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冲击荷载作用下冻结掺和土料动态力学特性研究
1
作者 高鹏 张斌龙 +4 位作者 王青志 周志伟 李佳 杨晓林 顾萌然 《振动与冲击》 北大核心 2025年第21期211-219,共9页
为研究不同冲击荷载条件下寒区冻结掺和土料的动态力学性质,采用分离式霍普金森压杆试验装置,系统开展了系列动态压缩试验,探究其在低温环境(-40℃)下不同应变率(15 s^(-1)、25 s^(-1)、35 s^(-1))及砾石含量(10%、15%、20%、25%)条件... 为研究不同冲击荷载条件下寒区冻结掺和土料的动态力学性质,采用分离式霍普金森压杆试验装置,系统开展了系列动态压缩试验,探究其在低温环境(-40℃)下不同应变率(15 s^(-1)、25 s^(-1)、35 s^(-1))及砾石含量(10%、15%、20%、25%)条件下的动态应力-应变行为及破坏特征。研究结果表明,随着应变率的增大,冻结掺和土料试样的动态应力-应变曲线可以划分为四个阶段,且在达到峰值应力之后,应力-应变曲线出现显著的软化现象。通过对试样破坏形态的分析,发现在砾石含量较低的情况下试样的裂纹扩展发育受到砾石的阻碍,裂纹发育方向为沿砾石界面绕射扩展,沿着土石界面持续破坏,随着砾石含量的增加,一定程度上增强了试样的强度且延缓了试样的破坏。进一步研究表明,冻结掺和土料的动态应力-应变行为具有显著的应变率敏感性和含石量依赖性。根据试验结果,基于朱兆祥、王礼立和唐志平(Z-W-T)提出的非线性黏弹性本构模型引入含石量参数,构建了动态本构模型,该模型能够较好地预测其动态应力-应变曲线,为寒区工程中冻结掺和土料的动态力学性能评估提供了理论依据。 展开更多
关键词 掺和土料 分离式霍普金森压杆 冲击试验 破坏特征 本构模型
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季冻黄土地区框锚边坡预应力锚杆内力计算方法
2
作者 李伟 李元勋 +2 位作者 李辉 董勤喜 向田 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第4期75-81,共7页
冻融土体与锚杆之间相互作用机理研究的不足,导致工程实践中未能充分考虑土体冻融对锚杆内力的影响。针对该问题,基于西宁市季冻湿陷性黄土冻融循环三轴剪切试验,建立考虑冻融次数影响的湿陷性黄土黏聚力经验关系式;根据锚固体与周围土... 冻融土体与锚杆之间相互作用机理研究的不足,导致工程实践中未能充分考虑土体冻融对锚杆内力的影响。针对该问题,基于西宁市季冻湿陷性黄土冻融循环三轴剪切试验,建立考虑冻融次数影响的湿陷性黄土黏聚力经验关系式;根据锚固体与周围土层的变形协调关系,推导冻融条件下框架预应力锚杆锚固段轴力和剪应力的解析式,将理论计算结果与现场试验结果进行对比验证,并分析冻融次数对锚固段轴力和剪应力的影响。结果表明:随冻融次数的增加,土体黏聚力呈指数型下降,锚固段轴力和剪应力在前3次冻融循环中急剧增大,冻融次数达到7次后趋于稳定;相较锚固段末端,锚固段始端轴力受冻融次数的影响更大,但锚固段始端至末端的剪应力随冻融次数的变化规律基本相同;现场试验结果验证了计算方法的合理性。 展开更多
关键词 土体冻融 框锚边坡 湿陷性黄土 黏聚力 锚杆内力
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P_(1)波在饱和土和饱和冻土介质分界面上的透反射问题研究
3
作者 张嘉伦 马强 蒋汇鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3139-3152,共14页
基于饱和多孔介质和冻结饱和多孔介质中波的传播理论,研究了P_(1)波在饱和土介质与饱和冻土介质分界面上的透反射问题。采用Helmholtz矢量分解原理,结合饱和土与饱和冻土交界面的边界条件,获得P_(1)波从饱和土层入射至饱和冻土层分界面... 基于饱和多孔介质和冻结饱和多孔介质中波的传播理论,研究了P_(1)波在饱和土介质与饱和冻土介质分界面上的透反射问题。采用Helmholtz矢量分解原理,结合饱和土与饱和冻土交界面的边界条件,获得P_(1)波从饱和土层入射至饱和冻土层分界面处的透反射振幅比的解析解。通过数值计算,分析了入射频率、入射角度、饱和土介质中的渗透率以及饱和冻土介质中胶结参数、温度和接触参数等对土层分界面处的透反射振幅比的影响规律。研究结果表明:入射P_1波的传播速度远小于饱和冻土介质中P_(1)波的传播速度,因此当P_(1)波从饱和土介质入射至饱和冻土介质中时将产生临界角,当入射角等于临界角时振幅比将发生突变;饱和土介质中渗透率对波的透反射振幅比影响较小,但其对于反射P_(2)波影响突出;饱和冻土介质中的温度、胶结参数的变化对于波的透反射振幅比的影响显著。 展开更多
