土体动剪切模量及其衰减特性现场试验研究

如何获取土体动模量原位衰减曲线是研究天然土层在循环动荷载下的动变形特性课题中亟待解决的难题。为此,本文自制了一套地震动参数现场试验系统,依据动剪切模量原位测试原理获得了不同深度土体在小应变范围内的动模量原位衰减曲线。试验数据表明:当剪应变小于4×10^－5时,土体变形处于线性阶段;当剪应变大于4×10^－5时,土体归一化动剪切模量G/G_max衰减加快,以塑性变形为主。同时,当向土层施加的垂向静荷载越大,归一化动剪切模量值G/G_max与对数剪应变值logγ_d之间的关系会逐渐上移,但直线段斜率值不变。相关成果可为试验场地的动模量取值提供一定参考。     

Random field characterization of uniaxial compressive strength and elastic modulus for intact rocks

Rock properties exhibit spatial variabilities due to complex geological processes such as sedimentation,metamorphism, weathering, and tectogenesis. Although recognized as an important factor controlling the safety of geotechnical structures in rock engineering, the spatial variability of rock properties is rarely quantified. Hence, this study characterizes the autocorrelation structures and scales of fluctuation of two important parameters of intact rocks, i.e. uniaxial compressive strength(UCS) and elastic modulus(EM).UCS and EM data for sedimentary and igneous rocks are collected. The autocorrelation structures are selected using a Bayesian model class selection approach and the scales of fluctuation for these two parameters are estimated using a Bayesian updating method. The results show that the autocorrelation structures for UCS and EM could be best described by a single exponential autocorrelation function. The scales of fluctuation for UCS and EM respectively range from 0.3 m to 8.0 m and from 0.3 m to 8.4 m.These results serve as guidelines for selecting proper autocorrelation functions and autocorrelation distances for rock properties in reliability analyses and could also be used as prior information for quantifying the spatial variability of rock properties in a Bayesian framework.     

Influence of repeated freeze-thaw on dynamic modulus and damping ratio properties of silty sand

Under repeated freezing and thawing in deep seasonal frozen regions, the stability and strength of the soil are imposed in the form of large uneven settlement, instability and strength reduction, which...     

碎石桩复合地基复合模量取值分析

复合模量是计算复合地基沉降的关键参数,但求解出完全符合实际的精确解较困难。为此采用弹性理论中最小势能原理推求出复合模量上限值计算公式。此外,对影响复合模量上限值的几个主要参数如桩土压缩模量、土体泊松比、置换率等进行了分析,获得了一些定性的结论：上限值随着土体模量和置换率的增大而增大,复合模量取值应乘以1.1～1.4扩大系数。     

广东西部沿海铁路土体参数相关性分析

土体的压缩模量、液限和塑限等物理力学参数是工程地质勘察测试的重要项目,根据广东西部沿海铁路初测的土体物理力学试验,分析了压缩模量、压缩系数、液限、塑限、塑性指数、液性指数等参数与孔隙比、含水率、密度等参数之间的相关关系。通过回归关系式初步估计不易直接测得的指标,节约了测试时间和试验成本。     

不同温度及不同加热时间作用后混凝土力学性能试验研究

采用液压伺服试验系统对经历不同温度、不同加热时间作用后的混凝土力学性能进行了试验研究,分析了加热温度、加热时间对混凝土的抗压强度、弹性模量和应力—应变关系等力学性能的影响。结果表明：高温后,混凝土的力学性能随温度的升高而劣化,表现为随着受热温度的升高、加热时间的延长,混凝土的抗压强度、弹性模量降低,峰值应变逐渐增大。此外,还探讨了混凝土抗压强度、弹性模量和应力—应变关系随温度和加热时间变化的规律,得到了混凝土抗压强度、弹性模量随温度和加热时间变化的回归公式,比较回归曲线与试验曲线的结果表明,回归曲线能够很好地模拟试验曲线。     

不同建模假定下岩石损伤黏弹模型的参数转换关系探讨

将外界因素对岩石变形的影响考虑为瞬间弹性损伤和长期蠕变损伤,并根据加载瞬间弹性模量及蠕变模量的劣化分别对瞬间弹性损伤变量和蠕变损伤变量进行定义,由此建立了考虑损伤的kBurgers模型。在此基础上,通过假定泊松比和体积模量为常量分别得到了对应的模型三维表达式,并得到了不同建模思路下模型参数间的换算关系。最后结合实际算例,对常体积模量假定下模型参数随含水率变化的损伤演化规律进行了分析,获得了常体积模量假定下模型的瞬间弹性损伤和长期蠕变损伤演化方程,检验了模型参数换算关系的有效性。     

冻结黏土的动力学参数确定方法研究

基于黏弹性理论,对土的动弹性模量和阻尼比确定方法进行探讨,并结合青藏铁路沿线黏土在一系列温度下的动三轴试验结果,给出冻结黏土的动弹性模量和阻尼比的确定方法.结果表明：冻结黏土的骨干曲线不是双曲线,建议通过滞回曲线求冻土的动弹性模量和动应变幅,从而获得它们之间的关系;不同计算方法得到的阻尼比随动应变幅的变化趋势基本相同,用滞后角法计算得到的阻尼比整体小于用能量损失法计算得到的阻尼比,建议采用相关函数法计算应变滞后于应力的滞后角,然后用滞后角法计算土的阻尼比;冻结黏土的阻尼比随动应变幅的增加而增大.     

地应力与岩体模量关系的理论及试验研究

岩体模量（弹性模量及变形模量）是工程岩体力学特性的基础参数之一,研究地应力状态与岩体模量之间的关系具有重要意义.基于静弹性热力学模型原理,结合弹性理论,推导了水平主应力与岩体性质参数的定量关系,并对地应力与岩体模量的关系进行了探讨.在此基础上,以赣龙铁路梅花山隧道为依托,开展了围岩应力及岩体模量参数的现场测试工作,并将实测成果与理论分析进行对比.结果表明：当埋深影响较小时,花岗岩中的水平主应力与岩体模量呈线性正相关关系;当埋深相差较大时,深度对地应力及岩体模量的影响均不可忽略,水平主应力与岩体模量一般呈非线性关系,需要进一步研究;对花岗岩中的岩体弹性模量和变形模量与水平主应力之间的相关性进行对比发现,岩体变形模量与水平主应力的相关性更好.研究成果可为工程岩体力学参数取值及评价提供借鉴.     

基于统计本构关系的岩体弹性模量特征及影响因素分析

结构面是影响岩体弹性模量的主要因素。基于岩体结构面参数统计,结合岩体应变能推导出的节理岩体本构关系,能够真实地反映岩体弹性模量的弱化和各向异性。在此基础上,以吉图珲铁路隧道围岩为例,研究了岩体弹性模量特征及影响因素。结果表明,该岩体弹性模量的弱化和各向异性程度随应力轴线与结构面法线的夹角而变化,并在夹角值为54.5°时达到最大;同时,岩体弹性模量的弱化与结构面内摩擦角和黏聚力成反相关,与结构面平均半径和密度呈正相关。当结构面半径超过3 m时,岩体弹性模量弱化趋于稳定。应力环境对弹性模量同样有影响,围压的增大,可使岩体弹性模量增大,同时减小了其各向异性和弱化的程度。当围压达到2.32 MPa时,各向异性及弱化现象消失。