冻融循环对土体强度变形参数的影响          下载免费PDF全文

张渭军 《探矿工程》2020,47(6):86-91

在寒区工程建设中，冻融循环会引起土强度和变形特性发生改变。为了研究多次冻融循环后土的强度和变形参数的变化量，本文以冻融和非冻融的粉质粘土饱和试样为研究对象，通过固结排水三轴剪切试验、三轴等向压缩试验和弹性模量试验，比较了冻融循环对土样强度参数和变形参数的影响。试验结果显示：冻融和非冻融试样的应力—应变关系曲线均呈应变硬化型，对于原状试样冻融作用破坏了其结构性；冻融作用导致土体强度的降低，主要体现在粘聚力的降低，约降低了55.6%；冻融循环对变形参数有明显的影响，其中最明显的是弹性模量的降低，降低了31.2%。该研究结论可为工程冻害处理提供参考，也可为相关研究的数值计算提供试验参数。  相似文献   

冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究     

张峰瑞  姜谙男  杨秀荣  申发义 《岩土力学》2020,41(2):509-519

为探讨冻融对寒区工程岩石剪切蠕变特性的影响，以吉林省辉白隧道花岗岩为研究对象，对经历不同冻融循环次数的试样开展细观特征分析和剪切蠕变试验。试验结果表明：（1）随着冻融次数的增加，试样裂隙、孔隙不断扩展，岩石表面损伤现象愈发明显；（2）试样主要以中小孔隙为主，孔隙度随着冻融次数的增加呈非线性增长趋势；（3）随着冻融循环次数增加，蠕变变形量和蠕变速率逐渐增大，而蠕变时长、破坏应力和长期强度均呈现明显降低趋势。根据试验结果，进行冻融岩石非定常蠕变参数的表达，提出了冻融岩石损伤黏性元件，构建了花岗岩冻融剪切蠕变本构模型。将蠕变试验曲线和理论模型拟合曲线进行对比，验证了模型的正确性和适用性。通过对蠕变参数进行敏感性分析，研究了其对花岗岩蠕变变形的影响，并给出了蠕变参数随冻融循环次数的变化规律。该研究结果对于寒区岩体工程长期稳定性评价具有指导意义。  相似文献   

Effects of variation in loading protocol on the strength and deformation capacity of ductile reinforced concrete beams     

Kai J. Marder  Christopher J. Motter  Kenneth J. Elwood  G. Charles Clifton 《地震工程与结构动力学》2018,47(11):2195-2213

Understanding the impact of prior earthquake damage on residual capacity is important for postearthquake damage assessment of buildings; however, interpretation of such impact is challenging when based on tests using traditional reversed‐cyclic loading protocols. A new loading protocol, consisting of a dynamic earthquake displacement history followed by quasi‐static reversed‐cyclic loading to failure, is presented as an alternative to traditional simulated seismic loading protocols. Data are analyzed from a set of 12 nominally identical ductile reinforced concrete beams that were tested by using variations of this protocol and traditional reversed‐cyclic and monotonic protocols. Differences in the cycle content of the earthquake displacement histories applied to the test specimens allowed for the effects of load history variation below 2.2% drift to be isolated. It is found that such variation had no effect on the beam deformation capacities. The effects of dynamic loading rates are also analyzed and compared against control quasi‐static specimens. Relative strength increases due to dynamic loading are found to be more significant at yield than at ultimate. Dynamic loading rates led to modest reductions in the beam deformation capacities, but the presence of causality between these variables remains uncertain.  相似文献   

Snowmelt characteristics in a pristine mountain catchment of the Jalovecký Creek,Slovakia, over the last three decades     

