《岩土工程学报》2009年第8期摘要
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混凝土面板堆石混合坝性状的预测
郦能惠1,2,孙大伟2,3,王年香1,2,黄悦照4,肖贡元5,孙大伟,王年香,黄悦照,肖贡元
(1.南京水利科学研究院岩土工程研究所,江苏 南京 210024;2.水文水资源与水利工程国家重点实验室,江苏 南京 210029;3.三峡大学,湖北 宜昌 443002;4.华东宜兴抽水蓄能有限公司,江苏 宜兴 214205;5.上海勘测设计研究院,上海 200434)
摘 要:对宜兴抽水蓄能电站上水库主坝施工期性状进行了监测,基于原型观测资料采用反分析对本构模型及其参数进行了验证,在此基础上,采用数值分析、土工离心模型试验和原型观测相结合的方法预测了带有坝趾挡墙的混凝土面板堆石混合坝的应力变形性状和抗滑稳定性。结果表明:混凝土面板堆石混合坝是一种适合于复杂地形条件的、特别是适合于抽水蓄能电站上水库条件的理想坝型。
关键词:混凝土面板堆石坝;坝趾挡墙;应力变形;性状;预测;反分析;土工离心模型试验;原型观测
纵波在改进的弹性非线性法向变形行为单节理处的传播特性研究
俞 缙1,2,钱七虎2,林从谋1,赵晓豹3,赵晓豹
(1.华侨大学岩土工程研究所,福建 厦门 361021;2.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏 南京 210007;3.南京大学地球科学与工程学院,江苏 南京 210093)
摘 要:将传统的BB模型与经典指数模型统一起来,提出的准静态条件下改进的节理弹性非线性法向变形本构关系可定量化描述节理变形的这类差异。在不考虑加载速率对节理变形行为影响的情况下,将该本构关系推广至动态条件,建立了法向入射纵波在弹性半无限空间中干性单节理处传播的位移不连续模型,基于Lemaitre假设获得了节理透、反射系数和的近似解析解;同时结合一维波动方程特征线法推导了节理透、反射波质点速度时域数值差分格式并自编了计算程序,进而得到、、透、反射波能量和、延迟时间Tdel的半数值解,依此研究弹性纵波在单节理处的传播过程及特征。在针对节理法向初始切线刚度Kn,i、节理闭合量与最大允许闭合量比值γ=dn/dmax、入射波频率f等因素对、的影响进行探讨的同时,着重分析模型非线性程度ξ及入射波最大振幅的变化对透射波振幅及能量衰减、波形及频谱畸变、时间延迟所产生的影响,并解释了一种“超越”现象。
关键词:岩石节理;纵波;位移不连续模型;非线性程度
浅埋隧道变基床系数下管棚的力学机制分析
郑俊杰,章荣军,杨庆年
(华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北 武汉 430074)
摘 要:针对管棚法施工中常基床系数下管棚弹性地基梁模型的缺陷,分析了掌子面前方岩土体基床系数分布规律,建立了变基床系数下管棚的地基梁模型,该模型可考虑掌子面水平位移的影响。并用有限差分法对该模型进行了计算,深入分析了开挖过程中管棚的受力和变形。结果表明:考虑掌子面水平位移影响是非常必要的,做好掌子面加固工作对减小管棚的变形较为有效。同时,管棚力学行为与开挖面位置、开挖进尺及岩体泊松比等因素有很密切的关系,可为管棚的优化设计及施工方案的合理选择提供一定的理论基础。
关键词:浅埋隧道;管棚;变基床系数;有限差分法;力学机制
一种新型真三轴仪的研制与开发