关键词 饱和土 饱和冻土 波的传播 反射振幅比 透射振幅比
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MgO活性和摩尔比对碱式硫酸镁水泥强度的影响机理 被引量：6
4
作者 吴成友 苗梦 余红发 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期360-366,共7页
利用Mg(OH)_(2)煅烧分解的不同活性MgO制备了不同摩尔比(n(MgO)/n(MgSO_(4)))的碱式硫酸镁水泥(BMSC),分析了其抗压强度发展规律;结合水化放热、液相电导率、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)等测试手段,分析了其影响机理.... 利用Mg(OH)_(2)煅烧分解的不同活性MgO制备了不同摩尔比(n(MgO)/n(MgSO_(4)))的碱式硫酸镁水泥(BMSC),分析了其抗压强度发展规律;结合水化放热、液相电导率、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)等测试手段,分析了其影响机理.结果表明:当摩尔比为5时,随着MgO活性的升高,BMSC早期1 d抗压强度呈现先增后减趋势,原因是MgO活性越高,水化越快,但MgO活性过高不利于水化强度相(5·1·7相)的形成;BMSC后期抗压强度随着MgO活性的降低而增大,原因是低活性MgO制备的BMSC中5·1·7相结晶程度较高.当摩尔比为7时,BMSC水化过程中出现Mg(OH)_(2)成核和生长的第3放热峰,导致水泥抗压强度出现倒缩.高强度BMSC中孔的类型主要为晶间孔,且水化产物结晶程度越高,孔径越大. 展开更多
关键词 碱式硫酸镁水泥 氧化镁 活性 抗压强度 水化
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二维地基中空沟-波阻板联合隔振屏障分析 被引量：16
5
作者 周凤玺 马强 周志雄 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4087-4092,4115,共7页
针对地基隔振控制,提出了一类新型的空沟-波阻板联合隔振屏障,并对其隔振性能进行了数值分析。首先,利用复伸展坐标变换,在频域内建立了完全匹配层(perfect matched layer, PML)吸收边界的控制方程;其次,利用Galerkin近似技术,给出了以... 针对地基隔振控制,提出了一类新型的空沟-波阻板联合隔振屏障,并对其隔振性能进行了数值分析。首先,利用复伸展坐标变换,在频域内建立了完全匹配层(perfect matched layer, PML)吸收边界的控制方程;其次,利用Galerkin近似技术,给出了以位移为基本未知量的二阶非分裂格式PML的频域有限元计算列式;最后,通过数值算例分析了空沟-波阻板联合隔振屏障的物性参数(地基与波阻板的模量比)、几何参数(空沟深度、波阻板深度)以及载荷参数(振动波频率)等对其隔振性能的影响规律。结果表明,空沟-波阻板联合隔振屏障结合了空沟和波阻板各自的优势,可以有效地控制不同频率振源引起的地基振动。 展开更多
关键词 地基隔振 空沟-波阻板 隔振效果 完全匹配层 有限单元法
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春融期根-土复合体边坡稳定性影响因素研究 被引量：2
6
作者 张小荣 马艳霞 张吾渝 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第11期154-159,共6页
春融期,受冻融影响,季冻区边坡极易出现浅层热融滑塌现象,为研究春融期生态边坡的稳定性,通过室内冻融界面直剪试验,将根系简化为主根型,对比分析了素土及根-土复合体冻融界面处土体的抗剪强度指标变化规律;结合数值模拟,对比分析有无... 春融期,受冻融影响,季冻区边坡极易出现浅层热融滑塌现象,为研究春融期生态边坡的稳定性,通过室内冻融界面直剪试验,将根系简化为主根型,对比分析了素土及根-土复合体冻融界面处土体的抗剪强度指标变化规律;结合数值模拟,对比分析有无冻融界面试样塑性区的剪切破坏情况,建立模型,计算植物根系穿过冻融界面土体时的边坡安全系数。结果表明:随冻融次数增加,素土冻融界面土体抗剪强度损伤程度大于根-土复合体,素土及根-土复合体冻融界面处土体黏聚力均降低,而摩擦角均增加;冻融界面试样的剪切塑性区主要于正融区土体内发展,且剪切塑性区体积明显大于无冻融界面试样;根系穿过冻融界面土体时,显著提高冻融界面土体的抗剪强度,增强春融期边坡的稳定性。研究成果可为季冻区生态边坡工程的设计、施工和维护提供有效的科学依据。 展开更多
关键词 根-土复合体 冻融循环 冻融界面 直剪试验 边坡稳定性