Ladislav Holko  Michal Danko  Patrik Sleziak 《水文研究》2021,35(4):e14128

The Jalovecký Creek catchment, Slovakia (area 22.2 km², mean elevation 1500 m a.s.l.), is likely the last big valley complex in the Carpathian Mountains, in which the hydrological cycle is still governed by natural processes. Hydrological research is conducted there since the end of the 1980s. The overall mission of the research is to increase the knowledge about the hydrological cycle in the highest part of the Carpathians. The research agenda, briefly introduced in the first part of this article, is focused on water balance, snow accumulation and melt and runoff formation. Recent analysis of precipitation, discharge, snow cover and isotopic data from period 1989–2018 indicates that hydrological cycle has become more dynamic since 2014. Although several indicators suggest that it could be related to the cold part of the year, direct links with snow storage and the contribution of snowmelt water to catchment runoff were not confirmed. The second part of the article is therefore focused on an analysis of daily cycles in streamflow in March to June 1988–2018 to obtain a deeper insight into the snowmelt process. We describe characteristics of the cycles and examine their variability over the study period. The results indicate that less snow at the lowest elevations (800–1150 m a.s.l.) since 2009 could have influenced the cessation of the cycles in June since 2010. The possible role of the decreased amount of snow at the lowest elevations in changes in runoff characteristics is also suggested by an increase in time lags between maximum discharges during the events and maximum air temperatures preceding discharge maxima measured near the catchment outlet (at 750 m a.s.l.) in spring 2018 compared to springs with a similar number of streamflow cycles in the years 1988, 2000 and 2009. Wavelet analysis did not indicate changes in global power spectra in hourly discharge and air temperature data.  相似文献   

冻融循环对不同孔隙率页岩相似材料影响的试验研究   总被引：2，自引：2，他引：0  

王永岩  柳雪庆  苏传奇  张余标  魏剑 《冰川冻土》2018,40(1):102-109

基于地质力学模型试验的相似理论,针对寒区岩体工程,分别制作了5种不同孔隙率的页岩相似材料,进行冻融循环试验,探究不同孔隙率的页岩相似材料在冻融前后,其主要物理力学参数的变化规律。试验研究表明：在冻融循环后,页岩相似材料的单轴抗压强度、三轴抗压强度、弹性模量、粘聚力、内摩擦角有不同程度的减小,孔隙率、泊松比有不同程度的增大。页岩相似材料的物理力学参数受冻融循环的影响随孔隙率的增大先增大后减小,孔隙率处于9.4%~13.6%时,受冻融循环影响最大;孔隙率处于5.8%~9.4%时,受冻融循环的影响随孔隙率的增大有增大的趋势;孔隙率处于13.9%~19.1%时,受冻融循环的影响随孔隙率的增大有减小的趋势。研究结果可以为西部寒区的岩土工程建设和减灾提供相关的科学依据。  相似文献   

煤渣改良土的抗冻能力及损伤特性研究     

张向东  任昆 《冰川冻土》2018,40(4):764-772

为研究煤渣改良土作为季节冻土区路基填料的抗冻能力,以不同煤渣掺量及不同养护龄期下的煤渣改良土为研究对象,利用GDS三轴试验系统开展了不同冻融次数下改良土的三轴压缩试验,获得了最佳的煤渣掺量及养护时间数据,提出冻融及加载综合影响下改良土的总损伤变量,并据此建立了损伤本构关系。结果表明：改良土的抗冻能力随着煤渣掺入量的增大出现先增强后减弱的变化趋势,随龄期的增长而逐渐增强。冻融循环对改良土物理力学性质的影响主要集中在前5次循环过程,超过5次后影响逐渐减弱。冻融加载总损伤变量能够较好地反映冻融及加载过程中改良土性质的劣化,据此建立的损伤本构关系具有一定的精度,可以为季节冻土区煤渣改良土路基工程提供参考。  相似文献   

场地韧性的概念及有关问题的讨论          下载免费PDF全文

薄景山    张毅毅  薄涛  王玉婷    赵鑫龙  陈亚男 《世界地震工程》2022,38(3):001-9

在韧性城市和建筑抗震韧性等级评价中,需要对场地的韧性给出评价。场地韧性是一个新概念,场地韧性的概念和场地韧性等级评价在学术界还是空白。因此,对场地韧性的概念及有关问题开展讨论,对韧性城市和建筑抗震韧性评价具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在分析韧性和场地概念的基础上,讨论了场地的稳定性和抗干扰问题;基于HOLLING建立的适应性循环理论,论述了建立场地韧性概念的理论基础;首次提出了场地韧性概念并解释了其内涵;考虑韧性城市和建筑抗震韧性评价的需求,初步讨论了与场地韧性等级评价有关的问题,提出了建立场地韧性等级评价指标体系的初步设想;建议了场地韧性等级评价的数学方法,为实现场地韧性等级评价提供了途径和方法。本文研究成果对从事韧性城市和建筑抗震韧性研究的科技工作者有一定的参考价值。  相似文献   