邵生俊1,2,罗爱忠1,邓国华1,潘德勇1,罗爱忠,邓国华,潘德勇
(1.西安理工大学岩土工程研究所,陕西 西安 710048;2.陕西省黄土力学与工程重点实验室,陕西 西安 710048)
摘 要:真三轴仪是一种真实模拟主应力状态,且在任意应力路径下测试土力学特性的试验仪器。介绍了研制的一种新型真三轴仪,它具有轴向刚性板加载、侧向双轴液压柔性囊加载的三向加载方式;侧向双轴相邻液压囊之间采用径向弹性伸缩、平面弹性转动的薄壁钢板有效隔离技术;伺服步进电机驱动滚珠丝杆推进活塞产生压力的液压/体变控制器独立施加三向主应力的自动控制系统。真正实现了三向独立加载、互不干扰。经测试分析,仪器系统性能稳定。新型真三轴仪具有结构简单,操作方便,应力状态真实,应变测试准确,试验过程易于控制的特点。
关键词:新型真三轴仪;轴向刚性、侧压柔性加载;隔板弹性转动与伸缩;液压与体变控制;三向独立加载
路堤下钉形搅拌桩复合地基沉降计算方法——广义桩体法
易耀林,刘松玉,杜延军
(东南大学岩土工程研究所,江苏 南京 210096)
摘 要:针对钉形搅拌桩这种变截面搅拌桩,通过一定的假设,将其简化为上、下直径相等而模量不等的常规等截面桩,提出了钉形搅拌桩复合地基沉降计算方法——广义桩体法。根据位移、应力连续条件,将路堤填土、加固区和下卧层作为统一的整体,提出了考虑桩顶上刺、桩土相互作用和桩端下刺的加固区计算模型,并建立了模型的有限差分解法。基于三维数值模拟结果,提出考虑路堤下钉形搅拌桩复合地基下卧层应力集中的附加应力计算方法,从而建立路堤荷载下钉形搅拌桩复合地基的沉降计算方法。计算实例表明:复合模量法计算结果偏小,而应力修正法偏大,本文方法最接近实测结果,说明其具有一定的适用性。
关键词:钉形搅拌桩;复合地基;沉降计算;路堤荷载;附加应力
江河大堤堤基砂砾石层管涌破坏危害性试验研究
刘 杰,谢定松,崔亦昊
(中国水利水电科学研究院,北京 100048)
摘 要:江河大堤中下游堤基双层地基中下层渗透系数k>0.02 cm/s的砂砾石土层居多数,这是一种管涌型土。研究了双层地基中这类土管涌破坏后的危害性,结果表明管涌破坏的后果,将在砂砾石层上部形成纯砾石的渗流通道,细颗粒的带出程度可达80%~100%。细料含量小于20%时带出程度可达100%,土骨架的结构不会产生明显变化,但渗流通道的渗透系数变为纯砾石的渗透系数,显著增大;细料含量大于20%时,渗流通道形成后将影响上部土层的稳定性。
关键词:砂砾石层;管涌破坏;破坏危害性
基于离心模型试验的桩帽网结构路基桩端持力层效应研究
张 良,罗 强,裴富营,杨 尧
(西南交通大学高速铁路线路结构理论与技术教育部重点实验室,四川 成都 610031)
摘 要:为了考察桩端持力层强度对桩帽网结构路基(地基)承载特性的影响,设计了4组不同桩端持力层状态的离心模型试验,测试了地基变形、加筋垫层拉力和路堤基底压力等数据。测试数据表明:①桩端持力层强度降低,地基由稳定向出现桩底明显刺入再到出现桩端持力层局部剪切破坏方面转化;②桩端持力层强度提高,地基变形减小,路基中心桩底刺入及地表沉降、坡脚地基水平变形均值与持力层承载力的关系曲线可用幂函数描述;③桩端持力层强度越高,桩体承载集中效应与桩间土承载减载效应越明显;④路基中心附近地表沉降与路基面覆盖范围筋带拉力均值间的关系曲线可用二次多项式描述,考虑了路堤横向滑移因素的筋带拉力计算值与实测较接近;⑤端承摩擦桩型的桩端持力层强度提高,筋带所受拉力减小;⑥布设袋装砂井,能加快地基的排水固结,提高桩端持力层承载力,增强地基稳定性。
