土石混合体变形破坏结构效应的CT试验研究_苑伟娜 (1)
《西安建筑科技大学学报》(自然科学版)第51卷(2019)总目次
《西安建筑科技大学学报》（自然科学版）第51卷（2019）总目次第1期（总第224期）基于支持向量机的钢结构隐性损伤磁记忆识别研究.......低磷浓度下普通小球藻的生长及其叶绿素荧光特性研究…… 装配式建筑的系统论研究..............................受酸腐蚀砂岩物理化学及力学性质的试验研究............基于土水特征曲线硫酸盐渍土渗透吸力试验研究.........强震作用下巨型网格结构的抗倒塌性能研究..............无粘结预应力活性粉末混凝土梁疲劳全过程应力计算方法研究 利用TLS 技术测定闭合节理直剪试验剪切面面积.........矩形柱体气动性能的流场机理研究......................考虑施工不确定性的斜拉桥张拉方案优化................装配式预应力槽型板在人防荷载作用下的抗爆性能研究……硝酸侵蚀喷射混凝土 NCV 扩散研究 ......................FRP 筋混凝土梁正截面受弯承载力模型分析 ....................孙艺嘉，吴人性化校园水岸空间植物种植设计研究一以山东建筑大学映雪湖景区为例••… 陕北河谷川道小城镇水适应景观设计策略初探……乌鲁木齐某数据中心热环境分析及气流组织优化研究苏三庆，韦璐茜，王 威，等（1 ） 王晓昌，许郝际平，薛霍润科，韩可，黄悦，等（7 ）强，黄育琪，等（14） 飞，李曙光，等（21）毛雪松，张腾达，刘飞飞，等（27）王泽茁，宁尧尧（32）王义翔，汪建群（39 ）震，谢强， 林伟群，代 衡，王旭东， 阳，曹家豪，王家滨，牛荻涛（75）涛，王征，等（83） 任震，周觅（91）李峰,••…罗许国， 杨荣华，万••…杜晓庆,段瑞芳，冉潘亮，潘等（46 ）钦(51 )等（59 ）等（67 ）...........刘华，雷振东（97 ）黄 翔，李婷婷，刘凯磊，等（104）拉萨新民居建筑冬季室内热环境影响因素分析刘艳峰，胡筱雪，周 勇，等（109）西安城区绿地雨水下渗特征与影响分析张建锋，董旭辉，刘 茵，等（H6）喷泉水景的复氧与控藻能力研究海继平，杨成建（122）上海地区风驱雨气候特征分析.....................................................穆海振（128）矩形及楔形装置蓄热性能的对比实验研究..........................胡志培，李安桂，高 然（134）寒冷地区三甲医院建筑能耗评价指标研究 ..........................石 媛，闫增峰，刘加平（140）国际工程EPC 总承包商联合体伙伴优选研究——基于任务和情境视角.........卢梅，李卓元（147）第2期（总第225期）超宽混凝土主梁斜拉桥收缩徐变效应分析......................黄新，贾 焊，李建慧，等（155）基于UHPC 材料的高性能装配式桥梁结构研发..............................邵旭东，邱明红（160）含水量对珠三角软土时效变形特性影响试验分析与模型研究.....童华炜，方晓填，刘柱辉，等（168）陶瓷粉再生混凝土氯离子扩散性能研究 ........................彭跃辉，黄琳雅，陈梦成，等（177）太沙基地基极限承载力的三剪应力统一强度理论解 ..............高江平，胡海波，孙世界，等（186）先装拔出法检测配筋RPC 抗压强度试验研究.................................卜良桃，宋扬逸（192）面向双层交通的混凝土箱梁桥弹性试验研究....................祝明桥，颜泽峰，陈 林，等（198）偏高岭土改善灰土强度的试验研究 ............................刘春龙，刘乃飞，刘奉银，等（206）........... 薛建阳，浩飞虎（212） 李晓琴，陈前均，陈建飞，等（219）••…黄振宇，隋莉莉，王 芳（223）••… 张紫祥，刘爱荣，钟子林（230） 杨敏，李宏儒，李 宁，等（235） 许玮潼，杨树桐，孙 赫，等（243） ••… 陈圣疆，关瑞明，陈伟强（249）••… 袁 琳，王 瑶，袁 琳（259）李安桂，黎宇伟，张 莹，等（268）应县木塔倾斜及扭转分析.........................中低速荷载下FRP 与混凝土界面本构模型开发 .......超轻质高延性水泥基材料力学性能研究.............集中荷载作用下FRP 圆弧拱的面内非线性弹性失稳研究库水位上升对茨哈峡4 #倾倒体的稳定性研究.........碱激发矿粉海水珊瑚骨料混凝土力学性能研究.......南平武夷名仕园酒店建筑设计创作探索.............基于GIS 的明清蜀地风水塔人文景观营建研究 .......基于鲁地拉水电站主变室的SF 6泄漏特性研究 .......跃温层厚度对内波破坏水体分层特性的影响....................孙 昕，陈笑涵，刘兴社，等（275）信号分子OHHL 对厌氧同步脱氮除硫的影响....................徐金兰，张苗佳，丁可帅，等（281）MAAO 工艺处理低碳氮比污水时流量的优化控制................李志华，秋 亮，吴晓婷，等（288）地下综合管廊全寿命周期风险评估与分析...................................张勇，张然然（294）中国建筑业碳排放效率区域差异及收敛性分析——基于SBM 模型与面板单位根检验.......................................................... 宋金昭，郭芯羽，王晓平，等（301）第3期（总第226期）时 伟，邵琪琳，董炳寅，等（309）深厚粉细砂场地8 000 kN • m 能级强夯振动衰减规律研究交通荷载作用下古建筑木结构柱顶水平速度计算研究............胡卫兵，杨佳，吴严辉，等（315）上拔荷载作用下斜桩承载变形性状数值分析........................曹卫平，高帅鹏，秦强毅（321）钢箱梁竖向波纹腹板剪力与磁记忆场强关系的试验研究.........王 威，任英子，苏三庆，等（327）贝壳型单层网壳结构流场数值模拟与风洞试验对比研究.........张树光，路平平，赵中伟，等（337）矿物掺合料和CLDH 对水泥基材料氯离子固化性能研究.........李 东，朱月圆，耿健，等（344）基于三次曲线模型CFG 桩复合地基中性点位置计算.............郅 彬，李 戈，武李和乐，等（350）高温下600 MPa 级高强钢筋力学性能试验研究..................孙传智，王可卿，乔 燕，等（355）基于孔隙水赋存状态的非饱和土吸力量测分析..............................李彦龙，张小辉（362）基于爛权-未确知测度理论的装配式建筑施工安全风险评估.......李文龙，李慧民，孟 海，等（369）热阻式沥青混合料的隔热降温特性与路用性能评价 ..................李彩霞，杨建华，张 苛（375）混凝土环境中GFRP 筋抗拉性能加速老化试验研究..................代 力，江祥林，何雄君（383）地域性视角下的西藏小城镇设计研究——以鲁朗国际旅游小镇总体城市设计为例.............................................................. 陈可石，李 丽，卓 想（389） 基于GIS 的黄土高原地区农村居民点用地整理潜力综合评价.........撒利伟，孙业鹏，谷 宁（396）开发权转移中的可转移区域选址模型构建——以南京中心城区江南片为例.......................................................... 叶如海，杨文意，蒋 伶，等（403）基于视觉感知和行走行为的室内空间形态研究.....设计前期中小学空间规模的优化.................. 基于超细水雾作用下的地铁站台空间火灾烟气温度特性 变流量空调水系统稳定性的定量评价..............陈星，刘义（411）焦尔桐（418）••…李安桂，成劲光，高 然（426） 孟庆龙，王文强，郭雪丽，等（432）供水管网漏损影响因子相关性特征模拟与动态分级控制基于BP神经网络及爛权灰靶法的分包商选择研究……脂肪族高效减水剂的合成研究与应用..............第4期（总第227期）有关大地磁场对金属磁记忆信号影响的数值模拟............混凝土结构跳仓作业方案设计难点与温度应力分析.........冻融循环条件下膨胀土力学特性试验研究..................基坑开挖对既有复合地基单桩的位移性状影响分析.........高层剪力墙抗震理论发展——从高强高刚到震后可恢复设计…浅埋地铁隧道下穿高速公路施工方法比选..................基于云模型的综合管廊规划方案评价......................黄土地区深大基坑桩锚支护结构监测与数值分析............酸碱污染对Q黄土湿陷表征影响的试验研究................湿陷性黄土场地竖向承载灌注桩浸水试验研究................长周期地震动脉冲特性对RC框架结构响应的影响研究.......基于贝叶斯网络的隧道围岩失稳风险分析..................钢-UHPC组合梁桥面板静承载能力比较分析................文化整体论视角下的传统村落保护规划探析一以合然村为例建筑全生命周期碳足迹评价标准发展历程及趋势研究.......吐鲁番地区居住建筑室内热环境研究......................严寒地区主被动太阳能协同采暖室内舒适度研究............关中地区下沉式窑洞冬季室内热环境测试研究..............安全疏散视角的地下街步行路径自然采光分析.............. pH值对短程反硝化及N2O释放特性影响..................探求绿色建筑的研究概况和前沿热点——基于CNKI的统计分析刘晓然，王威，杨谆，等（440）••…卢梅，杨佳兴，张喜临（447）...................赖华珍（457）苏三庆，马小平，王威，等（463）............李东，彭程（471）时伟，张亮，杨忠年，等（480）李连祥，陈天宇，白璐，等（486）王威，任英子，苏三庆，等（493）宋战平，王凯蒙，王涛，等（503）李锐，李婷，景亚杰，等（511）许健，杨少飞，吴海洋，等（517）刘华，张硕成，鲁洁，等（525）……张磊，罗少锋，鲁洁（532）王博，杨柯，刘伯权，等（538）...........黄金，赵淼（545）冯峥，李传习，邓帅，等（551）••…李军环，李冬雪，夏勇（559）••…张楠，杨柳，罗智星（569）••…陈洁，杨柳，罗智星（578）李金平，王兆福，王航，等（584）...........李雪平，崔羽（591）••…潘崟，颜勤，罗雪（597）廖正伟，贺酰淑，陈宣，等（605）桂智刚，吴海西，沈波（610）第5期（总第228期）不同应力状态下Q235钢板件磁信号变化的试验及金相图谱研究……苏三庆，胡敬余，王威，等（617）橡胶混凝土低温抗折性能试验研究...........................................薛刚，林大地（623）钢结构仿古建筑带斗棋檐柱延性及刚度分析..........................薛建阳，浩飞虎，马林林（629）具有规则粗糙度的类岩石节理剪切力学性质试验研究............谢强，宁越，王晶晶，等（635）疲劳荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究......................王柏文，刘扬，王龙，等（643）渗透压力作用下灰岩单轴压缩变形特性研究........................宋战平，肖珂辉，杨腾添（649）中法公路涵洞水文设计方法对比..............................毛雪松，徐旺，臧芝树，等（654）大跨度双曲屋盖分区风压系数研究.................................