红砂岩土体加固的室内单点冲击试验分析

为了研究不同土层厚度的红砂岩土在不同夯击次数下的冲击荷载作用效应,利用相同单击夯击能,通过改变土层厚度和夯击次数对赣南地区红砂岩土进行室内单点冲击试验。通过预埋带编号的小钢珠测试土体的竖向和水平位移,采用自制小环刀取土测试不同位置土体的密度,总结了不同方案下红砂岩土的冲击荷载作用效应。试验结果表明,土体的累计沉降量与累计夯击能基本符合y=Ax/(1+Bx)的关系;土层厚度直接影响土体的最终沉降量,土层厚度越大,土体的最终沉降量也越大;对红砂岩土的冲击加固效果,坑内土体好于坑周土体;夯击能在土中的传播存在一定的影响深度,且土层厚度不同影响深度也不同。由此可知,土层厚度和夯击次数影响红砂岩土的冲击加固效果,其本质原因是两者影响冲击能量在土中的传递。     

利用室内击实试验浅析冲击能的传递规律

本文利用实验室击实仪,分别采用不同的冲击能对单位土体进行击实试验,并分别测试单位土体被冲击后的密度、干密度以及夯沉量,从而得到冲击能的竖向一维传递规律,即不同冲击能下的密度、干密度以及夯沉量的变化规律,进而反映出了强夯过程中能量在土体中的竖向传播规律。     

强夯作用下边坡动力响应模型试验和数值模拟

针对坡顶强夯动力作用下边坡地基加固机理问题,开展了室内模型试验和数值模拟研究。在试验中控制锤重和落距,分组测试在强夯过程中天然边坡的变形特性和动力响应特性,结合夯击塑性区概念解释强夯过程中的加速度变化机理,并结合数值模拟对试验结果进行进一步讨论。结果表明：夯击落点中心形成椭圆形有效加固区域,夯击对土体振动的有效影响半径小于3倍锤径;夯沉量与加速度值在最初3次夯击后趋于稳定;在相同强夯能级下,锤重对夯击点夯沉量的影响较落距更为显著,即“重锤低落”优于“轻锤高落”;坡顶夯击主要影响坡顶安全性,造成坡顶和坡中的水平位移显著增加,对坡脚影响较小。研究成果可为边坡地基加固方案设计及施工工艺控制提供参考依据。     

粗颗粒土室内冲击加固效果研究

本文在不同的约束条件下,利用实验室电动击实仪对红砂岩粗粒土进行室内重型击实试验,记录了不同冲击能作用下试验土体的干密度、冲沉量等的变化规律;分析了它们之间的关系曲线及公式;得到了粗粒土在不同冲击能作用下的能量吸收传播规律。研究成果可为强夯过程中冲击能在粗颗粒土体中的吸收传播提供一定的参考。     

液压强夯法补强黄土路基压实质量控制方法

为提出一种黄土路基施工时不同深度处压实质量实时监测方法,依托黄延(黄陵—延安)高速公路扩能工程,首先引入液压加力系数,建立液压强夯法的夯击模型,进行液压强夯法补强黄土路基的室内足尺模型试验研究。考虑液压夯实机的夯锤落距和夯击次数对路基压实度的影响,通过在夯锤顶面中心处布置加速度传感器并在补强结束后分层开挖路基,获取夯锤单击峰值加速度和路基的分层沉降量,分析不同工况下夯锤峰值加速度与表层土体沉降量之间的关系,以土体分层沉降量达到表层土体沉降量5%处的路基深度为研究对象,通过线性内插法和回归分析法,分析不同工况下液压强夯法补强黄土路基的有效加固深度,确定路基分层压实度与夯锤峰值加速度的关系式。研究结果表明:夯锤峰值加速度与表层土体沉降量均随夯击次数和夯锤落距的增加而增加,在夯击次数达到6击和7击以上时,其增长趋势都显著放缓,从定性上说明夯锤峰值加速度可以实时反映路基的压实质量;液压夯实机有效加固深度受夯锤落距的影响较夯击次数大,当夯击次数达到12击时,对应夯锤落距为2.2、1.6、0.7 m的有效加固深度分别为1.49、1.18、1.10 m;考虑有效加固深度范围,定量说明不同工况下夯锤峰值加速度与路基分层压实度间存在二次函数关系,将路基分层压实度按填筑深度加权平均得到了路基的平均压实度。     

