性,且环境友好,价格低廉,施工方便。     

湿陷性黄土现场浸水试验研究进展

预浸水是黄土力学性质研究和地基处理的一种重要手段。简要分析了进行现场浸水试验的必要性,详细评述了我国现场浸水试验的研究历史和发展现状,重点介绍了浸水试验的关键技术、湿陷变形规律和湿陷性评价等方面所取得的成果,指出了现行规范中湿陷性判定、地基处理厚度、剩余湿陷量及停水标准等方面存在的问题并给出了相应建议,最后指出了今后研究工作的主要趋势。     

锦屏大理岩蠕变损伤演化细观力学特征的数值模拟研究

岩石的蠕变损伤和断裂是岩石流变效应的重要表现形式,但其损伤演化过程往往难以直观观测,为此,采用二维颗粒流数值模拟方法(PFC2D)对岩石的蠕变损伤和断裂的细观力学机制进行了分析。在锦屏大理岩室内试验基础上,利用颗粒流应力腐蚀模型(PSC),建立了能反映其短期和长期强度特征的柱状岩样数值模型,并开展了大量数值试验。结果表明,蠕变损伤的演化过程与暂态的损伤演化过程具有明显的差异。在岩样蠕变损伤过程中,其内部微裂纹多沿加载方向开裂且分布均匀,先快速增加再稳定扩展,最后则发生快速断裂。当荷载较小时,岩样宏观上呈现劈裂破坏特征,当荷载较大时,岩样呈现剪切破坏特征。在岩样蠕变损伤初始和稳定演化阶段的前期,荷载大小对岩样的损伤演化过程影响不大;在稳定演化阶段的后期至断裂过程中,低荷载下岩样的损伤增速比高荷载下快。     

Discussion of paper ‘Simulation of floor response spectra in shake table experiments’ by G. Maddaloni,K. P. Ryu and A. M. Reinhorn,Earthquake Engineering and Structural Dynamics 2011; 40(6): 591‐604

Three main topics including the floor motion action mechanism, the test frame design, and the target spectrum simulation presented in the paper are discussed specifically. Floor motion action mechanism is critical in understanding the seismic performance of architectural nonstructural components. Seismic sensitiveness and earthquake response properties of the nonstructural components should be considered in the design of the test frame for the shaking table test. Target spectrum simulation is also a challenging job in the shaking table test, in which dynamic characteristics of the specimen, performance of the shaking table facilities, and the control techniques should be all considered. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Nonlinear behavior of high-damping rubber bearings under horizontal bidirectional loading: full-scale tests and analytical modeling

Horizontal bidirectional loading tests are conducted for real-sized high-damping rubber (HDR) bearings with diameters of 700 mm (HDR700) and 1300 mm (HDR1300). The hysteresis loops of these bearings under bidirectional horizontal loadings are compared with those under unidirectional loadings. The results show that the bearing force measurement in the primary direction of loading increases when there is displacement in the orthogonal direction. Unusually, the maximum restoring force in the orthogonal direction to the primary loading direction occurs near zero displacement. On the basis of the observations of the restoring forces, a rate-independent model is proposed. This model simulates well the test results under both bidirectional loading and unidirectional loading. It can reproduce the irregular restoring forces characteristics around zero displacement as described above. Bidirectional loading induced twist deformation in the HDR bearings that increased local shear strains. This phenomenon results in an early failure as observed in HDR700. The additional shear strain is estimated based on the twist deformation measured by video image analysis. The comparison of the nominal total shear stress demonstrates that the increase of shear stress because of bidirectional loading occurs when the average shear strain is larger than about 200%. The larger the shear strain, the greater the bidirectional effect. It is shown that the nominal total shear stress of average strain of 350% under bidirectional circular loading pattern is approximately the same as the average shear strain of 400% under unidirectional loading. This means that the average shear strain of 350% under a bidirectional circular loading corresponds to a local shear strain of 400%. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

内蒙古呼和浩特-包头地区地震目录的完整性分析

以内蒙古中部的呼和浩特-包头地区(40°～42°N,108°～114°E)作为研究区域,收集整理2001年1月1日至2010年4月30日ML≥1.0地震作为研究对象,按地震样本数目滑动扫描并计算最小完整性震级Mc,绘制Mc的时序变化曲线.分析认为Mc在时间上的变化主要反映台网监测能力和地震活动规律,但台站布局、地震信噪比和人为因素也会引起Mc的短期或不连续性的变化.同时在Rydelek等提出的2个假设条件下,对呼包地区的地震目录完整性进行了RS检验,其结果与上述扫描计算结果一致,也与根据台网监测能力所得到的震级范围吻合,证明本文的计算结果能够比较真实的反映2001年以来呼包地区地震目录在各时段内的完整性.     

带竖向构造钢筋再生混凝土砖结构振动台试验研究

提出了带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体结构,进行了2个两层再生混凝土砖砌体房屋结构1/2缩尺模型的模拟地震振动台试验研究,2个结构模型的墙体厚度均为120 mm,一层设有门洞和窗洞,二层设有窗洞。2个模型中,1个为带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋,1个为普通无竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋。试验中输入El Centro地震动,测试分析了台面加速度反应、一层和二层顶板加速度反应、结构层间位移反应以及各阶段结构损伤与破坏特征等。研究表明:带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋比普通再生混凝土砖砌体房屋的破坏程度轻,墙体裂缝位置相对错动小,抗震性能显著提高;带竖向构造钢筋再生混凝土砖砌体房屋可用于地震区村镇建筑。     

地震作用下非贯通节理岩体斜坡破坏的物理模型试验研究

地震作用下高斜坡破坏的发生发展过程比较短暂、剧烈,破坏机理相对复杂。本文采用模型试验的方法来研究地震作用下非贯通节理岩体斜坡的反应。试验结果表明:节理上的应变最大,模型上部应变大于下部应变;节理贯通机理复杂,多为拉剪复合型破坏;节理的贯通并不意味着斜坡的破坏,而是破坏了斜坡的整体性,使其处于临界状态。试验揭示了此类斜坡在地震作用下的动力响应及破坏机理,可为理论和工程实践应用提供有益的参考和指导。