为研究水汽循环作用下红层泥岩的强度、变形及损伤的演化规律,对红层泥岩开展了水汽循环试验。通过单轴压缩试验、巴西劈裂试验以及声发射与三维数字图像相关(three-dimensional digital image correlation,简称DIC-3D)技术,研究了不同...为研究水汽循环作用下红层泥岩的强度、变形及损伤的演化规律,对红层泥岩开展了水汽循环试验。通过单轴压缩试验、巴西劈裂试验以及声发射与三维数字图像相关(three-dimensional digital image correlation,简称DIC-3D)技术,研究了不同水汽循环次数下红层泥岩强度、变形及损伤特性的演化规律。研究结果表明:随着水汽循环次数的增加,泥岩含水率和体积将产生不可逆累积,泥岩的水汽平衡时间延长;水汽循环作用将导致泥岩抗压强度、抗拉强度、弹性模量和剪切模量的衰减,由此提出了红层泥岩的指数型劣化模型;在经历不同水汽循环次数后的单轴加载过程中,泥岩的破裂形态随循环次数的增加由整体剪切破坏逐步发展为局部弥散裂纹发展破坏的模式,演化规律的特征表现为裂隙闭合点推迟、起裂应力和损伤应力点提前、岩石的压密过程延长、线弹性变形阶段缩短以及岩石抵抗变形的能力降低。展开更多
红层泥岩填料水敏性高,路基状态受含水率影响显著。为研究含水率对红层泥岩填料动力特性的影响,开展了41组动三轴试验,5组压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)试验和3组扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验,结果表明:...红层泥岩填料水敏性高,路基状态受含水率影响显著。为研究含水率对红层泥岩填料动力特性的影响,开展了41组动三轴试验,5组压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)试验和3组扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验,结果表明:填料等效模量和阻尼比具有应变振幅相关性,可用Hardin-Drnevich双曲线模型表述。随动应力增大,填料累积变形由稳定型向破坏型过渡。含水率影响填料累积变形响应和临界动应力,相同应力水平下干侧填料累积变形明显低于湿侧填料,达到变形限值的振次高于湿侧填料。干侧填料临界动应力大于湿侧,临界动应力随初始吸力增加而增加,可用VG模型表述。从微观结构看,含水率增加将导致填料微观孔隙结构由单峰形态向双峰形态转变,填料组构由密实稳定逐渐向无序松散转变,最终在宏观上表现为干侧填料动力特性优于湿侧填料。填料临界动应力与静强度比值为65%~75%,采用静强度作设计指标将高估路基承载力。推荐采用5.0%~7.0%含水率填料填筑红层泥岩路基。展开更多
西南艰险山区分布着大量的不同倾向的层状碎裂结构斜坡,地震作用下极易发生崩塌、滑坡等灾害,对在建的川藏铁路造成严重威胁。通过大型振动台模型试验,研究了强震条件下顺倾、反倾层状碎裂结构斜坡的动力响应、失稳破坏模式以及能量传...西南艰险山区分布着大量的不同倾向的层状碎裂结构斜坡,地震作用下极易发生崩塌、滑坡等灾害,对在建的川藏铁路造成严重威胁。通过大型振动台模型试验,研究了强震条件下顺倾、反倾层状碎裂结构斜坡的动力响应、失稳破坏模式以及能量传递规律。试验结果表明:反倾斜坡的抗震性能显著优于顺倾斜坡;顺倾斜坡的破坏模式主要为拉裂-剪切-隆起-滑移型破坏,反倾斜坡的破坏模式主要为拉伸-弯曲-倾倒-崩塌型破坏;反倾斜坡的自振频率高于顺倾斜坡,顺倾斜坡的自振频率随震级的增加而逐渐降低,而反倾斜坡的自振频率在地震波幅值为0.4g~0.7g时出现反复震荡现象;顺倾斜坡存在明显的高程放大效应和趋表效应,反倾斜坡存在高程放大效应,其内部的加速度响应大于坡表。边际谱识别显示:顺倾斜坡的边际谱幅值(peak of marginal spectrum amplitude,简称PMSA)突变在坡腰上部最显著,说明该位置附近地震波的能量损失最大,反映出顺倾斜坡在坡腰上部附近形成了滑动破坏面;反倾斜坡的PMSA在坡肩处降低得最为显著,反映出坡肩部位损伤最为严重,易发生局部崩塌破坏。分析结果与试验现象能够较好地吻合,进一步揭示了不同结构类型层状碎裂结构斜坡在强震作用下的动力响应与失稳破坏模式,为川藏铁路的安全建设提供了依据。展开更多
