埋藏裂纹应力强度因子的有限元分析

采用三维奇异单元模拟裂纹前缘应力应变场的奇异性,建立了计算球形压力容器中埋藏裂纹应力强度因子的有限元模型,有限元分析结果和经验公式计算结果吻合较好,证明所建有限元模型具有较高的准确性和可靠性。通过仿真计算,分析不同因素对应力强度因子的影响,得出了裂纹前缘应力强度因子随裂纹形状、容器壁厚以及裂纹中心与壁厚中心的偏移量与壁厚比值的变化规律。     

赤泥-钙基复合水泥土的强度与电阻率特性研究

为了研究赤泥-钙基复合水泥土的强度与电阻率变化规律,设置不同赤泥掺量,对试样进行抗压强度试验、电阻率试验、SEM、EDS试验。试验结果表明:随着赤泥掺量的增加,初始电阻率与抗压强度表现出良好的相关性,12%赤泥掺量下强度最高;龄期对强度增长作用显著;在相同赤泥掺量不同龄期下,随应力增长,试样电阻率迅速降低,应力-应变进入弹性阶段后电阻率趋于稳定直至破坏;在试样中可观测到钙矾石与CSH凝胶生成;利用试样初始电阻率变化可表征钙矾石的填充效应。     

静钻根植桩低应变动力响应的现场试验和数值模拟

针对静钻根植竹节桩的成桩特性,通过现场试验和有限元数值模拟,研究桩周水泥土随着龄期变化对竹节桩低应变测试曲线的影响.首先通过现场试验,得到现场试桩在水泥土不同龄期的低应变曲线,发现桩端反射信号的幅值和到达速度均受到水泥土硬化的影响;同时通过室内弯曲元试验,测得不同龄期下相同配合比水泥土的切变模量;然后通过多次反演拟合,建立三维有限元数值模型,结合室内试验结果,对竹节桩低应变测试特性进行研究;接着将模型曲线与实测曲线进行对比,重点研究了桩端低应变反射信号的幅值和综合波速,两者曲线特性符合良好;最后对三维有限元数值模型进行参数分析,分析桩周普通土和桩底土切变模量对桩身低应变曲线的影响.结果表明:桩周水泥土在随着龄期硬化期间,会导致桩端反射信号幅值逐渐变小,在5 d以后已较难分辨;同时,低应变测试的综合波速也会随之增大,但是均明显小于竹节桩在地表时的波速,该数值模型能较好的模拟静钻根植竹节桩的低应变动力特性;参数分析说明,桩身低应变测试的综合波速变化与桩周普通土和桩底土的切变模量变化无关,仅由桩周水泥土引起.     

粉煤灰水泥土力学特性试验研究

为改善常规水泥土后期承载力不足、变形较大等问题,通过开展无侧限抗压试验和劈裂抗拉试验,研究粉煤灰掺量和养护龄期对水泥改良黏土的力学特性的影响。试验结果表明随粉煤灰掺量的增加,水泥改良黏土强度和变形模量均呈现先增加后降低的变化趋势,当粉煤灰掺量为3%时达到峰值,并随着养护龄期的增长而增长。变形模量和无侧限抗压强度之间的比值在48.59～106.26之间;压拉强度大致呈线性变化,抗拉强度随抗压强度的增加而增加。     

压力容器疲劳加载下埋藏裂纹扩展规律的研究

针对压力容器埋藏裂纹扩展过程中其几何形状变化难以确定的问题,运用Newman和Raju方法获得裂纹前沿的应力强度因子,并结合Paris公式得到不同裂纹的深度与长度变化的关系式.同时,通过将椭圆形裂纹前沿离散化成为距离相等的多个点,并使用Simpson求积法,获得不同材料压力容器埋藏裂纹在循环载荷作用下埋藏裂纹的几何形状变化关系.结果表明：在拉力作用下,埋藏裂纹的疲劳扩展总是趋向于最优扩展路径的方向扩展.初始裂纹深长比和指数m越大,则收敛于最优扩展路径的速度越快,即形成近似于圆形的趋势更快.     

高吸水性树脂对水泥土力学性能的影响

针对我国北方地区水资源短缺等问题,将常用于混凝土材料中的高吸水性树脂应用于水泥土材料,利用高吸水性树脂特殊的吸水、保水性能,提高水泥土的保水能力,并研究高吸水性树脂对水泥土力学性能的影响;采用保水率试验、无侧限抗压试验、不固结不排水三轴剪切试验分析不同高吸水性树脂掺量、养护龄期时水泥土的保水性能、无侧限抗压强度及应力-应变特性。结果表明：随着高吸水性树脂掺量的增大,水泥土保水性能改善,当掺入质量分数大于0.4%后,保水性能改善不明显;掺入质量分数为0.2%的高吸水性树脂对水泥土的无侧限抗压强度及变形能力有一定的提高,并且随着养护龄期的增加,无侧限抗压强度提高更明显;掺入质量分数分别为0.4%、 0.6%的过多高吸水性树脂使水泥土内部产生大量孔洞,影响水泥土自身的连续性,从而降低水泥土的无侧限抗压强度。     

钢管-水泥土组合桩的抗拔性能

针对传统抗拔桩承载能力的局限性,根据劲性搅拌桩施工及荷载传递特点,提出钢管-水泥土组合抗拔桩形式,并借助ANSYS数值模拟软件,分析钢管直径及壁厚对组合桩承载能力及破坏模式的影响。结果表明:钢管直径对组合桩的抗拔性能影响显著。钢管直径小于0.4 m时组合桩的承载力增幅很大,达到0.4 m时承载力接近极限值;钢管直径为0.3~0.4 m时组合桩破坏模式较合理。钢管壁厚对组合桩的抗拔性能影响较小。壁厚为10 mm时组合桩的极限承载力增幅较大,钢管壁厚宜取10 mm。钢管壁厚不影响组合桩的破坏模式,破坏均发生在钢管与外桩界面。该研究为改善水泥土搅拌桩的抗拔性能提供了参考。     

腐木淤泥混合土对渗透系数影响的试验研究

本文对三种不同腐木含量的腐木淤泥混合土进行了试验研究,分析出了渗透系数随腐木含量变化的规律,不同腐木含量下腐木淤泥混合土的渗透系数和固结压力在双对数坐标上有着走好的线性关系,并提出了不同含量下的拟合方程。     

复合土钉墙支护在软土地区的应用及分析

分析了某工程基坑设计在实践运行中变形过大的原因,对水泥土墙体从土力学角度进行了强度验算,阐述了影响复合土钉墙水平位移的因素。总结了基坑设计和施工的经验,给出了合理的淤泥质土基坑设计方案。     

水泥土强度与超声波试验研究

本文通过室内抗压实验及超声波波速实验的方法,对不同水泥掺入比下水泥土的力学性能进行了研究,获得了水泥土材料棱柱体抗压强度与立方体抗压强度之间的关系,以及抗压强度与波速之间的关系式。