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基于粒子图像测速技术的纤维改性珊瑚泥面层龟裂模型试验研究
1
作者
方华强
丁选明
+5 位作者
张灵芝
李一夫
王红
辛义文
彭宇
李铮
《岩土力学》
北大核心
2025年第2期368-380,共13页
为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量...
为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量耗散角度揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制。探讨了多物理场与土体水分蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用机制,为龟裂动力学行为提供了新视角。结果表明:(1)珊瑚泥面层表面颗粒移动轨迹在重力场的影响下呈现为顺时针涡流形式的收缩方向。珊瑚泥面层土颗粒在裂隙位置处具有极大值速率,而且随着裂隙的萌生、发育到扩展稳定,土颗粒速率会经历加速阶段,到达峰值后转变为衰减阶段。(2)珊瑚泥内部分碳酸盐矿物成分会发生化学硬化、结晶以及胶凝,PVA纤维与珊瑚泥颗粒之间以及珊瑚泥颗粒与颗粒之间产生胶结作用,提升了珊瑚泥强度。当纤维掺量为0.5%时珊瑚泥性能最优,珊瑚泥表面几乎无裂隙出现。(3)珊瑚泥龟裂存在张拉破坏、剪切破坏以及拉剪混合破坏3种形式。(4)从多场作用、能量耗散角度,揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制,提出了对多物理场与土体蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用的新见解。土体龟裂过程中的水分场、位移场、速度场和应力场相互作用,共同影响土体的裂隙形成和发展。这些相互作用形成了一个复杂的系统,影响着土体的稳定性和力学行为。
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关键词
珊瑚泥面层
纤维改性
粒子图像测速技术
收缩与龟裂
多物理场
抑裂机制
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职称材料
题名
基于粒子图像测速技术的纤维改性珊瑚泥面层龟裂模型试验研究
1
作者
方华强
丁选明
张灵芝
李一夫
王红
辛义文
彭宇
李铮
机构
重庆大学土木工程学院
香港理工大学土木及环境工程系
重庆市城市建设投资(集团)有限公司
出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第2期368-380,共13页
基金
中央高校基本科研业务费(No.2022CDJQY-012)
重庆市杰出青年科学基金(No.CSTB2022NSCQ-JQX0020)。
文摘
为了开发珊瑚泥的工程应用价值,采用粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术,进行了聚乙烯醇(polyvinylalcohol,简称PVA)纤维改性珊瑚泥面层模型龟裂试验研究。获得了珊瑚泥面层的位移场和速度场,从多物理场作用、能量耗散角度揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制。探讨了多物理场与土体水分蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用机制,为龟裂动力学行为提供了新视角。结果表明:(1)珊瑚泥面层表面颗粒移动轨迹在重力场的影响下呈现为顺时针涡流形式的收缩方向。珊瑚泥面层土颗粒在裂隙位置处具有极大值速率,而且随着裂隙的萌生、发育到扩展稳定,土颗粒速率会经历加速阶段,到达峰值后转变为衰减阶段。(2)珊瑚泥内部分碳酸盐矿物成分会发生化学硬化、结晶以及胶凝,PVA纤维与珊瑚泥颗粒之间以及珊瑚泥颗粒与颗粒之间产生胶结作用,提升了珊瑚泥强度。当纤维掺量为0.5%时珊瑚泥性能最优,珊瑚泥表面几乎无裂隙出现。(3)珊瑚泥龟裂存在张拉破坏、剪切破坏以及拉剪混合破坏3种形式。(4)从多场作用、能量耗散角度,揭示了珊瑚泥面层龟裂及抑裂机制,提出了对多物理场与土体蒸发、收缩以及龟裂之间的相互作用的新见解。土体龟裂过程中的水分场、位移场、速度场和应力场相互作用,共同影响土体的裂隙形成和发展。这些相互作用形成了一个复杂的系统,影响着土体的稳定性和力学行为。
关键词
珊瑚泥面层
纤维改性
粒子图像测速技术
收缩与龟裂
多物理场
抑裂机制
Keywords
coral mud surface layer
fiber modification
PIV technology
shrinkage and cracking
multi-physical fields
crack inhibition mechanism
分类号
TU441 [建筑科学—岩土工程]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
基于粒子图像测速技术的纤维改性珊瑚泥面层龟裂模型试验研究
方华强
丁选明
张灵芝
李一夫
王红
辛义文
彭宇
李铮
《岩土力学》
北大核心
2025
0
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