关键词:桩帽网结构路基;桩端持力层效应;离心模型试验;地基承载特性;加筋垫层拉力
埋置于饱和地基中的刚性圆柱基础的摇摆振动
胡秀青1,蔡袁强1,2
(1.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室,浙江 杭州 310027;2.温州大学建筑与土木工程学院,浙江 温州 325035)
摘 要:基于Biot动力控制方程,用解析的方法研究了简谐激振作用下埋置于饱和地基中的刚性圆柱基础的摇摆振动问题。基底以下的土被视为饱和半空间,基础侧面的土视为由若干圆形极薄饱和层组成的独立层,假设土与基础完全黏着接触且接触面完全透水。运用Hankel积分变换对饱和土的动力控制方程进行求解,然后结合基础与地基的混合边值条件求解了相应的动力响应问题,并给出了饱和地基的等效动力刚度表达式。为验证本文结果的正确性,计算了基础位于地基表面时的动力柔度曲线,并与已知文献中的结果进行了相应对比。数值分析结果表明:基础在饱和地基中的动力响应与在弹性地基中有很大的不同,无量纲激振频率、基础埋置深度、渗透系数和泊松比对饱和地基的摇摆动力刚度有很大的影响。
关键词:饱和半空间;摇摆振动;基础埋深;刚性圆柱基础
PHC管桩锤击施工效应分析
邢皓枫1,2,赵红崴3,徐 超1,2,叶观宝1,2,,徐 超,叶观宝
(1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;2. 同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;3. 华东电力设计院,上海 200063)
摘 要:PHC管桩施工效应对地基土性质和桩体受力特性有很大的影响。为了查明PHC管桩施工效应,以PHC管桩加固某电厂古河道地基为依托,进行了PHC管桩沉桩效应的测试和分析。通过观测沉桩的锤击数和土塞效应,分析了PHC管桩沉桩规律性;利用静力触探、标准贯入试验、孔隙水压力和侧向位移观测等现场测试手段,研究了PHC管桩对桩周土体的影响。研究发现:沉桩锤击数与地基土性质有很大相关性,土芯长度与总桩长之比为22%~35%,且桩壁越薄其土塞效应越明显,在桩体承载力计算时忽略土塞效应是很不经济的;沉桩过程产生很大的挤土效应,不仅产生超孔隙水压力,而且随孔压消散,地基土得到密实、消除或降低液化性,其侧摩阻力可提高80%以上,有利于桩体强度的发挥。
关键词:PHC管桩;沉桩效应;原位测试;液化
模拟热–水–应力耦合作用的三维节理单元及其数值分析
张玉军
(中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071)
摘 要:对于具有相同厚度的空间8节点等参数节理单元,考虑温度和孔隙水压力的影响,将其的应力–位移关系加以拓展,建立了相应的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程,使之可用于分析饱和–非饱和岩体中存在不连续面时的热–水–应力耦合问题,并结合实体单元,研制出相应的三维有限元程序。针对一个假定的核废物地质处置模型,通过有、无节理的热–水–应力耦合过程数值分析,显示与无节理的情况相比,由于节理的存在使得近场岩体中的温度、应力及水流速度的分布与数值都发生了明显的变化,特别是节理附近的岩体中有某种水流“冷却”作用和一定程度的应力集中现象,其它部位岩体的应力也有所增加。
关键词:热–水–应力耦合;节理单元;有限元方法;三维分析