孙芳锦，徐中豪，梁爽（660）大承载力端承摩擦桩承载性状试验研究........................郅彬，任毅龙，周宁，等（669）地震作用下锚固滑坡的动力响应特性研究................ 基于电化学阻抗谱的氯离子侵蚀混凝土研究.............. 大跨暗挖车站叠合初支拱盖法施工适应性研究............ Q460D高强钢及对应的ER55-G型焊材的GTN模型参数标定高强钢板-螺栓连接副抗拉性能试验研究..................基于贝叶斯理论的氯离子扩散系数计算模型.............. 基于动态模量和三层式车辙试验的车辙深度预估.........基于GIS技术的城市大气污染物扩散模型研究............ 拉卜楞寺之建筑营造技艺与传承........................超大规模高中校园用地适应性指标优化策略研究.........低浓度双氧水提高原油污染土壤氧化效果的实验研究.....内蒙古地区太阳能-地源热泵系统运行特性研究............ 空气净化器性能的实测与分析..........................既有民用建筑节能改造EPC主体激励演化博弈分析.......••…任祥，汪班桥，李楠（676）••…姜凤娇，贡金鑫，王幻（682）赵迎，霍奇，宋战平，等（688）••…廖芳芳，唐书凯，涂立尚（695）段留省，周天华，苏明周，等（704）...........罗大明，张桂涛（710）••…杨永红，张尚龙，张倩（717）••…吕楠，赵敬源，张鹏（724）••…高琦，孟祥武，罗戴维（729）••…罗琳，李志民，罗厚安（735）••…徐金兰，郭玉琴，郭阳（743）金光，张宏葛，郭少朋，等（751）••…杨秀峰，夏利梅，周雪涵（757）杨艳平，刘晓君，王博俊，等（763）第6期（总第229期）门式刚架工字钢柱应力集中与磁记忆效应对应关系的试验研究……苏三庆，葛静，王威，等（771）自复位RC框架柱脚抗震性能模拟分析研究......................杨溥，洪基豪，杨熠明，等（775）稻壳灰/硅藻土复合调湿材料研究..............................胡明玉，蔡国俊，付超，等（784）新型石蜡防水剂对磷建筑石膏性能的影响......................赵志曼，王思骅，全思臣，等（791）卸料角度和粒径分布对级配碎石粗集料均匀性影响研究.........胡力群，夏明达，夏爽，等（797）牛粪灰（CMA）颗粒尺寸对水泥浆流变性的影响试验研究.........陈新孝，周述光，王有熙，等（804）土压平衡矩形顶管正面附加推力对地表隆起变形影响研究.......许有俊，张治华，史明，等（814）综合管廊大角度斜穿地裂缝的变形及受力特征研究..............王启耀，卢刚刚，张亚国，等（825）钢管约束钢筋混凝土受压构件力学性能试验研究................高春彦，刘明洋，段雅鑫，等（833）不同侧覆土厚度条件下连拱隧道的偏压特性研究................张成良，张金瑞，曹孟潇，等（839）不同使用年限的柏木基本材料力学性能试验对比研究............刘德贵，陈科材，邓云毅，等（846）风干与饱和堆石料强度与变形特性试验研究....................陈鸽，朱俊高，袁荣宏，等（853）高硫尾砂胶结充填体强度影响因素实验研究及应用..............郭进平，强浩，王小林，等（859）张家岩隧道水平层状泥岩段爆破优化研究......................陈正林，蒲文明，陈筑，等（865）邻近边坡地铁车站基坑顺逆结合施工稳定性分析...................刘毅，张勇，袁青，等（873）基于小学生放学途中社会关系的旧城更新策略研究——以西安旧城为例…周志菲，阎飞，李昊（882）基于二元超阈值模型的空调室外计算干湿球温度确定方法研究……刘艳峰，吴美玲，王莹莹，等（890）改性石榴皮生物炭对水中低浓度硝氮的吸附性能研究............王怡，陈琳风，王文怀，等（899）固态水膜对土中力链传递的影响机理.......................................段晓梦，邵龙潭（905）基于蒙特卡罗模拟的建筑中水回用效益模型应用研究............朱天琳，王广智，倪棵，等（909）综合管廊PPP项目使用者付费与财政补贴联动调整研究......................罗福周，王冠楠（917）（第51卷卷终）。
原状黄土的联合强度理论探讨
原状黄土的联合强度理论探讨王衍汇;倪万魁;袁志辉【摘要】目前尚未存在统一的既能判断拉伸破坏，又能判断剪切破坏的土的联合强度理论。
文章以洛川黄土为研究对象，采用单轴直接拉伸试验、无侧限抗压试验与三轴不固结不排水剪切试验（U U试验）测得不同应力状态下原状黄土的极限强度，拟合并推导出原状黄土适用的联合强度理论。
结果表明：在天然含水率下，原状黄土的抗拉强度较小，仅为8畅74 kPa ，剪切强度最大，抗压强度次之；原状黄土的极限拉应变很小，极限压应变稍大，土体表现为脆性破坏，但随着围压σ3的增大，破坏时的应变也相应增大，土体由脆性破坏向延性破坏过渡；二次抛物线型强度理论能合理地判断原状黄土的拉伸与剪切破坏；可利用易于测量的单轴抗压试验和三轴剪切试验结果求出二次抛物线型强度方程，并合理地反演出抗拉强度。
%There still no joint strength theory that can judge the tensile failure and the shear failure of soil .In this paper ,taking Luochuan loess as the object of study ,the ultimate strength of intact loess under different stress states is measured by using direct uniaxial tensile experiment ,uniaxial compres‐sive experiment and triaxial test(UU test) .The reasonable joint strength theory for intact loess is fit‐ted and derived .The results show that the tensile strength of intact loess with the same water content is 8.74 kPa which is the smallest ,the compressive strength is larger than it and the shear strength is the largest .The ultimate tensile strain of intact loess is small ,the ultimate compressive strain is lar‐ger ,and the soil behaves brittle failure ,but with the increase of the confining pressureσ3 ,the strain during the failure increases ,and the brittle failure is transformed intoductile failure .Quadratic parab‐ola strength theory can be used to judge the tensile failure and shear failure of intact loess with differ‐ent water content reasonably .The results of uniaxial compressive experiment and triaxial test can be used to obtain the equation of quadratic parabola and inverse the tensile strength reasonably .【期刊名称】《合肥工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】5页(P1688-1692)【关键词】原状黄土;抗拉强度;抗压强度;剪切强度;二次抛物线【作者】王衍汇;倪万魁;袁志辉【作者单位】长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安 710054;长安大学地质工程与测绘学院，陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TU4320 引言强度问题是土力学中的经典问题，土的强度理论也是土力学中最早被研究和提出的理论。
《土力学与地基基础》实验
根据实验数据，分析地基承载力的变 化规律，研究地基承载力与土的性质 、基础形式等因素的关系。
土的压缩性数据记录与分析
土的压缩性数据记录
在实验过程中，记录不同压力、不同含水量条件下土的压缩 性数据。
土的压缩性分析
根据实验数据，分析土的压缩性变化规律，研究土的压缩性 与土的性质、压力和含水量等因素的关系。
团队协作能力
在实验过程中，学生之间能够相互协作，共同完 成实验任务，团队协作能力得到了锻炼。
实验建议与改进
增加实践环节
加强理论指导
为了更好地让学生理解和掌握土力学与地 基基础的知识，建议增加更多的实践环节 ，提高学生的动手能力。
在实验过程中，部分学生对于土力学与地 基基础的理论知识掌握不够扎实，建议在 实验前加强对相关理论的讲解和指导。
《土力学与地基基础》实验
目
CONTENCT
录
• 实验概述 • 实验设备与材料 • 实验操作过程 • 实验结果与分析 • 实验总结与建议
01
实验概述
实验目的
02
01
03
掌握土力学与地基基础的基本原理和实验技能。
了解土的物理性质、工程分类和工程性质。
掌握土的渗透性、压缩性和抗剪强度等基本实验方法 。
100%
加载设备
选择合适的加载设备，如砝码、 千斤顶等，对地基施加压力。
80%
沉降观测
观察地基的沉降情况，记录数据 ，分析地基的承载能力。
土的压缩性测试
压缩试验
在土样上施加压力，观察土样 的压缩变形情况。
数据记录
记录土样的压力和变形数据， 绘制压缩曲线。
结果分析
根据实验数据，分析土样的压 缩性特征和变形规律。
考虑孔隙率和不均匀系数的土石混合体颗粒流分析