冻融循环作用下含水率对粗颗粒填料水分迁移影响的宏细观试验研究北大核心CSCD     

张玉芝  刘文龙  王海永  张莲海  陈世杰  朱晓东 《冰川冻土》2022,44(2):591-601

冻融循环作用和初始含水率是影响粗颗粒填料水分迁移特征和冻胀融沉变形的两个主要因素。为明确冻融循环作用下,不同初始含水率粗颗粒填料的水分迁移特征及细观机制,采用荧光素为追踪剂,以CT细观机理观测为研究手段,开展了不同初始含水率条件下粗颗粒填料的一系列冻融循环试验,探究了温度场和冻深变化、水分迁移图像、补水量变化、最终含水率分布及CT值变化规律等。试验结果表明,冻深基本随冻融循环的次数增加不断加深,初始含水率越大,不同冻融循环作用下冻深的变化越稳定。外界补水量和液态水迁移高度与初始含水率呈负相关。CT扫描结果分析表明,经历多次冻融循环后,试样中的水分迁移导致土体孔隙结构及颗粒构造发生变化,试样的密度普遍增加,孔隙率以减小为主,进而导致土体发生相应变形。  相似文献   

干湿循环效应下玄武岩纤维加筋黄土三轴剪切力学行为研究     

许健  武智鹏  陈辉 《岩土力学》2022,(1):28-36

通过干湿循环效应下的数字图像三轴剪切试验、CT扫描试验及扫描电镜SEM(scanning electron microscopy)试验,研究了玄武岩纤维加筋黄土干湿循环过程的三轴剪切力学行为及微细观结构演化机制。结果表明:随干湿循环次数增加,纤维含量较高试样的三轴剪切鼓胀破坏形态转变为剪切带破坏;干湿循环早期阶段,剪切破坏形态随纤维含量增加,由剪切带破坏转变为鼓胀破坏。干湿循环作用和纤维含量对应力-应变曲线的类型及特征无明显影响,均表现为应变硬化型。破坏偏应力随干湿循环次数增加而逐渐减小,但衰减速率逐渐减小;破坏偏应力随纤维含量增大先增加而后减小,呈抛物线变化特征,存在一个最佳纤维含量为0.6%。CT数均值ME值呈现与破坏偏应力相似的变化规律。干湿循环作用下筋-土界面产生一定的开裂和松弛现象,弱化了纤维的加筋效应,但与素黄土相比,纤维加筋黄土的微观结构表现出显著的整体稳定性。构建了干湿循环效应下玄武岩纤维加筋黄土的宏细观损伤变量,其表现出一致的变化规律。  相似文献   

不同荷载条件下冻土融化沉降过程试验研究   总被引：2，自引：1，他引：1  

黄永庭  马巍  何鹏飞  栗晓林 《冰川冻土》2021,43(1):184-194

融沉是困扰多年冻土区工程建设与安全运营的关键因素之一。通过室内试验,针对两种初始干密度不同的青藏粉质黏土,在-8~24 ℃之间正弦波动的周期温度边界条件下,分别开展了无荷载、静荷载及动荷载作用下冻结饱和试样的融沉试验（试样的初始温度为-1 ℃）,研究了试样内部温度、变形、孔隙水压力的时间变化过程。结果表明：温度边界相同时,在不同荷载作用下试样内部温度响应过程差异显著,反映了荷载对冻土融化速率的影响。在无荷载作用下,试样的竖向变形呈线性发展趋势,每次冻融过程中的融沉变形变化不大。在静荷载和动荷载作用下,试样的竖向变形呈先快速增加后逐渐稳定的趋势,且融化沉降变形主要发生在前3~4个冻融循环过程。试验结束时,在静、动荷载作用下试样最终变形量大于无荷载作用下,且干密度较小时竖向变形较大。在动荷载作用下,试样内部孔隙水压力变化幅度大于静荷载,且在前3次冻融循环过程中,动荷载作用下试样内部孔隙水压力消散数值大于静荷载,之后随着冻融循环次数的增加两者差异逐渐减小。试样融沉变形过程与温度变化、孔隙水压力的积累和消散过程密切相关。试验结果可为复杂边界条件下融化固结理论研究和工程中地基土体的融沉变形预测提供依据。  相似文献