原状Q3黄土在加载和湿陷过程中细观结构动态演化的CT–三轴试验研究
朱元青1,2,陈正汉1,陈正汉
(1.后勤工程学院,重庆 400041;2.广州军区工程科研设计所,广东 广州 510515)
摘 要:为了揭示原状Q3黄土在加载和湿陷过程中的细观结构变化,将湿陷三轴仪与医用CT机相配套,进行了一系列控制吸力的CT-三轴湿陷试验,不仅得到了加载过程和湿陷过程中的宏观反应曲线,而且得到了相对应的CT扫描图像。结果表明:原状湿陷性黄土具有较强的初始结构性;加载过程中,较大的孔洞先扩展后闭合,小孔洞逐渐闭合;湿陷过程中,大部分孔洞逐渐闭合且断面的密度分布趋于均匀;湿陷过程中大孔洞闭合与否取决于浸水时的应力状态。通过宏细观试验资料的分析,确定了原状湿陷性黄土的结构屈服应力,提出了一个基于CT数均值的结构性参数,分别定义了加载和湿陷过程中的结构损伤变量,研究了它们的变化规律,建立了结构损伤演化方程。
关键词:原状湿陷性黄土;湿陷三轴仪;CT扫描;细观结构;结构性参数;结构损伤变量;结构损伤演化方程
深部巷道块系围岩分析模型及稳定性探讨
吴 昊,方 秦,张亚栋,相恒波,龚自明
(解放军理工大学工程兵工程学院,江苏 南京 210007)
摘 要:深部岩体具有典型的不均匀、不连续的自应力块系等级构造结构。由于浅部巷道围岩应力场分析是基于连续介质力学理论,没有考虑岩体的块体特性,因而无法应用于深部巷道块系围岩的应力场分析。考虑到深部巷道块系围岩破坏类型主要表现为峰后岩块沿软弱接触面的剪切滑移破坏,通过建立深部巷道的平面应变块系围岩模型,得到了轴对称条件下岩块相互作用的解析解;分别假设岩块之间的接触满足刚塑性和Mohr-Coulomb屈服条件,推导得出上述两种屈服条件下的块系围岩模型和连续介质模型的围岩支护力的计算公式。对比分析表明:围岩块体构造特性对深部巷道施工和承载力设计计算有重要的影响;通过假设块体间剪应力与剪切滑移满足分段线性关系,得到了块系围岩径向位移,剪应力和剪切滑移量的解析表达式,引入无量纲化的深部巷道块系围岩稳定性参数,并得出当时块系围岩是稳定的,当时块系围岩是不稳定的。
关键词:深部块系岩体;支护力;围岩稳定性;峰后变形;剪切滑移
高承压水地层开挖基坑底板隆起稳定性分析
李 涛,王 超
(北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044)
摘 要:在分析高承压水地层基坑开挖时基坑底板破坏机理的基础上,利用塑性极限分析中的塑性铰线法提出了一种计算抗承压水基坑底板临界厚度的方法,其优点是能综合考虑基坑底板的几何尺寸、底板土层的破坏强度及破坏形式等因素对底板稳定性的影响。在7个工程实例的计算中,该法与传统基坑底板稳定性分析方法以及数值模拟方法进行了比较,结果表明本文方法明显优于传统的稳定性分析方法,能较真实地反映基坑底板抗隆起的稳定性。
关键词:基坑开挖;底板隆起稳定性;塑性极限分析;承压水
遗传算法与自适应粒子群算法耦合的大坝安全预警评价模型
王 伟1,沈振中1,李桃凡2
(1.河海大学水利水电工程学院,江苏 南京 210098;2.中国水利水电第八工程局,湖南 长沙 410118)
摘 要:改变应用最小二乘法求解大坝统计预警模型的传统方式,利用粒子群算法随机搜索的优化能力确定统计模型的回归系数。针对粒子群算法收敛速度较慢等问题,提出一种新的自适应策略,能够依据粒子个体和种群的优化信息,调整学习因子,并将该策略与遗传算法的交叉、变异算子相结合。通过工程算例表明,该方法具备较好的搜索多样解能力,自适应地调整粒子飞行的步长,提高了粒子群算法的收敛速度;基于该方法的大坝预警评价模型与最小二乘法、基本粒子群算法相比,数据挖掘能力强,预警评价结果与大坝的实际运行状态更加吻合,有效地提高了统计模型的预测精度。