第47卷第3期2019年5月河海大学学报(自然科学版)Journal of Hohai University(Natural Sciences)Vol.47No.3May 2019DOI :10.3876/j.issn.10001980.2019.03.010 基金项目:国家重点研发计划(2017YFC1501100);国家自然科学基金(11772118,11572110)作者简介:王环玲(1976 ),女,教授,博士,主要从事岩石力学与岩石工程研究㊂E⁃mail:wanghuanling@引用本文:王环玲,沙聪,徐卫亚,等.考虑孔隙率和不均匀系数的土石混合体颗粒流分析[J].河海大学学报(自然科学版),2019,47(3):251⁃258.WANG Huanling,SHA Cong,XU Weiya,et al.Particle flow analysis of soil⁃rock mixture considering porosity and heterogeneity [J].Journal of Hohai University(Natural Sciences),2019,47(3):251⁃258.考虑孔隙率和不均匀系数的土石混合体颗粒流分析王环玲1,沙 聪1,徐卫亚2,孟庆祥2(1.河海大学港口海岸与近海工程学院,江苏南京 210098;2.河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京 210098)摘要:为研究低含石率情况下,由土体主导的土石混合体的力学特性,采用分层欠压和随机生成多边形相结合的建模方法,建立土石混合体颗粒流模型,提出不均匀系数作为衡量土石混合体非均质性的指标㊂通过室内试验校核了颗粒模型的细观参数,并开展双轴数值模拟试验,研究在低含石率情况下,含石率㊁土体孔隙率和不均匀系数3个因素对土石混合体力学特性的影响㊂结果表明:在低含石率情况下,土石混合体的强度受土体孔隙率影响较大,随着土体孔隙率的减小,土石混合体的强度有较大提高;块石的存在破坏了土体的均匀性和连续性,反而在低含石率情况下,随着含石率增大,土石混合体整体强度有微小减小的现象;土石混合体的不均匀系数对体应变影响较大,不均匀系数越大,体应变的膨胀现象越明显㊂关键词:土石混合体;含石率;孔隙率;不均匀系数;细观结构;颗粒流中图分类号:TU43 文献标志码:A 文章编号:10001980(2019)03025108Particle flow analysis of soil⁃rock mixture considering porosity and heterogeneityWANG Huanling 1,SHA Cong 1,XU Weiya 2,MENG Qingxiang 2(1.College of Harbour ,Coastal and Offshore Engineering ,Hohai University ,Nanjing 210098,China ;2.Institute of Geotechnical Engineering ,Hohai University ,Nanjing 210098,China )Abstract :In order to study the mechanical properties of soil⁃rock mixtures dominated by the soil under a low rock content,the modeling method combining multi⁃layer method under compaction and random polygon generating method is adopted to establish the particle flow model of soil⁃rock mixture,and the inhomogeneous coefficient S is proposed as an index of the heterogeneity of soil⁃rock mixture.The mesoscopic parameters of the particle model were checked by a laboratory test,and the numerical simulation of the biaxial test was also carried out,for checking the effects of three factors on the mechanical properties of the soil⁃rock mixtures under the condition of low stone content,including the rock content,the porosity and the inhomogeneous coefficient S .In the case of low stone content,the strength of the soil⁃rock mixture is greatly influenced by the porosity of the soil.With the decrease of the soil porosity,the strength of the soil⁃rock mixtures is greatly improved.The existence of block stone destroys the uniformity and continuity of the soil.On the contrary,the overall strength of the soil⁃rock mixture decreases with the increase of the rock content.The inhomogeneous coefficient S has great influence on bulk strain.The greater the coefficient of heterogeneity is,the more obvious the expansion of volumetric strain is.Key words :soil⁃rock mixture;rock content;porosity;heterogeneity;meso structure;particle flow土石混合体是由块石和土体两种力学性质差异较大的物质组成的一种非均质非连续地质体㊂这种地质体从我国东南沿海地区到中西部地区均有大量分布,由于其特殊的非岩非土的力学特性,给水电工程和交通河海大学学报(自然科学版)第47卷工程建设带来了许多问题,研究其力学特性和变形特性具有重要的工程价值和科学意义[1]㊂从试验角度对土石混合体开展了系列研究,包括单剪试验㊁直剪试验㊁三轴试验等㊂唐建一等[2]对含石率0~80%的土石混合体试样开展了大型单剪试验,发现当含石率小于20%时,细集料在土石混合体中占主导地位,当含石率在20%~50%时试样的黏聚力和内摩擦角都随含石率的增大而增大㊂夏加国等[3]对含有超径颗粒的土石混合体试样进行大型三轴试验,认为含石率为35%的试样在高围压下,体应变在剪胀和剪缩之间来回变化,且应力应变曲线呈现锯齿状特征㊂胡峰等[4]利用直剪试验研究了含石率对土石混合体变形破坏特性的影响,得出当含石率达到50%时应变受块石影响最大㊂室内试验和现场原位试验获得了土石混合体在外部荷载作用下的宏观力学响应,为了从细观层面上揭示土石混合体的变形破坏机制,许多学者采用了数值模拟的方法㊂金磊等[5]利用三维离散元模型对不同含石率的土石混合体试样进行了数值三轴试验,发现随着含石率的增大,土石混合体的骨架效应越来越显著㊂陈立等[6]将数值流形法应用于土石混合体的研究,并对不同含石率的试样进行试算,验证了该方法的可行性㊂上述研究主要针对含石率25%以上的土石混合体在各个因素(如围压,块石分布等)影响下的力学特性㊂总体上,在较高含石率时,块石对土石混合体的力学特性起主导作用㊂而在低含石率情况下,块石不起主导作用,此时土石混合体的力学特性既受块石的影响,也受土体性质的影响㊂在低含石率情况下,各因素对土石混合体的影响规律和作用机制也完全不同,因此,有必要针对低含石情况下,各因素对土石混合体力学特性的影响开展研究㊂本文分别建立相同尺寸土体颗粒模型和块石模型,再将两者结合得到土石混合体模型,开展数值试验,研究在低含石率情况下试样含石率㊁非均匀系数和土体孔隙率3个因素对土石混合体力学特性的影响㊂1 土石混合体模型利用分层欠压的方法建立土体模型能控制土体的孔隙率,确保土体的均质性,使土石混合体的非均质性和各向异性完全由块石引起㊂利用PFC 内嵌FISH 语言和测量圆功能进行编程,在试样区域内随机生成块石,并对试样区域内块石分布进行统计,得到块石分布的不均匀系数㊂最后将初始土体模型和块石模型相结合,得到土石混合体颗粒流模型㊂1.1 初始土体模型建立利用分层欠压法将试样分成等高的若干层进行制备,在制样过程中,下层土体会受到上层土体的压实作用,使下层土体的实际孔隙率小于目标孔隙率,采用分层欠压准则(式(1)~(4)),保证每层高度相同且每层孔隙率大于目标孔隙率,使最终制备的试样的孔隙率达到目标孔隙率[7](图1(a))㊂图1 模型生成示意图Fig.1 Model generation diagramU 1=n 1(1-n )1-n 1-n (1)U i U 1=1-i -1N -1(2)252352第3期王环玲,等 考虑孔隙率和不均匀系数的土石混合体颗粒流分析⎺U i=U i i(3)⎺n i=100n-⎺U i⎺U i+100(4)式中:U1 第1层的欠压系数;n1 第1层孔隙率;n 初始土体试样的目标孔隙率;i 分层数编号;U i 第i层的欠压系数;N 所制备试样总层数;⎺U i 前i层的平均欠压系数;⎺n i 添加第i层后,前i层试样的平均孔隙率㊂1.2 块石生成和投放土石混合体中碎块石形状各异,用圆形模拟块石,无法反映碎石的真实形状,为了提高模拟的准确性,采用多边形模拟块石,利用圆内接多边形法生成多边形块体[8⁃10]㊂在试样范围内生成随机坐标,以该坐标(x i,y i)为圆心,r i为半径,按式(5)生成一系列的随机角㊂Δθj=2πT+(2ζ-1)α2πT(5)式中:Δθj 第j个随机角;j 随机角编号;T 多边形顶点的个数;ζ 0~1之间的随机数;α 角度系数,介于0~1之间㊂为了保证所有Δθj之和等于2π,将Δθj按式(6)进行处理得到Δ⎺θj:Δ⎺θj=Δθj2π∑Δθj(6) 由圆心㊁半径和角度信息,得到碎块石各个顶点坐标:x k=x i+r i cos∑k j=1Δ⎺θj (k=1,2, ,T)(7)y k=y i+r i cos∑k j=1Δ⎺θj (k=1,2, ,T)(8)式中:x k 多边形顶点横坐标;y k 多边形顶点纵坐标;k 多边形顶点编号㊂生成多边形后,在多边形内部填充颗粒,即可得到块石颗粒流模型,如图1(b)所示㊂1.3 土石混合体非均质性评价方法假定土体颗粒模型是均质的,土石混合体试样的不均质性完全是由块石引起,利用PFC测量圆功能和内嵌的FISH语言编程,针对块石模型(图1(b)),对块石的分布进行统计,孔隙率如下:η=1-ω(9)式中:η 块石模型的孔隙率;ω 单位面积含石率㊂将试样区域平均分成H行㊁L列,在每个小区域内布置测量圆,利用测量圆测得每个测量圆内部的孔隙率ηij,计算每行的平均孔隙率⎺ηi㊂⎺ηi=1M∑L j=1ηij(10) 平均孔隙率的方差由式(11)计算:S=1N-1∑H i=1(⎺ηi-η)2(11)式中:S 方差,表示每层平均孔隙率和目标孔隙率之间的离散程度,S值越小则块石在y方向上分布越均匀,S值越大则块石在y方向上分布越不均匀㊂因此把方差S定义为土石混合体的不均匀系数,作为衡量土石混合体不均质性的指标㊂所有的不均匀系数均四舍五入保留两位有效数字㊂1.4 土石混合体模型建模步骤初始土体模型和块石模型相结合得到土石混合体颗粒流模型,具体步骤如下:(a)将块石模型内的所有多边形的顶点坐标记录并转换到土体颗粒模型中;(b)采用射线法,判断颗粒圆心是否在多边形内部,如果颗粒圆心在多边形内部则删去该颗粒;(c)在多边形内部填充颗粒,并把多边形内部的颗粒设为clump㊂最终得到的土石混合体颗粒流模型,如图1(c)所示㊂河海大学学报(自然科学版)第47卷2 室内试验验证与数值模拟2.1 室内试验验证基于试验资料 云南水麻高速公路边坡土石混合体大型剪切试验[11],进行数值模拟试验验证㊂该处土石混合体具有结构松散㊁分布不均匀的特征,其中块石最大粒径为40mm㊂对土石混合体中的超粒径块石进行等量替代,制成尺寸为600mm×400mm×200mm 不同含石率的试样,进行大型剪切试验㊂本文选取含石率为0㊁20%和40%的3组试验,利用PFC 2D 进行数值模拟㊂数值模拟剪切盒由PFC 中的墙体构成,长度为600mm,高度为200mm,认为墙体是刚性的,通过剪切盒的上下2个墙体施加法向应力200kPa,颗粒尺寸介于1.0~3.0mm 之间,服从均匀分布,含石率为20%,颗粒密度为2700kg /m 3,按文中所述,试验所用土石混合体具有较大的非均质性,且有些部位孔隙率较大,因此将试样的孔隙率设为0.20,并将不均匀系数定为0.020,确保数值试样与室内试验试样一致㊂图2 室内试验和PFC 模拟结果对比Fig.2 Comparison of stress⁃strain curves between the laboratory test and the PFC simulation 直剪试验的数值模拟与室内试验过程完全一致㊂由于试样的含石率很低,且法向应力较小,在剪切过程中难以发生颗粒破碎情况,因此用clump 模拟块石,采用线性接触刚度模型和滑移模型模拟土体㊂为了建立颗粒细观参数与宏观参数之间的直接对应关系,需要进行一系列的数值试验,使得数值试验结果与室内试验相符合,从而得到颗粒的细观参数㊂根据上述方法,最终确定土体的细观参数:颗粒密度为2700kg /m 