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非饱和土地基中P_(1)波通过波阻板的传播特性研究 被引量：8
7
作者 舒进辉 马强 +1 位作者 周凤玺 李强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1135-1146,共12页
基于单相弹性介质与非饱和多孔介质中波的传播理论和Snell定律,研究了P_(1)波从非饱和土介质中入射到波阻板(wave impeding block,WIB)时的传播特性。推导了P_(1)波在非饱和土地基中通过波阻板后反射波和透射波振幅比的解析解,分析了反... 基于单相弹性介质与非饱和多孔介质中波的传播理论和Snell定律,研究了P_(1)波从非饱和土介质中入射到波阻板(wave impeding block,WIB)时的传播特性。推导了P_(1)波在非饱和土地基中通过波阻板后反射波和透射波振幅比的解析解,分析了反射波振幅比和透射波振幅比与波阻板的剪切模量、密度以及入射角、入射频率、饱和度等各种参数的关系曲线,从而得到这些参数对非饱和土地基中波阻板隔振效果的影响规律。数值结果表明:波阻板隔振屏障的剪切模量和密度对其隔振性能影响较为显著,当波阻板剪切模量和密度在一定范围内时波阻板隔振屏障可获得较好的隔振性能;入射角对波阻板隔振性能影响较大,而入射频率对其隔振效果影响很小。 展开更多
关键词 非饱和土 波阻板 波的传播 反射振幅比 透射振幅比
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矿物掺合料对含硼碱式硫酸镁水泥强度的影响 被引量：2
8
作者 张晓媛 吴成友 +1 位作者 张勇 陈宏度 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期221-227,共7页
将Mg(OH)_(2)作为煅烧MgO的前驱体,同时以在MgO中掺入H_(3)BO_(3)的方式引入杂质硼,采用水化热、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)等测试技术,研究矿物掺合料对含H_(3)BO_(3)的碱式硫酸镁水泥(BMSC)凝结硬化过程的影响机理... 将Mg(OH)_(2)作为煅烧MgO的前驱体,同时以在MgO中掺入H_(3)BO_(3)的方式引入杂质硼,采用水化热、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和压汞仪(MIP)等测试技术,研究矿物掺合料对含H_(3)BO_(3)的碱式硫酸镁水泥(BMSC)凝结硬化过程的影响机理.结果表明:未掺加矿物掺合料时,含H_(3)BO_(3)的BMSC水化放热速率较控制组慢、凝结硬化时间延长,且对BMSC的早期强度影响较大;掺加矿物掺合料后,含H_(3)BO_(3)的BMSC后期强度提高,其中外掺H_(3)BO_(3)的BMSC强度提高更加显著,且进一步延缓了水化放热速率;掺加矿物掺合料后,含H_(3)BO_(3)的BMSC水化结晶相未发生改变,仍为5·1·7相和Mg(OH)_(2),孔隙率较低,原因是矿物掺合料发挥了微集料效应,填充了BMSC内部孔隙,使得内部结构更加致密. 展开更多
关键词 碱式硫酸镁水泥 硼酸 矿物掺合料 抗压强度
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P波在弹性介质与饱和冻土介质分界面上的透反射问题研究 被引量：8
9
作者 蒋汇鹏 马强 曹亚鹏 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期916-929,共14页
基于弹性波在冻结饱和多孔介质与单相弹性介质中的传播理论,研究了平面P波在饱和冻土介质与单相弹性介质分界面上的透反射问题。利用Helmholtz矢量分解定理,根据分界面上的边界条件,获得了平面P波从单相弹性介质入射到饱和冻土介质分界... 基于弹性波在冻结饱和多孔介质与单相弹性介质中的传播理论,研究了平面P波在饱和冻土介质与单相弹性介质分界面上的透反射问题。利用Helmholtz矢量分解定理,根据分界面上的边界条件,获得了平面P波从单相弹性介质入射到饱和冻土介质分界面上透反射振幅比的理论表达式。通过数值计算,分析了在不同入射频率、胶结参数、孔隙率、饱和度和接触参数下,弹性波的透反射振幅比随入射角变化的关系。研究结果表明:P波从单相弹性介质垂直入射到饱和冻土介质分界面上时只有反射P波和3种透射P波产生,当掠入射时只产生反射而没有透射现象发生。入射频率、胶结参数、孔隙率、饱和度以及接触参数等参数对反射波和透射波的振幅比影响显著。 展开更多
关键词 饱和冻土 波的传播 反射振幅比 透射振幅比
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