关键词:遗传算法;自适应粒子群算法;统计模型;大坝安全预警评价
袁家湾滑坡在切坡开挖过程中的演化机理
张帆宇1,刘 高1,2*,谌文武1,2,韩文峰1,3,梁收运1,2,刘 高,谌文武,韩文峰,梁收运
(1.兰州大学土木工程与力学院,甘肃 兰州 730000;2.兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室,甘肃 兰州 730000;3.天津城市建设学院,天津 300384)
摘 要:袁家湾滑坡是在高速公路修建过程中开挖高陡边坡诱发的顺层岩质滑坡。受边坡自然环境的复杂性以及人类活动边坡改造的多样性的控制和影响,从初始开挖到公路运营期间,滑坡多次滑动而久治不愈,滑动特征具有重复性、继承性、相似性和增大性,破坏形式因人类改造形式的变化具有独立性和多样性。根据其地质条件、工程特征以及滑动特征和滑动历史,采用物理模型试验和工程地质分析的定性分析方法,结合FLAC3D数值模拟的定量分析法,全面系统地分析了该滑坡产生的原因、失稳过程和演化机理。
关键词:袁家湾滑坡;人类活动;演化机理;定性分析;定量分析
基于连续介质模型的颗粒材料孔隙度及孔隙水压力计算公式
楚锡华
(武汉大学土木建筑工程学院,湖北 武汉 430072)
摘 要:孔隙度是能够部分反映颗粒材料微观结构的一个宏观量,其数值及其演化对颗粒材料的宏观力学行为有重要影响。基于连续介质模型,在颗粒体积应变均匀的前提下推导了颗粒材料的孔隙度随颗粒集合局部平均体积应变的演化公式,并应用该关系式结合孔隙水状态方程给出了饱和颗粒材料的孔隙水压力与孔隙度、固体颗粒体积模量、固体颗粒变形之间的关系。所得公式可用于饱和含液颗粒材料流–固耦合计算或饱和多孔介质宏观–细观多尺度流–固耦合渗流分析。
关键词:孔隙度;孔隙水压力;颗粒材料;多孔介质;连续模型
软土层埋深变化对地铁车站结构地震反应的影响规律研究
庄海洋1,2,王修信1,陈国兴2,王修信,陈国兴
(1.东南大学土木工程学院,江苏 南京 210004;2.南京工业大学岩土工程研究所,江苏 南京 210009)
摘 要:软土侧向大变形将是造成地铁车站结构严重震害的主要因素。为了明确软土层埋深对地铁车站结构地震反应的影响规律,对常见的两层三跨岛式地铁车站结构侧向和底部地基中存在不同埋深软土层时5种软场地和1个一般场地条件下地铁车站结构的地震反应进行了数值模拟分析。计算中采用自行建立的软土记忆型黏塑性动力本构模型模拟软土的动力非线性特性,混凝土的动力特性采用黏塑性动力损伤模型。给出了软土层不同埋深对地铁车站结构的加速度反应、侧向摆动位移反应和应力反应的影响规律,为提高软土地基上城市地铁车站结构的抗震性能及其抗震设计方法提供了依据。
关键词:软土层埋深;地铁车站结构;地震反应
动剪切模量比与剪切波速对地震动影响及等量关系研究
孙 锐1,袁晓铭1,刘晓键1,2
(1.中国地震局工程力学研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;2.哈尔滨工业大学深圳研究生院,广东 深圳 518055)