3㊁法向刚度为20MN /m㊁法切向刚度比为2.0㊁摩擦因数为1.5㊂数值试验与室内试验应力应变曲线对比如图2所示,从图2可以看出,数值试验所反映出来的规律与室内试验相符合,证明了数值方法的可靠性㊂2.2 数值试验方案表1 试验方案Table 1 Testing program 试样编号含石率/%S n B100.20B2100.0150.20B3150.0150.20B4200.0150.20B5250.0150.20B6300.0150.20R1200.0100.20R2200.0150.20R3200.0250.20L1200.0150.15L2200.0150.20L3200.0150.25影响土石混合体力学特性的因素很多,包括含石率,块石空间分布,块石强度㊁形状㊁加载方式等㊂本文研究低含石率情况下土石混合体的力学特性,因此重点考虑土体性质对土石混合体力学特性的影响,同时利用不均匀系数作为衡量试样不均质性的指标㊂由于含石率较低,并且选取的双轴试验围压较小,因而不考虑块石破碎的情况㊂数值试验中,针对含石率与土体孔隙率的研究方案,试样尺寸取为0.2m×0.4m,颗粒尺寸采用2.1节所使用的颗粒尺寸,介于1.0~3.0mm 之间,服从均匀分布,根据Medley [12]的建议,采用10mm 作为土石分界限,笔者主要考虑低含石率,且当块石粒径较小㊁数量较多的情况,块石的不均匀系数变化范围较大,采用块石的尺寸为10~20mm,服从均匀分布,选用线性接触刚度模型和滑移模型㊂颗粒的细观参数选用2.1节中取得的参数㊂在不均匀系数的数值试验方案中,为了排除试样长度与宽度不一致对试验结果的影响,采用方形试样进行数值模拟㊂已有的研究曾采用方形试样进行颗粒流模拟[13],并与室内试验结果对比,验证了方形试样的可行性㊂试样尺寸取0.2m×0.2m,颗粒尺寸及细观参数与其他2组试验相同㊂试验设计土体孔隙率(0.15,0.20,0.25)㊁含石率(0,10%,15%,20%,25%,30%)和不均为系数(0.010,0.015,0.025)3种影响因素,共12组(表1),每组生成3个不同试样,共36个试样,分别在400kPa 围压下进行双轴试验㊂试验的加载速率为5mm /s,当轴向应变达到15%时停止试验㊂在试样制作过程中,所有初始土体模型分8层生成㊁块石模型采用10行10列的测量圆分布㊂452第3期王环玲,等 考虑孔隙率和不均匀系数的土石混合体颗粒流分析3 试验结果与分析3.1 不同含石率模拟结果图3为不同含石率试样模拟结果曲线,可以看出,此时含石率对土石混合体强度特性的影响规律与中高含石率情况下有显著差异㊂当含石率从0逐渐增加到15%时,试样的强度和初始弹性模量不断减小㊂当含石率从20%增加到30%,试样的强度和初始弹性模量又随着含石率的增大而增大㊂当含石率达到30%时,土石混合体的初始弹性模量和强度与含石率为0的纯土体十分接近㊂图3 不同含石率试样偏应力㊁体应变轴应变曲线Fig.3 Curves of deviatoric stress ,volumetric strain and axial strain under different rock contents表2 不同含石率下土石混合体剪胀率-主应力比拟合Table 2 Dilatancy rate and principal stress fitness under different rock contents 含石率/%斜率截距10-1.1470.83715-1.2450.74420-1.2940.77825-1.3170.93930-1.1510.940 当含石率从0增加到15%时,试样中的块石含量太低,块石与块石之间还不能产生相互作用形成受力骨架,反而破坏了土体的均质性和连续性㊂土体的损失强度大于块石的补偿强度导致整体强度下降㊂当块石含量大于20%时,含石率较大,块石之间虽然仍无法产生相互接触,但块石距离较近的区域,接触力已有所加强,块石的补偿强度逐渐增大,当块石的补偿强度与土体的损失强度相等时,相应的含石率为临界含石率,也是区分低含石率土石混合体和高含石率土石混合体的分界值㊂分界值的大小受土石混合体成分的影响,Coli 等[14]研究发现该值大约在20%~25%之间㊂不同含石率土石混合体剪胀剪缩特性如图3(c)㊁图3(d)所示,在低围压下,密实的纯土体呈现剪胀的特性,而块石的掺入,使试样完全呈现剪缩性㊂不同含石率土石混合体最大主应力比和剪胀率之间存在线性关系[15⁃16]㊂根据试验数据生成不同含石率剪胀率与主应力关系,如图4所示㊂随着主应力的增大,试样由松散逐渐变得密实,剪胀率也随之减小㊂当剪胀率趋于0时,试样在主应力作用下体积不再发生变化,主应力也不再线性增加,而是波动上升,最终达到峰值强度㊂不同含石率土石混合体的剪胀率与主应力比的线性拟合关系如表2所示㊂从表2中可以看出,随着含石率的增大,拟合曲线的斜率和截距变化不大,说明在低含石率的情况下,含石率的增加对土石混合体的体积变形影响不大㊂552河海大学学报(自然科学版)第47卷图4 不同含石率试样剪胀率与主应力比关系Fig.4 Curves of principal stress ratio and dilatation rate underdifferent rock contents3.2 不均匀系数模拟结果图5为不同不均匀系数土石混合偏应力和体应变-轴应变关系曲线㊂随着不均匀系数的增大,土石混合体的强度有微小减小㊂从图5(b)可以看出,试样整体呈现剪缩性,且不均匀系数对试样剪胀剪缩性有较大影响㊂当S =0.010时试样在轴向应变大于12.5%时发生膨胀;当S =0.015时试样在轴向应变大于10%时发生膨胀;当S =0.025时试样在轴向应变大于4%时发生膨胀,且随着不均匀系数的增大,体应变的膨胀也增大㊂图5 不同不均匀系数试样偏应力㊁体应变轴应变关系Fig.5 Curves of deviatoric stress ,volumetric strain and axial strain underdifferent inhomogeneity coefficientS 值越小,块石沿着垂向分布越均匀,试样整体的非均匀性和各向异性不明显㊂在试验过程中,颗粒滚动会填充原来的空隙,从而使试样变得更密实,表现剪缩性㊂S 值越大,试样沿着垂向越不均匀,可能出现部分区域密实㊁部分区域松散的情况㊂密实区域的颗粒已经充分咬合,在试验过程中必须跨过相邻颗粒才能发生移动,导致体积膨胀,因此试样虽然整体表现为剪缩性,但轴向应变达到一定程度后,体应变会出现膨胀现象,且不均匀系数越大,体应变的膨胀现象越明显㊂3.3 不同土体孔隙率模拟结果图6为不同孔隙率试样模拟结果㊂此时土石混合体的力学特性与砂土极为类似,密实的试样表现为剪胀软化的特性,松散的试样表现为减缩硬化的特性㊂且随着土体孔隙率减小,试样强度有较大提高,在低含石率情况下,与土体孔隙率相比,含石率和不均匀系数对试样强度的影响是次要的,土体的性质对土石混合体的力学特性起主导作用,与高含石率情况下块石起主导作用的规律不同㊂652第3期王环玲,等 考虑孔隙率和不均匀系数的土石混合体颗粒流分析图6 不同土体孔隙率试样偏应力㊁体应变轴应变关系Fig.6 Curves of deviatoric stress ,volumetric strain and axial strain with different porosity of soil4 结 论a.低含石率与高含石率的分界值在25%~30%之间㊂在低含石率情况下,块石的存在,破坏了土体的均质性和连续性,导致整体强度小于纯土体的强度,此时块石的补偿强度小于土体的损失强度,当含石率达到临界值时,块石提供的强度才足以补偿土体的损失强度㊂b.土石混合体的非均质性对强度影响较小,但对体应变影响较大,在相同围压作用下,试样的不均匀系数越大,体应变的膨胀现象越明显㊂c.在低含石率情况下,土石混合体的强度由土体主导,块石的特性对强度影响有限㊂参考文献:[1]徐文杰,张海洋.土石混合体研究现状及发展趋势[J].水利水电科技进展,2013,33(1):80⁃88.(XU Wenjie,ZHAHG Haiyang.Research status and development trend of soil⁃rock mixture [J].Advances in 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compacted rockfill[J].Géotechnique,1980,30(4):353⁃367.(收稿日期:20190109 编辑:张志琴 )㊃简讯㊃第十三届水科学发展论坛在河海大学举行2019年19 20日,第十三届水科学发展论坛会议在河海大学举行㊂会议由中国自然资源学会水资源专业委员会和郑州大学水科学研究中心主办,河海大学水文水资源学院承办,‘Water Science and Engineering “㊁‘水利水电科技进展“等编辑部协办㊂大会以 大数据技术在水文水资源领域中的应用”为主题,围绕 大数据技术理论与处理方法” 水资源大数据平台构建” 融合大数据的水文模拟与预测” 大数据驱动的水资源管理㊁水环境保护和水灾害管理”4个专题展开㊂河海大学水文水资源学院院长杨涛教授作‘无线微波通信大数据挖掘与水利应用“主题报告,指出无线微波通信大数据挖掘技术将充分利用我国丰富的无线基站资源,实现低成本㊁精细化㊁无人值守式雨量监测,变革传统雨量监测方式,推动 智慧水利”的建设㊂北京师范大学张强教授㊁西北农林科技大学宋松柏教授㊁清华大学尚松浩研究员㊁中山大学谭学志副教授㊁河海大学刘金涛教授等分别做专题报告,16人分别作学术报告,100余人次参与讨论发言㊂论坛的召开对新形势下水科学与多学科的交叉和融合研究,以及青年学者的培育和学术创新等方面发挥了积极的推动作用㊂水文水资源学院党委书记陈元芳教授致欢迎词㊂水文水资源学院副院长王卫光教授主持会议㊂来自清华大学㊁武汉大学㊁天津大学㊁浙江大学㊁南京大学㊁郑州大学等93个单位的500余位代表参会㊂(本刊编辑部供稿)852。
土动力学
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岩
土
力
学
2010 年
扫描，观察内部结构变化。所取土样为 Q3、Q2 原 状黄土， 用原状土制样器制成高为 12.5 cm、 直径为 6.18 cm 的试样。 在三轴压力室内，先将制备的原状黄土进行固 结，待变形稳定后进行三轴剪切试验。剪切速率为 0.3 mm/min。在试样初始状态，固结完成后，在应 变为 2 %、5 %、8 %、10 %、19 %的各个阶段对试 样进行 3 个层位的扫描。扫描位置在试样的三等分 处，并对扫描断面进行跟踪扫描，扫描位置分 3 个 断面。剪切前土样的基本参数和试验条件见表 1。 扫描过程中各次扫描对应的应力-应变状态见表 2。
图 3 1 /( 1 3 ) 与 1 关系曲线 Fig.3 Curves of 1 /( 1 3 ) and 1
从图 3 可知， a 0.005 4，b 0.001 6。故切线 模量表示为
Et 0.005 4 (0.005 4 0.001 61 ) 2
近年来的微观、细观和宏观试验研究充分证明 了岩土材料是一种天然损伤材料。沈珠江[1]指出， 21 世纪土力学的核心问题是土体结构性的力学数学 模型。观测岩土材料中结构损伤的试验方法是建立 结构性模型的基础，已成为目前岩土力学研究的热 门课题之一。CT 是英文 Computerized Tomography 的缩写，即计算机断层扫描技术。刘增利等[2]采用 动态 CT 试验方法，建立了兰州冻结黄土的单轴压 缩损伤本构模型。卢再华等[3]利用与 CT 机配套使 用的非饱和土三轴仪，对非饱和原状膨胀土在三轴 剪切试验过程中内部结构的变化进行了动态、定量 和无损伤的研究，得到了土样内部损伤结构演化的 清晰 CT 图像和相应的 CT 数据。黄质宏等[4]采用 CT 技术研究了三轴应力条件下红黏土的力学特性。
建筑抗震鉴定标准GB50023-2009
都江堰市基督教堂框架结构， 底部结构轻微破坏， 出屋面塔楼严重破坏。
都江堰市天地仁商务酒店， 五层框架结构，建于2007年， 屋顶小塔楼倾倒。
3、防震缝和变形缝的震害
a 缝宽不足； b 缝内落入物造成破坏； c 防震缝两侧相邻建筑物楼层高度不同发生互撞时， 缝两侧为不同材料建造时由于结构动力特性不同， 地震反应不同可能有相位差，地震时碰撞的震害加重； d 防震缝未彻底断开造成震害.