石灰-玄武岩纤维改良膨胀土的冲击性能试验研究

为了研究改良膨胀土的冲击性能,文章基于直剪试验和无侧限试验分析了石灰和玄武岩纤维改良膨胀土的最佳配比,并应用改进的击实仪,探讨了不同能量单点冲击荷载作用下的石灰-玄武岩纤维改良膨胀土的变形和强度特性。研究表明:6%石灰和0.3%玄武岩纤维耦合改良效果最好,其无侧限抗压强度比单独应用石灰和玄武岩纤维改良方案获得的土体强度分别提高了70.00%和63.27%;单点冲击下耦合改良土的变形较小,且变形随冲击能量的加大而加大,但随埋深增大而减少;对同一埋深土体,中心土体比周边土体变形大。研究结果为实际膨胀土场地改良提供了依据。     

三轴围压下土受冲击荷载的试验研究

对在不同速率冲击荷载下,原状粉土、粉砂土及粉质粘土在不同围压下的三轴试验进行了说明,对在一定围压下不同加载速率对土样强度特性的影响进行了研究。结果表明,对于粉土及粉砂土,在一定围压下,土样的应力-应变曲线随冲击荷载速率的增大而升高,表现为强度的增大;对粉质粘土,在一定的围压下,土样的应力应变曲线随冲击荷载速率的增大而降低,表现为强度的降低;对不同种类的土,在相同的冲击荷载速率下,土样的抗剪强度都随围压的增大而增大。     

冲击荷载下角焊缝动态强度试验研究

对焊喉处受拉和受剪两种受力状态的角焊缝连接件进行动态拉伸试验,研究冲击荷载作用下受力状态对角焊缝破坏形态、断面角度、极限强度的影响规律.并通过与静态力学性能比较发现,动态冲击荷载作用下,角焊缝受拉和受剪极限强度均明显提高,即动态应变率效应显著;受拉角焊缝的破坏面角度均为45°,与静力试验结果(90°左右)有显著差异.角焊缝受拉下的应变率效应比受剪时明显,且角焊缝动态极限强度增大系数随应变率的影响规律与以往文献试验结果一致.     

RC梁冲击破坏机理试验研究与残余变形预测方法探讨

进行了3根剪跨比为3.58钢筋混凝土梁的落锤冲击试验和1个静力对比试验,重点研究钢筋混凝土梁在冲击荷载作用下的破坏机理和冲击能量对钢筋混凝土梁残余变形的影响规律.试验结果表明,在静力下发生弯曲破坏的梁在低速冲击下的裂缝形态以弯曲裂缝、弯剪裂缝为主,在高速冲击荷载作用下以腹剪裂缝为主.试验测试了冲击力、支座反力、跨中位移和跨中纵筋应变等动态时程曲线,通过分析其动态时程曲线结果,获得了钢筋混凝土梁的冲击破坏机理,即冲击作用下梁的破坏过程分为局部响应阶段和整体响应阶段.同时,还统计了国内外相关文献冲击试验结果,通过比较分析钢筋混凝土残余变形-冲击能量关系实验数据,探讨了冲击荷载作用下钢筋混凝土梁残余变形的经验公式的适用性和存在的问题.     