摘 要:采用数值模拟方法,研究动剪切模量比和剪切波速对地震动的影响问题,并以对地表加速度反应谱影响为标准研究动剪切模量比变化与剪切波速变化间的对等关系,同时建立了等价关系式,分析中考虑了场地类别、场地遭遇地震强度和地震输入波型的影响。结果表明:①动剪切模量比误差和剪切波速误差对地震动都有着重要影响,在土体强非线性和软弱场地中影响更为强烈,实测的动剪切模量比和剪切波速比真实值低时较比真实值高时对地表反应谱影响更大,三类场地0.1g地震输入时动剪切模量比6%误差或剪切波速25%误差的影响已经不可忽视;②对不同的场地类别、场地地震烈度和地震输入波情况,动剪切模量比单独变化与剪切波速单独变化对反应谱的影响都具有对等关系;③动剪切模量比误差对地震动的影响程度要大于剪切波速误差,二者对地表反应谱的敏感性相差3~5倍,绝对误差相同时动剪切模量比降低情况下与剪切波速的敏感程度相差更大。
关键词:动剪切模量比;剪切波速;地震动;对等关系
砂土中群桩室内模型试验及颗粒流模拟研究
周 健1,2,白彦峰1,张 昭3,贾敏才1,2
(1.同济大学地下建筑与工程系,上海 200092;2.同济大学岩土及地下工程教育部重点试验室,上海 200092;3.郑州市轨道交通有限公司,河南 郑州 450000)
摘 要:对不同密实度砂土中的群桩进行室内模型试验,分析了桩土的一些宏观特性,并为进一步进行颗粒流细观模拟提供了必要的参数和宏观依据。在群桩室内模型试验的基础上,建立群桩的颗粒流分析模型,验证了群桩室内模型试验的一些宏观现象,然后进一步从细观角度分析了桩间距以及承台刚度等因素的改变对群桩工作性状的影响,此外还分析了不同位置基桩荷载分布。颗粒流模拟得到的一些结论可以为按沉降控制桩基设计及其工程应用提供理论依据。
关键词:砂土;群桩;颗粒流
颗粒形状对颗粒流模拟双轴压缩试验的影响研究
张 翀,舒赣平
(东南大学土木工程学院,江苏 南京 210096)
摘 要:采用二维离散单元法,建立了4种不同形状的颗粒,研究了颗粒形状对模拟双轴试验的影响以及4种不同颗粒试样宏观特性随颗粒细观参数的变化关系。研究结果表明:在其它细观参数相同的情况下,颗粒形状对颗粒试样的宏观特性有较大的影响,其中3种异形颗粒由于颗粒形状的特殊性,显著地提高了颗粒试样的剪切强度。同时通过模拟双轴试验分析表明,4种颗粒试样宏观特性与细观参数的变化规律均比较一致。
关键词:双轴试验;颗粒流;离散元;颗粒形状
黄河三角洲粉质土初始干密度和黏粒含量对稳态强度的影响研究
刘红军1,2,吕文芳2,杨俊杰1,2,王秀海1,2
(1.海洋环境与生态教育部重点实验室,山东 青岛 266100;2.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东 青岛 266100)
摘 要:通过固结不排水三轴试验,对黄河三角洲粉质土稳态强度进行研究:首先设计了3组干密度分别是1.55,1.65,1.75 g/cm3的粉土样,分析了初始干密度对稳态线的影响,论证了稳态线的唯一性;然后又设计了5组不同黏粒含量分别是10%,14%,17%,24%,30%的粉质土,定量分析了黄河三角洲粉质土中的黏粒含量对稳态强度线的影响,得出了黏粒含量为17%的粉质土的稳态强度最大的结论,并分析了产生这种现象的原因,最终建立了稳态强度随黏粒含量变化的关系函数。
关键词:黄河三角洲;粉质土;稳态强度;液化;干密度;黏粒含量
金沙江虎跳峡河段水电开发重大工程地质问题研究
王启国
(长江水利委员会长江岩土工程总公司,湖北 武汉 430010)