（三）、各类结构构件破坏形态
1、框架结构整体倒塌
都江堰市某五层框架结构， 整体叠压式倒塌
汶川县映秀镇漩口 中学某框架结构， 建筑整体退台式倒塌
2、框架柱 a 柱顶部破坏是现浇混凝土框架柱最多见的震害：
(1)柱端混凝土酥碎、散落、竖向钢筋压屈； 柱顶大偏心受压，使受拉侧作用效应超过钢筋混凝土柱的弯曲抗拉强 度。 (2)斜裂缝 柱头顺斜裂缝下滑错动，钢筋顺斜裂缝方向弯曲，严重者混凝 土全部崩落，上层梁板下塌，柱内纵筋压弯成灯笼状。其主要原因 是水平地震作用使柱顶受到压、弯、剪联合作用下，在柱顶刚度变化 处，由于主拉应力破坏而形成45度斜裂缝或在地震反覆作用下形成交 叉裂缝，进而压崩斜裂缝端部混凝土，严重时全部崩落并使纵筋外露 弯曲。 (3)竖向裂缝 主要是箍筋不足或梁柱相交处箍筋布置较差所致。
底层抗震墙底部混凝土压碎 都江堰市中国移动电信大楼 基本完好
抗震墙连梁X形裂缝
b 框架抗震墙结构中的抗震墙 框架一抗震墙结构体系，是框架结构体系和的抗震墙组成 的双重结构体系。总体耐震性能好，延性较好，震害很轻，。
都江堰市公安局大楼中等破坏，
抗震墙连梁X形裂缝
11层框架－抗震墙结构
抗震墙底部混凝土 压碎主筋压屈
都江堰市华夏广场商住楼， 五层框架结构，底层柱上端破坏
循环荷载作用下粗颗粒土填料的残余变形特性浅析
算 公 式 见 文 献 同 为残 余 剪 应 变 ； 、 ； ａ ｂ为 试 验 常 数 ， 值 与 其
往 返 加 荷 次 数 Ｎ、 力 状 态 及 土性 有 关 ， 据 试验 结 果 求 得 ； 应 根
沈 珠 江 、 刚 等 翻 合 吉 林 台 面 板 坝 对 堆 石 料 的 动 力 变 徐 结 形 特 性 进 行 了研 究 ． 用 双 曲线 对其 应 力 一 变 曲线 进 行 了 采 应 拟 合 ， 残 余 体应 变 和 残 余 剪 应 变 表 示 为 振 次 、 将 动剪 应 变 和
： ＋ （） ８
形 出发 。 析 了 影 响 粗 颗 粒 土 残 余 变 形 的 主 要 因素 ， 粗 颗 分 如
粒 土 的 饱 和 程 度 、 实 度 、 粒 级 配 、 压 和 振 次 以 及 主 应 密 颗 同 力 比 Ｋ 等。
盯ｏ ａ ＂ ＋ｂ／ 仃０ Nhomakorabea＾：（ ＋ｘ ｓ ｙ １ ｌ） ｌ
式 中 ： 为 工 程 大 气 压 值 ； 数 Ｊ定 义为 残 余 变 形 系 数 ； ｐ 参 Ｋ 为 主应 力 比 。
由 于棱 角状 颗 粒 的堆 石 料 在 振 动 荷 载 下 ， 大 较
时 的
残余体应变 和残余剪 应变增量 彤式为：
Ａｓ
￣
颗 粒 破 碎率 要 比围 压 低 时 大 得 多 。 针 对 堆 料 埘 ｆ模 型 Ｊ
Ｎ 振动次数 ： 一 △ 一振动次数增量 ； Ｎ ｃ 试验参数 。 一
邹 德 高 等 研 究 表 明 ， 珠 江 模 型 不 能 合 理 地 估 汁应 的 沈 力 水 平 对 残 余 剪 应 变 的影 响 ， 出 了改 进 后 的 残 余 剪 应 变 计 提 算模型如式 （） 示： ７所
2011年1～5期总目次
考 虑变量相关 的重力坝建基面抗滑稳定可靠度分析 乾， 闰维 明 （ ） Ｉ
… … … … … … … … … … … … …
周
隧道 台阶法施工的数值模拟与分析
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Ａｔ Ａ ｕ Ｃ Ｄ二次开发在水利工程设计中的应 用 ｏ
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… … … … … … … … … … … … …
某体育馆钢桁架屋盖卸 载监测研究
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珉， 叶
张
娜 ， 建 远 （０ ） 厉 １６
美 国可视化河 流预报 系统在黄河 流域 的应用
渝 ， 晓 云 ， 芳 松 （５ 雷 李 ２）
石拱桥拱圈加固的约束机理分析
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智能化膜下滴灌条件下棉花灌溉制度试验研究
… … … … … … … … … …
郭高洁 ， 维栋 ， 刘 肖洪宇 ， （５ 等 ８）
……………………… 常 高 丽， 曾晓云 ， 王
李
锁脚锚管作用机理分析
… … … … … … … … …
王金杰 ， 薄士威 （３ ） １０
伟， 李姝昱 ， 张诗悦 ， （４ 等 ３） 徐凤丽 ， 牧振伟 ， 郝 瑞 （９ ３）
江垭碾压｝ 凝土坝 ５ 昆 坝段应 力分 析
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玛纳斯河总干渠推移质输沙率公式 分析
… … … … … … … …
低压地面滴灌水力特性研究进展
… … … … … … … … … … … … … …
孙永 胜 ， 张新燕 （ ） ８
浅议土体原位测试新技术
的 消 散 ， 至超 孔 隙水 压 力 全 部 消 散 完 ， 到 稳 定 的 直 达 中 ， 据 测得 的 探 头 贯 入 阻 力 大 小 来 间 接 判 定 土 的 物 理 力 学 性 隙水 压 力 △ 根 静止孔 隙水压力 ‰。 质。这种方法对 不易钻孔取样 的饱和砂 土 、 质粉 土、 砂 高灵 敏性
先选定 。对小应变来 说 ， 土样 中的应 变场是 均一 的， 所测 土的物 的基础 。从 ２ ０世纪 ７ ０年代后期 开始 ， 出现 了孔压静力 触探 （ Ｐ Ｃ．
理力 学 性 质 指标 已得 到 公 认 。其 缺点 是 ， 验 需要 取 样 ， 品 小 ， ｒＪ 、 试 样 兀 ） 环境 静力 触 探 及 其 他 多 功 能探 头 等 ， 静力 触 探 技 术得 到 了 广
试验历史较长 ， 经验 也 比较 丰富。其主要优 点是 ， 试验 时 的边 界 台 能测 侧 阻力 的 电测 式探 头 ，９５年 荷 兰 Ｆ ｇｏ Ｔ Ｏ联 合 推 出 １６ ｕｒ 与 Ｎ 条件和排水条件很容易 控制 ， 清楚 明了， 试验 中的应力路 径可 事
一
种 电测 式 探 头 ， 规 格 也 是 后 来 ＩＳ Ｅ标 准 和 许 多 国家 标 准 其 ＳＭＦ
受扰动 ， 代表性差 ， 所测力学指标 严重 “ 失真 ” 。原 位测试 一般是 泛 应 用 和 进 一 步 的发 展 。 指在岩土工程勘察现场 ， 在不扰动或者基本不扰动岩 土层的情况 我 国在 ２ Ｏ世 纪 ３ ０年代也 出现机械 式 的荷兰静 力触 探仪 。 下 对 岩 土层 进 行 测 试 ， 以获 得 所 测 岩 土 层 的 物 理 力 学 性 质 指 标 及 １５ ９４年 ， 陈宗基教授 自荷兰 引进 该项技 术 ， 在黄土地 区进行 了 并 划分岩土层 的一种勘察技术 。 试验研 究。１６ ９４年 ， 王钟琦等独立成功 的研制出我 国第一 台电测 原位测试的方 法很 多 ， 以归 纳为 剖 面测试 法 和专 门测试 式触探仪 。但在 ８ 可 ０年代 以后对探 头传感器技术 改进 很少 。现主 法 。 剖面 测 试 法 主 要 包 括 静 力 触 探 、 力 触 探 、 的 压 入 式 板 状 要 使 用 的仍 然 是 “ 桥 ” 头 和 “ 桥 ” 头 。并 且 探 头规 格 与 国 动 土 单 探 双 探 膨胀 测试及 电阻率 法等。剖面测试 法具有可连 续进行 测试且 快 际通 用 的不 尽 相 同 ， 给 测 试 成果 比较 和 国 际 学 术 交 流造 成 了较 这 速 、 济 的优 点 。 另 外 ， 门 测 试 法 主 要 包 括 荷 载 试 验 、 压 试 大 的 困难 。 经 专 旁
韧性剪切带中物质组分迁移集散的一种可能机制
白云母 等产 物 Ω
同 时 还 析 出有 3 8
、
Ε Ψ 于、
∋∴
进人 流体相 , 从 而 导致 岩石 体积 的减小 。 而
等 惰 性 组 分 6 0、 Ξ 、 Κ 、 + ∗ 、 Ο &
,
由于 主要赋
存在 不易变 形的 副矿物 中, 加 上它们在 水一
岩作 用 中不易活化转 移, 从 而 造成在糜 棱岩
第Μ 卷
98 ς Μ
增强 Ω 在水一 岩作 用 过程 中, 流 体与变形 岩
石之 间产生物 质组 分 交换和 重新 分配 Ν 但各
元素发 生迁移 的一 个前 提条 件是 Τ 在韧性 剪
切作用 的物化 条件 下 , 其地球 化学 性质是 活
泼 的 Ν 本 文 双 武 夷 山 隆起 带 黎 川 茅 店 韧 性 剪
小 Ν 于是 有下 式 Τ
+ ΤΚ 。⊥ + &7 Τ
!