文摘为研究水汽循环作用下红层泥岩的强度、变形及损伤的演化规律,对红层泥岩开展了水汽循环试验。通过单轴压缩试验、巴西劈裂试验以及声发射与三维数字图像相关(three-dimensional digital image correlation,简称DIC-3D)技术,研究了不同水汽循环次数下红层泥岩强度、变形及损伤特性的演化规律。研究结果表明:随着水汽循环次数的增加,泥岩含水率和体积将产生不可逆累积,泥岩的水汽平衡时间延长;水汽循环作用将导致泥岩抗压强度、抗拉强度、弹性模量和剪切模量的衰减,由此提出了红层泥岩的指数型劣化模型;在经历不同水汽循环次数后的单轴加载过程中,泥岩的破裂形态随循环次数的增加由整体剪切破坏逐步发展为局部弥散裂纹发展破坏的模式,演化规律的特征表现为裂隙闭合点推迟、起裂应力和损伤应力点提前、岩石的压密过程延长、线弹性变形阶段缩短以及岩石抵抗变形的能力降低。
文摘红层泥岩填料水敏性高,路基状态受含水率影响显著。为研究含水率对红层泥岩填料动力特性的影响,开展了41组动三轴试验,5组压汞(mercury intrusion porosimetry,MIP)试验和3组扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验,结果表明:填料等效模量和阻尼比具有应变振幅相关性,可用Hardin-Drnevich双曲线模型表述。随动应力增大,填料累积变形由稳定型向破坏型过渡。含水率影响填料累积变形响应和临界动应力,相同应力水平下干侧填料累积变形明显低于湿侧填料,达到变形限值的振次高于湿侧填料。干侧填料临界动应力大于湿侧,临界动应力随初始吸力增加而增加,可用VG模型表述。从微观结构看,含水率增加将导致填料微观孔隙结构由单峰形态向双峰形态转变,填料组构由密实稳定逐渐向无序松散转变,最终在宏观上表现为干侧填料动力特性优于湿侧填料。填料临界动应力与静强度比值为65%~75%,采用静强度作设计指标将高估路基承载力。推荐采用5.0%~7.0%含水率填料填筑红层泥岩路基。
文摘西南艰险山区分布着大量的不同倾向的层状碎裂结构斜坡,地震作用下极易发生崩塌、滑坡等灾害,对在建的川藏铁路造成严重威胁。通过大型振动台模型试验,研究了强震条件下顺倾、反倾层状碎裂结构斜坡的动力响应、失稳破坏模式以及能量传递规律。试验结果表明:反倾斜坡的抗震性能显著优于顺倾斜坡;顺倾斜坡的破坏模式主要为拉裂-剪切-隆起-滑移型破坏,反倾斜坡的破坏模式主要为拉伸-弯曲-倾倒-崩塌型破坏;反倾斜坡的自振频率高于顺倾斜坡,顺倾斜坡的自振频率随震级的增加而逐渐降低,而反倾斜坡的自振频率在地震波幅值为0.4g~0.7g时出现反复震荡现象;顺倾斜坡存在明显的高程放大效应和趋表效应,反倾斜坡存在高程放大效应,其内部的加速度响应大于坡表。边际谱识别显示:顺倾斜坡的边际谱幅值(peak of marginal spectrum amplitude,简称PMSA)突变在坡腰上部最显著,说明该位置附近地震波的能量损失最大,反映出顺倾斜坡在坡腰上部附近形成了滑动破坏面;反倾斜坡的PMSA在坡肩处降低得最为显著,反映出坡肩部位损伤最为严重,易发生局部崩塌破坏。分析结果与试验现象能够较好地吻合,进一步揭示了不同结构类型层状碎裂结构斜坡在强震作用下的动力响应与失稳破坏模式,为川藏铁路的安全建设提供了依据。
