生物土壤结皮对风沙土和黄绵土膨胀特性的影响     

王国鹏  肖波  李胜龙  姚小萌  孙福海 《中国沙漠》2020,40(1):97-104

作为重要的土壤物理性质，膨胀性在影响土壤导水性、持水性、抗蚀性以及土壤结构的形成和发育等方面发挥着重要作用。为了探讨生物土壤结皮（BSCs）土壤的膨胀特性及其主要影响因素，针对黄土高原风沙土和黄绵土两种典型土壤，利用膨胀仪测定并比较了有、无藓结皮及其在不同因素（初始含水量、干湿循环、冻融循环、温度）下膨胀率的差异，分析了BSCs对土壤膨胀性的影响及其与环境因素和BSCs性质的关系。结果显示：风沙土上藓结皮的膨胀率为1.93%，较无结皮增加了8.65倍；而黄绵土上藓结皮的膨胀率为2.05%，与无结皮相比降低了76.68%。藓结皮的生物量和厚度与其膨胀率在风沙土上均呈线性正相关关系（P < 0.05），在黄绵土上分别呈二次函数（P=0.02）和线性正相关关系（P=0.02）。初始含水量同时影响了土壤最大膨胀率和稳定膨胀时间，影响程度风沙土远大于黄绵土（包括藓结皮和无结皮）；干湿循环次数对无结皮土壤膨胀率的影响程度大于藓结皮土壤，其中风沙土和黄绵土上无结皮的膨胀率分别是50.00%~620.00%和-2.28%~10.81%，而两种土壤上藓结皮的膨胀率分别是-5.70%~10.88%和-10.24%~-21.46%；冻融循环下4种土壤的膨胀率均有不同程度的降低，降幅为0~18.54%。黄绵土无结皮的膨胀率受温度影响程度较大，50℃下黄绵土无结皮的膨胀率分别是25℃和35℃下的1.17倍和1.21倍。BSCs显著地改变了风沙土和黄绵土表层的膨胀性，其影响的程度和方向取决于土壤类型。同时，BSCs的膨胀性受含水量、温度、干湿以及冻融循环等关键因素影响。  相似文献   

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   

不同温控曲线对石灰改良黄土强度影响研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

解邦龙  张吾渝  孙翔龙  刘乐青  刘成奎 《冰川冻土》2022,44(1):262-274

青海季节性冻土地区工程建设受冻融循环作用和黄土湿陷性的双重影响,工程上常采用石灰与黄土拌和作为垫层材料以满足工程要求,但冻融循环作用依旧对地基土体的性能有所影响。为探究青海季节性地区气候变化对地基土所带来的不利影响,采用3种温控曲线（1#、2#和3#温控曲线）模拟了青海季节性冻土地区气候变化规律,通过无侧限抗压强度试验和SEM等微观试验,分析不同温控曲线对2∶8、3∶7灰土强度和微观结构的变化规律。结果表明3∶7和2∶8灰土的应力-应变关系均呈现应变软化型,0~6次冻融过程中试样的无侧限抗压强度随着冻融循环次数的增加逐渐降低,继续增加冻融循环次数后其强度有所上升;冻融循环6次时灰土内部孔隙分布相较于冻融20次时多,且随着冻融循环次数的增加颗粒间接触方式由点-点、点-面接触向面-面接触转变;1#温控曲线的微观定量参数较2#、3#温控曲线变化明显,经历1#曲线时试样内部孔隙更为圆滑,结构排列疏松,1#温控曲线对试样结构和强度的影响程度相对较弱。  相似文献   

冻融循环作用下木质素磺酸钙改良黄土的力学特性研究     

黄雨灵  张吾渝  季港澳  解邦龙  董超凡 《冰川冻土》2022,44(6):1863-1874

木质素磺酸钙作为一种绿色环保的改良材料,近年来被应用于土体加固领域。为探究木质素磺酸钙对黄土的固化效果,通过开展侧限浸水压缩试验、冻融循环试验、不固结不排水三轴剪切试验、扫描电镜试验和X射线衍射试验,分析冻融循环次数、掺量和围压对木质素磺酸钙改良黄土力学性质和微观机理的影响规律。研究结果表明：掺入木质素磺酸钙,可有效消除黄土的湿陷性。此外,改良黄土的应力-应变曲线随木质素磺酸钙掺量的增加向一般硬化型转变,而随着冻融循环次数的增加,应力-应变曲线向弱硬化型转变。改良黄土的破坏强度随木质素磺酸钙掺量的增加呈先增大后减小的趋势,木质素磺酸钙掺量为1%时破坏强度最高,各掺量改良黄土随冻融循环次数的增加先减小后趋于稳定,同时抗剪强度指标呈现下降的趋势。通过扫描电镜试验和X射线衍射试验,发现改良黄土内部有胶结物生成并填充了土颗粒间的孔隙,使土体密实度提高,进而提高土体强度;而冻融作用导致土颗粒的接触方式由面-面接触向点-点、点-面接触过渡。此外,木质素磺酸钙改良黄土中未发现有新的矿物成分生成,且冻融作用未造成土体矿物成分的消解。  相似文献