式 中 9 表示体积 Ν 那 么形成糜棱 岩的 体
积 改 变量 为 Τ
△ ⊥ Κ 厂Κ 0! _ Κ 、
2!
代入 ! 式有 Τ
+ ) _ + 0⊥ _ /∴ △!
Σ!
根 据 Σ! 式 , 选 择 工作 区 混 合花 岗岩 为
原 岩 和 石 英 片岩 为 原 岩 的 两 个 糜 棱 岩 系 列 中
单 矿物 分选 是 六 十年代 在重 砂矿物 分 离 的 基础 上 发展 起 来的一 门技 术学科 Ν 在这 之
∀ Ε 4 + : Ε + < Ε 6 = ∀ ≅ : Ε ΧΕ 4 ϑ + Δ Χ≅ < Β ; < ∀ = Ο : Ε < Β
粗粒土的大型三轴试验及其变形与强度特性研究综述
般认 为 ，影 响粗粒土 抗剪强度 的因素有 ：密度 、颗粒级
律 ，以及剪切 中的剪胀效应 和颗粗 破碎性 的影响 ，较 全面
地 论 证 了 粗 粒 土 的 抗 剪 强 度 特 性 ；他 把 （ 一 ） 一８ 与
配 、颗 粒的几何 形状 、颗粒本身 的强度 、试 样 的含水 量 、 径径 比 、试样 尺寸 、剪 切速度 、应 力与应变 在状态 、应力
１ 粗粒 土的高压 三轴试 验及其变形与强度特性研究
１ ． １ 抗 剪 强 度
№ ） ］ ｐ ＝ ｃ Ｄ ＋ ；粗粒 土的抗剪强度包 络线呈非线 性 ，幂 函 数 强度 表达式 （ ａ 。 ／ ） 能较 好地 反映强 度包 络线 的非线
性 性 质 。 内摩 擦 角 随剪 胀 因子 的增 加 大致 呈 线性 增加 趋 势 ，说 明剪胀 性的发生会 增加粗 粒土 的抗 剪强度 ；通 过非
隙 比 ）和动力触探 击数分别 作为粗粒 土 的物 理和力学性 质
的特征 指标 。他 指 出：级 配 良好 的土的力学 强度要 比级配
不好 的土的抗剪 强度大些 ，并且 随着 粗粒土 中黏性土含 量
的增 加 ，粗 粒 土 的力 学性 质将 逐 渐 过渡 为黏 土 的力 学性
质。
轴剪切强度试验 ，研究粗粒土的强度及变形特性 。 粗 粒 土是 粗 颗粒 土 石混 合 料 （ 包 括 一般 所 称 的砾 石 土 、砂 卵石 、石 渣 、堆石 等 ）的总 称。它分 布广泛 ，储量 丰富 ，工 程特性 （ 密度 大 、抗剪强度 高 、沉 陷变形小 、透 水性 较强等 ）良好 。它们作 为一 种填 料正越来越广泛地 在 工程 中 ，尤其 在土石 坝工程 中得 到应用 。 自２ ０ 世 纪６ ０ 年
交河故城病害特征及动力测试分析
交河故城病害特征及动力测试分析作者：李桐林石玉成刘琨卢育霞王常亚缐正英来源：《地震研究》2020年第03期摘要：介绍了交河故城存在的风蚀、雨蚀、掏蚀、裂隙和崩塌等主要病害类型，总结其现有加固方式，并对典型遗址体进行地脉动测试，结果显示：①土遗址的自振频率主要在1.72～6.03 Hz，阻尼比主要在0.027～0.043，符合实际情况;②墙体相对于塔体墩台的自振频率较大，受地震作用影响较大，应对交河故城居民墙、佛寺墙等薄弱墙体进行重点监测与保护;③地脉动由底部传至顶部，其速度存在明显放大效应，放大倍数约为1.5～3倍。
关键词：交河故城;病害特征;加固方式;动力测试;放大效应0 引言土遗址是指古代建筑被毁后遗留下的土建筑体部分。
据统计，丝绸之路沿线的104处国家级重点土遗址文物中，34%分布在地震烈度Ⅷ度或Ⅷ度以上地区，51%分布在Ⅷ度区，15%分布在Ⅵ度区（石玉成等，2010;胡明清，2008），该区域在严峻背景下的土遗址动力响应分析及抗震保护已成为土遗址科学研究与保护的一项重要内容，石玉成等（2013）概述了土遗址文物的主要病害特征及成因机制，针对土遗址特殊性提出了防震保护加固的原则和抗震加固方案;梁濤（2010）利用FLAC软件对新疆苏巴什佛寺遗址进行了地震动计算的研究，分析其破坏模式，找到了土遗址的薄弱位置;孔德政等（2018）通过土工试验和数值模拟研究不同类型长城在地震作用下的动力响应特征及抗震稳定性情况。
新疆吐鲁番地区交河故城作为丝绸之路沿线标志性土遗址之一，具有两千多年悠久历史，是古代西域政治、经济、文化中心之一，是目前世界上最古老的、也是保护最好的生土建筑城市之一，对现今建筑文化的发展有着非常重要的意义（李最雄，2003）。
交河故城几乎是从天然生土中挖掘而成，这与大多数土遗址有着明显的差异，其病害特点、加固方式及其动力特性值得深入研究。
因而，本文对交河故城病害、加固类型进行实地勘察，并对典型土遗址进行动力特性测试，以期为后续交河故城研究提供理论基础。
添加有机物料对土壤团聚体矿物质分布和有机碳结构的影响
添加有机物料对土壤团聚体矿物质分布和有机碳结构的影响
作者：王克响袁杨洋柳新伟宋祥云杨景凯徐佩杰张晋京崔德杰
来源：《山东农业科学》2023年第10期
摘要：本試验采用红外光谱和x射线衍射法研究向黑土中等碳量添加棉秆、棉秆堆肥和棉秆生物质炭培养30天和180天，土壤团聚体重组后团聚体有机碳化学结构和矿物质重新分布特征。
结果表明，培养30天不同团聚体间土壤有机碳官能团存在显著差异，培养180天无显著差异；不同土壤团聚体间矿物质在培养30天时伊利石／绿泥石存在显著差异，培养180天时绿泥石、伊利石／绿泥石、伊利石／蒙脱石分别存在显著差异。
与培养30天相比，培养180天棉秆处理2-0.25、0.25-0.053 mm和<0.053 mm土壤团聚体有机碳中的脂肪族碳（2 920+2 850 cm-1）相对含量分别降低39.73%、11.37%和7.54%；生物质炭处理2～0.25 mm土壤团聚体中绿泥石相对含量增加18.26%、伊利石／蒙脱石相对含量降低10.18%，0.25-0.053 mm土壤团聚体中蒙脱石相对含量提高15.14%。
培养180天2～0.25 mm和<0.053 mm土壤团聚体中伊利石／蒙脱石和脂肪族碳均呈显著正相关。
0.25-0.053 mm团聚体中蒙脱石与脂肪族碳呈显著正相关。
以上研究结果表明，土壤团聚体重组后团聚体有机碳中脂肪族碳的变化与土壤矿物质在团聚体间的分布有较好相关性。
在秸秆还田过程中可配施生物质炭以增强土壤有机碳的稳定性。
关键词：土壤团聚体；有机碳；生物质炭；X射线衍射；红外光谱
中图分类号：S152.4 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2023）10-0074-12。
地质灾害监测数据综合处理与分析
G = (ψ1,ψ 0 ) (ψ1,ψ1) (ψ1,ψ n )
二乘中的
δ
2 2
考虑为加权平方和，即
∑ = δ 2 2
m
w(xi )[S*(xi ) − f (xi )]2
i=0
（6）
这里 w(x)≥0 为[a,b] 上的权函数，表示不同
βi = 3
1− ai hi −1
( yi
−
yi−1 )
+
ai hi
( yi+1
−
yi )
，i = 0,1,2,…,n - 1；
̿͆ 䃪ำ
ć ⯽≷Жஔ 1 ⯽≷Жஔ n
ԍᖛ ̶៑
ć ҈Ϧ 1 ҈Ϧ n
ጞᰵ ㈧㐋
ć
ᢚᎿ 1
ᢚᎿ n
图 2 系统技术架构图
2 关键技术
传感器均可得到一组测量值。由于传感器的采样周期不 同，各传感器获得数据的时间值不尽相同，若直接进行
2.1 监测数据预处理
融合，则可能会因时间差而使融合结果失去意义，反而
)2
mi +1
（1）
·90·
地理空间信息
第 19 卷第 7 期
利用 s"(ti-)= s"(ti+)，i = 0,1,2,…,n - 1，并附加边
式中，S(x)= a0ψ0 + a1ψ1 + … + ψn，n ＜ m。
岩石蠕变模型研究进展及若干问题探讨
岩石蠕变模型研究进展及若干问题探讨
马珂;宛新林;贾伟风;宛传虎
【期刊名称】《中国煤炭地质》
【年(卷),期】2011(023)010
【摘要】岩石蠕变是岩土工程变形失稳的主要原因之一.近年来蠕变研究正处于一个探索阶段,本文从四个方面综述了蠕变模型的研究进展.研究发现,在岩石蠕变的三个阶段中利用经典本构模型均很难描述加速蠕变阶段,研究者们通过新的元件或者改进的非线性黏弹塑性本构模型可以很好的模拟岩石蠕变实际曲线；基于损伤理论的岩石蠕变模型是近年来发展的主要方向,可以很好的解决岩石微观裂纹所带来的蠕变；随着岩石深部工程的发展,岩体受到周围实际环境下的影响是不可忽略的,从而研究含水量的变化与水力和其它应力耦合下的岩石蠕变也是今后的重点.最后指出,由于试验仪器的原因,高温高压和各向异性下的岩石蠕变模型研究进行的还不是很多,是今后岩石蠕变研究的难点.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】马珂;宛新林;贾伟风;宛传虎
【作者单位】安徽建筑工业学院土木工程学院,安徽合肥230022;安徽建筑工业学院土木工程学院,安徽合肥230022;安徽建筑工业学院土木工程学院,安徽合肥230022;安徽建筑工业学院土木工程学院,安徽合肥230022
【正文语种】中文
【中图分类】TU454
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1.岩石Kaiser效应若干问题探讨 [J], 阎南;余贤斌;张志雄;李林锋
2.南京附近新近纪岩石地层若干问题探讨 [J], 邵家骥;刘志平;杨武;尚培颖
3.现代岩石学若干辩证问题探讨 [J], 倪志耀
4.陕西有色矿山的若干岩石力学问题探讨 [J], 李俊平
5.基于西原体模型的非定常岩石蠕变模型 [J], 王游;卢小雨;翟国良
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水工挡土墙变形破坏后的修复方法——用织物挡墙代替旧墙
水工挡土墙变形破坏后的修复方法——用织物挡墙代替旧墙洪瑸琍;曲红;孙艳玲
【期刊名称】《黑龙江水利科技》
【年(卷),期】2002(030)004
【摘要】挡土墙是水利工程常见的结构物，用于溢洪道、泄洪闸、节制闸及水工建筑物的上下游及两侧连接部位，起着挡土分隔的作用。
在运行中，如挡土墙基础土层发生沉降、冬季回填土冻涨以及地下水浸泡等使水平土压力值增大，最终导致墙体倾斜破坏，就需要对已变形的挡土墙加以修复。
【总页数】2页(P152-153)
【作者】洪瑸琍;曲红;孙艳玲
【作者单位】黑龙江省水利科学研究院，黑龙江哈尔滨 150080;黑龙江省水利水电勘测设计研究院;黑龙江省水利水电勘测设计研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TV698．2
【相关文献】