东北黑土路基冲击式压路机的创新型应用研究

土体本构模型、地基-水模型和冲击荷载的模拟是研究土体受冲击荷载作用时的三个关键因素。在考虑地下水位的情况下，运用FLAC3D软件建立了地基结构的空间模型，详细探讨移动冲击荷载在流固耦合作用下地下水位的变化。研究结果表明：地下水位在冲碾作用边缘部位时上升，在冲碾作用中间位置时下降，并且在地下水位以上都为负压。     

红砂岩粗颗粒土满夯冲击能量消耗研究

利用室内击实仪模拟满夯,研究红砂岩粗颗粒土在满夯作用下的土体对能量吸收和土体的加固效果,满夯锤印搭接变化和间隔满夯与搭接满夯方式对土体吸收夯击能和满夯效果的影响。文中通过研究0,1/4,1/2三种搭接锤径下的满夯土体沉降和1/4锤径下搭接满夯与间隔满夯的沉降差值对比。研究红砂岩粗颗粒土满夯冲击能量消耗规律得出相关结论,通过结论对满夯施工提供参考意见同时提出新的带解决的实际问题。     

高能级强夯黄土地基振动衰减规律模型试验研究

为研究高能级强夯黄土地基的振动传播衰减规律，基于室内模型试验，通过布设竖直向、水平向及对角向三条测线，分别研究了夯击次数、含水率、夯击能、落距和锤径等参数变化对高能级强夯黄土地基的振动影响，并结合甘肃庆阳黄土高能级强夯加固项目现场振动测试结果，对比验证了室内模型的可靠性。研究结果表明：对于黄土地区，当达到一定夯击次数时，继续增加夯击次数无法进一步提升强夯加固效果，可根据所测得的振动加速度最大值判断最小振动安全距离，在计算振动安全距离时只需采用地表上的振动加速度；地基土含水率的改变对振动加速度的影响较小，当含水率为最佳含水率时，振动加速度峰值较其它含水率地基略高，衰减幅度略大，加固范围略广；能级的改变对振动加速度的变化影响较大，能级越大，振动越强烈，影响范围越广；“轻锤高落”与“重锤低落”产生的振动衰减速率相近，但“重锤低落”加固深度更深，影响范围更广，实际工程应优选“重锤低落”；相较于小锤径夯锤，采用大锤径夯锤的加固深度稍浅，地表振动影响范围更广，实际工程应优选小锤径夯锤；模型试验与现场监测数据拟合的振动加速度衰减曲线可较好的衔接，证明了室内试验结果的可靠性。     

强夯参数对夯击效果影响的室内模型试验研究

为了研究强夯法的加固机理和强夯过程中土体的变形规律,专门设计了半模试验箱和用于测试动应力的微型土压力盒,采用半圆形夯锤,进行强夯法加固粉土地基室内模型试验.分析夯击次数、落距、能级和锤径等参数变化时,土体内部动应力和位移的变化规律,研究各种参数变化对强夯加固效果的影响.试验结果表明:在能级一定时,单击夯沉量和影响深度随着夯击次数的增加而逐渐减小,累积夯沉量和影响深度随着夯击次数的增加而逐渐增加;在不同能级作用下,随着落距的增大,影响深度总体是在不断地减小;夯坑深度和影响深度都随着能级的增加而逐渐增大,影响深度与夯坑深度比值介于3～4之间;影响深度随着锤径的增大而减小,影响宽度则随着锤径的减小而有所增大.     

挤密桩夯填过程的塑性分析

挤密桩夯填过程中,土体的塑性变形分析多采用Mohr-Coulomb强度准则,未考虑中间主应力的影响。为了全面考虑土体的三向应力状态,采用统一强度理论和厚壁圆筒理论,对挤密桩夯填施工阶段的受力状态进行了分析,得出了土体夯填塑性影响比例半径计算公式的统一解,散体模型和理想弹塑性模型公式为其特例。该公式适用于不同土体材料夯实塑性影响区的计算,可以用于分析夯实土体所需能量,从而确定重锤的质量、落距以及夯击次数。     

压实黄土强度特性影响因素试验研究

为研究击实能和含水率对压实黄土强度特性的影响,以延安新区某高填方填筑土为研究对象,采用应变控制式直剪仪,将不同含水率、击实能作用下的压实土样分别在垂直压力为100kpa、200kpa、300kpa和400kpa下进行直剪试验。试验结果表明：击实能的增大并不能保证土体强度的提高,还要考虑最优含水率的影响,当含水率较低时,抗剪强度随击实能的增大而提高;当含水率较高时,抗剪强度随击实能的增大而降低。粘聚力和内摩擦角表现与抗剪强度有相同的变化规律。试验结果可为公路、路基及建筑物地基的填筑施工提供依据。     