摘 要:虎跳峡河段水电开发效益显著,具备建设金沙江中游龙头水库的地形、地质条件。本河段水电开发涉及的重大工程地质问题有:强震区建坝问题、河床深厚覆盖层建高坝问题、坝肩及近坝大型堆积体稳定问题、大型洞室群的围岩稳定性以及工程高边坡稳定问题等,研究这些重大工程地质问题对本河段水电开发方案比选意义重大。
关键词:虎跳峡河段;水电开发;重大工程地质问题
抗滑桩加固边坡的稳定可靠度分析
杨令强1,马 静2,张社荣3,马 静,张社荣
(1.济南大学土木建筑学院,山东济南 250022;2.济南大学控制学院,山东 济南 250022;3.天津大学建筑工程学院,天津 300072)
摘 要:经常需要在试验资料不充分的条件下进行边坡工程设计,故如何从搜集到的各方面信息中统计得到工程设计所需参数具有重要的理论和工程意义。某边坡工程以实测两断层实验数据为基础,参照类似工程的实测资料分析结果,利用岩石分类确定断层的内摩擦角,利用反演分析和考虑残差的最小二乘拟合的方法确定断层的黏聚力;抗滑桩是横向受力体系,考虑抗滑桩4种失效模式的相关性,利用反分析的方法确定出抗滑桩的抗力统计参数;根据规范推荐的传递系数法确定出边坡滑动的功能函数,利用离散化降维解法求得边坡稳定的可靠度指标。分析结果表明:利用反演方法修正参数,减少了认识的不确定性,能够提高边坡工程设计的可靠性,在统计数据不足的情况下按可靠度进行边坡工程设计是一种可行方法;同时表明锚索抗滑桩加固边坡的效果是显著的。
关键词:边坡;可靠度;抗滑桩;统计;反演
南坪水库筑坝土料分散机理及原因分析
高明霞1,李 鹏1,王国栋2*,樊恒辉1
(1.西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西 杨凌 712100;2.西北农林科技大学理学院,陕西 杨凌 712100)
摘 要:利用双比重计、针孔、碎块、孔隙水可溶盐阳离子和原土交换性钠百分比5种试验方法对南坪水库土样进行了分散性鉴定,进一步结合物理化学性质和矿物成分分析,研究了土料的分散机理及原因。试验结果表明:K16和K19属于非分散性土,而K30和Z10属于分散性土。碱性环境下,蒙脱石和钠离子较多是土壤产生分散性的主要原因;土壤的颗粒组成是土壤产生分散的另一个主要原因。黏粒,尤其是胶粒的胶结作用,对土料的结构稳定性具有重要作用。土料的易溶盐中钙离子较多和有机质含量较高能有效抑制土料的分散性,掺入消石灰能有效改善土料的分散性。
关键词:分散性土;物理化学性质;分散机理;黏粒含量
高温作用下花岗岩三轴蠕变特征的实验研究
张 宁1,赵阳升1,2,万志军2,董付科2,冯子军2
(1.太原理工大学采矿工艺研究所,山西 太原 030024;2.中国矿业大学能源学院,江苏 徐州 221008)
摘 要:采用中国矿业大学的“20 MN高温高压岩体三轴试验机”,对Φ200 mm×400 mm大尺寸花岗岩试件在高温下的蠕变特征进行了试验研究。介绍了三维应力作用下花岗岩在高温条件下的蠕变试验方法和结果,结合理论与试验结果分析,发现了花岗岩在300℃时轴压94 MPa围压75 MPa时花岗岩经历蠕变的第一阶段和第二阶段,蠕变变形逐渐停滞,呈现明显的稳态蠕变的特征;在400℃,轴压125 MPa围压100 MPa时,呈现明显的非稳态蠕变特征。试验还揭示了花岗岩的蠕变性随温度和应力的升高而增强,蠕变性态转变的温度门槛值为300℃~400℃。试验结果对核废料的深埋处置长久安全性,地热能的长期稳定开发都有重要的指导意义。
关键词:花岗岩;三轴蠕变;稳态蠕变;非稳态蠕变;门槛值;高温