1.设置排水管的挡土墙墙后地下水面线空间分布的计算方法 [J], 王云仓;顾辉
2.刚性挡墙主动破坏墙后土拱效应细观研究 [J], 彭述权;李夕兵;樊玲
3.三峡库区巫山新城超高加筋挡墙变形破坏及修复研究 [J], 殷跃平;鄢毅;陈波;唐辉明;林彤
4.挡土墙墙后回填土对挡土墙的影响探讨 [J], 范伟;杨卫星;吴立鹏;陈建斌
5.加筋砂土挡墙承载力及渐进性变形破坏的有限元分析方法 [J], 彭芳乐;曹延波
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马兰黄土动强度及其微结构变化实验
１ 引 言
中国黄土土性特殊、 特征明显、 分布广泛， 面积 ４ × １ ０ｋ ｍ， 约占国土总面积的 ６ ６ ％。其典型 约６ 的水敏感性、 湿陷性、 大孔隙强渗透性和力学强度低 等特性是黄土灾害频仍的内在原因。特别地， 国家 “ 西部大开发战略” 实施以来， 人类活动对地质环境 脆 弱 的 黄 土 地 区 影 响 越 来 越 大， 地质环境负效 应— — —地质灾害现象愈来愈频繁， 如黄土湿陷、 滑 塌、 震陷、 液化、 地面沉降、 地裂缝等频繁发生， 严重 困扰黄土区域交通、 水利、 城建、 农业及工业等各大 行业的发展。 在动力（ 震动、 振动） 作用下， 黄土“ 土体结构失 去稳定性、 强度大幅度降低” 已经得到公认， 然而其 失稳破 坏 机 理 长 期 困 扰 研 究 者。谢 定 义、 王兰民
４ ６ ８
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇＧ ｅ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 工程地质学报 ２ ０ １ １
ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｓ ｓ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ｌ ｙ ． Ｔ ｈ ｅｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ａ ｌ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎｏ ｆ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇｏ ｎｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｉ ｓ ａ ｓ ｆ ｏ ｌ ｌ ｏ ｗ ｓ ． Ｂ ｙｔ ｈ ｅｒ ｏ ｌ ｅｏ ｆ ｃ ｙ ｃ ｌ ｉ ｎ ｇｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ ， ｔ ｈ ｅｍ ａ ｃ ｒ ｏ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｄ ａ ｍ ａ ｇ ｅ ｓ ． Ｏ ｎｔ ｈ ｅ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｈ ａ ｎ ｄ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｈ ｉ ｐｂ ｅ ｔ ｗ ｅ ｅ ｎｐ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｓ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｗ ａ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｔ ｏ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｏ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｂ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｍ ａ ｌ ａ ｎｌ ｏ ｅ ｓ ｓ ｉ ｓ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅｔ ｙ ｐ ｅｉ ｓ ａ ｌ ｓ ｏｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｄｉ ｎ ｔ ｏａｍ ｏ ｓ ａ ｉ ｃｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｐ ｏ ｒ ｅｍ ａ ｃ ｒ ｏ ｃ ｅ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ Ｍ ａ ｌ ａ ｎｌ ｏ ｅ ｓ ｓ ，Ｓ ｌ ｏ ｐ ｅｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ， Ｇ ｅ ｏ ｈ ａ ｚ ａ ｒ ｄ ｓ ， Ｓ ｔ ｒ ｅ ｓ ｓ ｒ ｅ ｌ ａ ｘ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｍ ｉ ｃ ｒ ｏ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， Ｃ ｙ ｌ ｉ ｃｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ ｇ 律， 即， 动黏聚力均随含水率增大而变小， 动摩擦角
泥质含量对砂岩力学性质及其破坏特征的影响规律研究
泥质含量对砂岩力学性质及其破坏特征的影响规律研究韩应伟;王国伟;马宏发【摘要】岩石强度是影响煤层顶板稳定性及支护方式选择的重要因素之一.为研究泥质含量对顶板砂岩力学特性及其破坏特征的影响规律,通过岛津AG-X250电子万能试验机进行了3种含泥质不等量砂岩单轴压缩试验和巴西劈裂试验.试验结果表明:泥质的存在会弱化砂岩的强度,其中含少量、大量泥质的砂岩,其单轴抗压强度较不含泥质砂岩分别折减了22％和4％,抗拉强度分别折减了47％和45％,抗压及抗拉强度折减范围并不同步;计算统计了3种砂岩初始弹性模量Ei与切线弹性模量Et的比值θ,发现含少量泥质的砂岩θ值最大,表明其内部裂隙发育较好;对3种砂岩的破坏模式进行分析,发现不含泥质砂岩为剪切破坏,含泥质砂岩为纵向劈裂破坏且含少量泥质砂岩破裂面倾角更小.【期刊名称】《煤矿安全》【年(卷),期】2019(050)004【总页数】5页(P46-49,53)【关键词】泥质含量;砂岩;抗压强度;弹性模量;抗拉强度;破坏模式【作者】韩应伟;王国伟;马宏发【作者单位】济宁矿业集团花园井田资源开发有限公司,山东济宁 272200;济宁矿业集团花园井田资源开发有限公司,山东济宁 272200;山东科技大学矿业与安全工程学院,山东青岛 266590【正文语种】中文【中图分类】TD313+.3煤层顶板稳定性关系到井下开采方法及支护方式的选择，是矿井进行安全生产的重要影响因素之一[1-4]。
煤层上部顶板大多为砂岩，但由于地质条件影响，通常夹杂其他岩性成分，因此不能简单的按照砂岩的力学性质对顶板强度进行评价分析。
多种岩性成分构成的岩石，其结构上就类似于1种“组合体”，郭东明[5]等研究了不同倾角组合煤岩体的强度与破坏机制；陈绍杰[6]等通过单轴压缩试验研究了不同高比的5组顶板砂岩-煤柱结构体力学特性及渐进破坏机制，结果表明组合体宏观破坏起裂应力、单轴抗压强度、弹性模量均随岩煤高比的增大呈递减趋势；付斌[7]等研究了不同组合条件下煤岩组合体的力学特性及破坏过程，发现单轴压缩时煤岩组合体的强度接近煤体的单轴破坏强度。
基于CT技术的黄原胶加固土干湿循环条件下力学性能和微观结构劣化机制研究
基于CT技术的黄原胶加固土干湿循环条件下力学性能和微观结构劣化机制研究刘瑾;车文越;郝社锋;马晓凡;喻永祥;王颖;陈志昊;李婉婉;钱卫【期刊名称】《岩土工程学报》【年(卷),期】2024(46)5【摘要】干湿循环对岩土体的工程特性具有重要影响。
采用CT扫描技术和力学测试,对加入不同含量黄原胶(0%,0.5%,1.5%)加固的黏土在经历不同次数(0,1,4,8,12次)干湿循环作用下的力学性能和微观结构劣化机制进行了研究,得到结论:(1)黄原胶能够有效提高土体的抗压强度和耐干湿循环效果。
随着黄原胶含量的增加,干湿循环作用后的强度损失逐渐减小,当循环次数从0次增加到4次时,对于加入黄原胶含量分别为0%,0.5%,1.5%的试样,抗压强度分别损失了42.75%,17.2%,14.04%。
(2)加固土的抗压强度与干湿循环次数之间保持指数下降的关系,当循环次数达到4次后,随着循环次数的进一步增加,抗压强度和弹性模量均在较小的变化范围内波动。
(3)随着干湿循环次数的增加,黄原胶加固土的孔隙率表现出先增加后减小的趋势,连通孔隙不断扩展,而孤立孔隙表现出先增加后减小的趋势。
(4)随着试样的干燥,黄原胶在土颗粒间形成网状基质,提高土体的强度和耐干湿循环能力。
【总页数】8页(P1119-1126)【作者】刘瑾;车文越;郝社锋;马晓凡;喻永祥;王颖;陈志昊;李婉婉;钱卫【作者单位】河海大学地球科学与工程学院;自然资源部国土(耕地)生态监测与修复工程技术创新中心【正文语种】中文【中图分类】TU43【相关文献】1.干湿循环对岩石物理力学性能劣化规律的研究现状2.冻融-干湿循环下硫酸盐渍土强度劣化的宏微观响应3.水泥-碱渣改良膨胀土干湿循环耐久性及其劣化机制试验研究4.基于低场核磁共振的干湿循环对泥质砂岩微观结构劣化特性的影响5.干湿-冻融循环条件下膨胀土剪切特性的劣化机制研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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第 32 卷
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苑伟娜等：土石混合体变形破坏结构效应的 CT 试验研究
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机制揭示，但是缺乏真实性。基于数字图像处理技
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引