砂土地基强夯室内模型试验及加固特性分析

为了获取德国莱比锡砂土地基强夯加固特性,采用自行设计的模型试验装置及量测系统,制备3种相对密实度的砂土进行了强夯室内模型试验,每组试验进行24击强夯。强夯过程中测量夯锤速度、位移、动态力、能量释放时间变化,结合PIV(particle image velocimetry)技术分析强夯后砂土颗粒位移结果,得到水平方向和深度方向的有效加固范围发展特性。结果表明:第6、12、18、24击的速度时程曲线在快速下降阶段基本重合,击数越高回弹速度越高、持续时间越短,体现为能量释放时间的不同;对于ID0.4、ID0.5、ID0.7试验组,从第6击到第24击的强夯能量释放时间分别下降38.9%、34.7%、31.4%,在第24击的夯锤位移回弹比分别达到65.3%、67.1%、69.0%;砂土相对密实度越高,夯锤冲击力越大,第6、12、18、24击之间的差别越小;随着夯击次数的增加,夯锤动态力峰值逐渐提高、上行曲线斜率变小,冲击行程逐渐缩短;ID0.4、ID0.5、ID0.7试验组分别在第20、18、15击后,水平方向有效加固范围增长大于深度方向。     

聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.     

粘性炭素糊料的冲击压实试验研究

糊料扎固是铝电解槽修量的炭素糊料冲击扎固试验,研究了锤头类型、布料厚度、下落高度等对糊料压实质量的影响,得到了扎固过程中锤头加速度和糊料压实比的变化曲线,给出了布料厚度、扎固次数等的合理参数范围.试验结果表明:冲击能量的大小对糊料压实质量影响最大,其次是糊料的布料厚度;在布料厚度和冲击功一定时,糊料压实比随冲击次数的增加逐渐趋于定值;冲击对糊料的压实作用主要集中在锤头下方,对周围糊料影响较小.研究结果对糊料扎固施工和冲击压实机械设计具有指导意义.图5,表1,参9.     

冲击载荷作用下砂岩的动力学特性及损伤规律

在单次冲击和重复冲击载荷作用下,利用大直径霍普金森压杆(SHPB)试验装置,对砂岩的动力学特性进行试验研究。从岩石的细观裂纹扩展和能量吸收的角度,分析岩石的破坏过程。基于Weibull分布的统计损伤理论,计算试件的损伤度,并结合应力-应变曲线分析岩石损伤度的演化规律。研究结果表明:砂岩的动态抗压强度和单位体积吸收能均表现较强的应变率效应,分别与应变率呈指数函数关系和线性关系。在重复冲击试验中,随着重复冲击作用次数的增加,试件的弹性模量降低,屈服应变增加,屈服应力呈降低趋势。此外,损伤度随着应变的增加逐渐增大,在应力-应变曲线的峰值强度处,损伤度出现一个明显的拐点,即在微裂纹进入不稳定扩展阶段,岩石损伤度迅速增大。     

土压实度的瞬态冲击法测试

为寻找一种无损、快速和准确地检测土压实度的新方法,基于振动能量在土壤中衰减的基本原理,使用重锤冲击压实度不同、含水质量分数不同的土壤,在与冲击点一定距离处的土壤中测取振动响应信号,并对测取的信号在时域和频域上进行分析。试验结果表明:在测试距离一定、含水质量分数相同时,在同一脉冲宽度内振动加速度信号的幅值、有效值均随压实度的增加而增大;在最佳含水质量分数附近的范围内,土壤中含水质量分数对压实度计算结果的影响不大,误差小于1%;在冲击距离为200~400 mm时的测量和计算结果,比较接近真实测量值,距离较近、较远时误差均较大。