言
术建立的模型是真实的，但加载条件和过程是虚拟 的。 计算机 X 射线断层扫描技术(简称 CT)可以无 损、动态、定量和实时地监测岩土材料在受力过程 中内部结构的变化过程。近些年来，该技术在岩土 试验中得到了广泛的应用。周火明等[15-17]采用 CT 技术研究含裂纹岩石破坏过程。雷胜友和唐文栋[18] 将 CT 技术用于土体的微观结构研究。姜景山等[19-20] 通过 CT 技术研究粗粒土颗粒的运动规律。这些研 究方法对于土石混合体结构效应的研究具有一定的 借鉴意义。 考虑到传统试验与数值模拟等已有研究方法的 局限，将 CT 技术与室内试验相结合，实时监测土 石混合体单轴加载过程中内部结构的演变规律，分 析其变形破坏的结构效应。基于 CT 的定位扫描原 理，分析研究了试样内部块石的运移规律，并进行 了内部结构的变形与宏观变形的对比分析。通过采 用阈值分割处理方法分析三维重构图像，分析了土 石混合体的变形破坏机制。
，2
(1. 中国科学院地质与地球物理研究所 中国科学院工程地质力学重点实验室，北京 100029； 2. 中国科学院大学，北京 100049；3. 广东冠粤路桥有限公司，广东 广州 510635)
摘要：利用计算机 X 射线断层扫描技术，实时监测单轴加载作用下土石混合体试样内部结构的变化规律，分析土 石混合体变形破坏的结构效应。基于 CT 的定位扫描原理，研究试样内部块石的运移规律，并建立内部结构变形 与宏观变形的联系。研究结果表明：土石混合体宏观变形破坏主要受控于其内部块石位置的不断调整；等效结构 变形量能很好地表征土石混合体的结构性变形。采用阈值分割处理方法分析 CT 图像，获得加载过程中试样的内 部剖面图，并对试样变形破坏的结构效应进行分析。结果表明：试样内部损伤和裂纹扩展起始于块石周边应力集 中区，沿块石与土的接触面扩展，直至形成贯通破裂面。通过采用 CT 技术对土石混合体变形破坏过程进行分级 加载实时扫描的研究，为此类介质边坡工程的监测预警提供理论基础。 关键词：土力学；土石混合体；结构效应；单轴压缩 CT 试验；变形破坏机制 中图分类号：TU 44 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2013)增 2–3134–07
STRUCTURE EFFECT STUDY OF DEFORMATION AND FAILURE OF ROCK AND SOIL AGGREGATE WITH CT TECHNIQUE
YUAN Weina1 2，LI Xiao1，HE Jianming1，LI Shouding1，CHENG Guowen3，LI Tengfei1
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岩石力学与工程学报
2013 年
mm，质量含石量为 32.7%。试样中石块采用与块石 密度相当的玻璃球代替， 半径为 5 mm。 土体取自第 四纪堆积物，成份为粉土。加载是在自行设计的装 置上进行的，采用机械式加压，对试样进行分级加 载，实时扫描。轴向应变由千分表测量，径向应变 根据 CT 定位扫描的原理处理扫描图片得到。 每次扫描范围为整个试样，每 2 mm 一层，整 个试样共扫描 48 层。加载过程中对试样进行了 6 次扫描，土石混合体试样轴向应力–应变关系曲线 以及扫描位置如图 2 所示。每一次扫描完，将各层 图片进行三维重构，断层图片和重构模型如图 3 所 示，重构后可以对试样加载过程中的内部结构变化 进行分析。
Abstract：In order to study the structure effects，interior structural deformation of rock and soil aggregate(RSA) under uniaxial compression is studied through the X-ray computed tomography(CT) real-time scanning tests. Based on the scan orientation principle of CT，movement of rock fragments in RSA is analyzed. Moreover，the relationship between interior structural deformation and macroscopic deformation of RSA is studied. The results show that macroscopic deformation and failure of RSA are mainly caused by the position adjustment of interior rock fragments. It is also shown that the integral deformation of rock fragments in RSA can be represented by equivalent structure deformation. By using the method of image threshold segmentation，profiles of the sample are obtained and analyzed. The profiles indicate that interior damage and cracks of sample initiate from the contact zone between rock fragments and soil， and then extend around rock fragments， until they form fracture planes. The results can provide theoretical basis for the monitoring and warning of RSA slope. Key words：soil mechanics；rock and soil aggregate(RSA)；structure effects；uniaxial experiment with CT technique；deformation and failure mechanism
第 32 卷
增 2
2013 年 7 月
岩石力学与工程学报 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering
Vol.32 Supp.2 July，2013
土石混合体变形破坏结构效应的 CT 试验研究
苑伟娜 1 2，李
，Hale Waihona Puke 晓 1，赫建明 1，李守定 1，成国文 3，李腾飞 1
土石混合体广泛分布于各类工程中，例如土石 坝工程中的砾石土、建筑工程中的碎石土地基和露 天矿的废土石边坡等。这种地质体稳定性极差，灾 害频发，在三峡库区滑坡中，土石混合体滑坡占总 滑坡数的 90%以上[1]。 土石混合体是一种不同于传统土体和岩体的特 殊工程地质材料。X. Li 等[2]最先指出： “土石混合 体是一种非均质、非连续体，其力学性质的变化主 要受控于内部结构” 。土石混合体的内部结构包括块 石组成、分布、形状、块石与土之间的相互作用等。 复杂的内部结构使得其强度特征及变形破坏机制等 力学特性与岩体和土体表现出显著的差异 。特殊 的力学特性决定了土石混合体类工程的灾变机制也 有其特殊性。例如，三峡库区很多堆积层斜坡在实 际监测过程中出现很大变形但并不成灾，这就给这 类滑坡的监测预警增加了很大难度 。因此，对这 种特殊地质介质变形破坏结构效应的研究具有重要 意义。 很多学者从试验的角度研究土石混合体的结构 效应。考虑内部结构最多的因素是含石量[5-9]。研究 表明，土石混合体中含石量位于某一区间时才会对 某些力学参数起作用，而对于这个界限的取值以及 对于不同的力学参数是否具有普适性目前还没有得 出定论。J. D. Frost 等[10]认为土与土中其他材料之间 的接触面决定着许多工程地质结构的力学行为。以 上的研究主要是从宏观的角度探究了土石混合体各 结构要素与宏观特性之间的关系，但是传统的试验 中观测不到土石混合体内部结构的演变，所以很难 从机制上揭示其结构效应。 一些学者采用数值模拟的方法展开了土石混合 体结构效应的研究。赫建明等[11-12]基于颗粒流软件 PFC 研究土石混合体力学性质的结构效应。李世海 和汪远年[13]针对土石混合体结构特征，专门提出了 三维离散元块体–颗粒模型，揭示土石混合体非均 匀、非连续介质新的力学现象。随着计算机硬件技 术及图像理论的迅速发展， 数字图像处理技术在岩土 工程的研究应用中表现出强大优势。廖秋林等[3
图 3 CT 扫描图片及重构结果 Fig.3 CT images and reconstructed results
CT 技术能够对加载中的土石混合体试样进行 定位扫描，根据其定位原理可以获得试样内部块石 的空间坐标，加载前、后坐标的差值即为块石的运 移量。以图 4(a)中的坐标为参照来分析土石混合体 试样在 0.67 MPa 的轴向应力下试样内部不同部位 块石的运移规律。
径向位移/mm (a) 试样坐标示意图
/MPa
轴向应力–应变曲线 扫描位置
z 轴坐标/mm (b) 径向位移随 z 轴坐标分布
/%
图2 Fig.2
轴向应力–应变关系曲线
x 轴位移/mm
Relationship curve between axial stress and strain
x 轴坐标/mm (c) x 轴位移随 x 轴坐标分布
， ，2
(1. Key Laboratory of Engineering Geomechanics，Institute of Geology and Geophysics，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100029， China； 2. University of Chinese Academy of Sciences， Beijing 100049， China； 3. Guangdongguanyue Highway and Bridge Co.，Ltd.，Guangzhou，Guangdong 510635，China)