土工格栅拉拔试验模型优化及加筋特性研究

目前土工格栅加筋提高工程的安全性广受关注,为研究土工格栅摩擦系数、网孔尺寸对其加筋特性的影响,采用PFC3D建立土工格栅拉伸试验模型和拉拔试验模型,并对2种试验模型进行优化。将土工格栅拉伸应力-应变关系按其应变量分段,开发了记录试验过程中土工格栅的应变并根据该应变与分段界限应变间大小关系来改变格栅的法向、切向黏结刚度的FISH程序。在保持土工格栅试样尺寸及各参数不变的条件下,分别开展不同格栅摩擦系数和不同网孔尺寸的数值拉拔试验。结果表明:按土工格栅应变量对其拉伸特性进行分阶段模拟的方法可使模拟结果更加准确;优化后的土工格栅拉拔试验模型计算结果与室内试验结果更加吻合;土工格栅的摩擦系数及网孔尺寸对加筋特性的影响明显,孔径比为5. 0左右时的加筋效果最佳。建议在选用加筋材料时应考虑土工格栅摩擦系数和网孔尺寸与填料粒径之间的匹配关系。     

悬索桥主缆索寿命期内可靠度指标确定方法∗

以某工程为背景,应用Midas civil并基于主缆面积、弹性模量和极限强度的时变模型对主缆进行腐蚀模拟,其后,在车辆疲劳荷载作用下得到疲劳应力幅,并对Manson-Coffin公式进行修正得到主缆在寿命期内的S-N曲线,由此估算出主缆关键位置在寿命期内的疲劳寿命,利用Matlab编制主缆关键位置在寿命期内的失效概率和可靠度指标计算程序。研究表明:除锚固和索塔位置外,主缆其它位置应力均呈对称分布;在寿命期为100年时,索塔位置疲劳应力幅变化量最大,锚固位置疲劳寿命最低且可靠度指标退化最快;主缆可靠度指标与使用年限、当地环境、主缆长度以及基准长度存在一定关系,最终给出了悬索桥主缆索在腐蚀条件下的可靠度指标计算公式。     

一种土工合成材料加筋土界面拉拔行为分析∗

为研究试验过程中不同位置的筋土界面拉拔行为,以补充试验测量的不足,提出了一个能够预测筋材任意位置拉力和位移的界面拉拔公式,并给出了其具体的应用和分析步骤。首先预测给定筋材长度的最大峰值拉力,然后在最大峰值拉力范围内预测给定峰值拉力的筋材有效长度,其次确定界面摩擦系数大小,最后预测沿筋材任意位置的位移变化关系。同时,对界面拉拔公式进行了参数影响分析,并将界面拉拔公式预测结果与试验结果进行对比。研究结果表明:界面摩擦系数可以间接验证界面拉拔公式的准确性,对拉拔试验结果提供一致性解释。界面拉拔公式的预测结果与拉拔试验结果吻合良好,表明了分析模型的合理性。研究成果对分析和完善筋土界面特性具有重要意义。     

金尾矿与土工格栅界面摩擦特性的试验

尾矿坝加筋设计时,土工格栅与尾矿界面摩擦特性是影响加筋结构安全稳定的重要因素。通过室内拉拔试验,分析了上覆压力、含水率和拉拔速率3个试验条件对筋-尾矿界面摩擦参数的影响。结果表明:含水率对似黏聚力和似摩擦角的影响显著,但随含水率增大似黏聚力与界面摩擦强度变化趋势一致,都呈现先增大后减小的规律,在含水率变化情况下的界面参数选取中主要考虑似黏聚力;拉拔速率对似摩擦角比对似黏聚力的影响大,且似摩擦角与界面摩擦强度都随拉拔速率增大而增大,但似摩擦角增大速率逐渐减缓,随拉拔速率加大,对界面参数的主要影响开始由似摩擦角向似黏聚力转变;在不同尾矿含水率或拉拔速率情况下似摩擦系数均随法向应力增大呈非线性递减,可用二次抛物线拟合反映二者关系,且含水率对似摩擦系数的影响比拉拔速率对其的影响大,而在法向应力一定情况下,似摩擦系数随含水率的变化与对应界面参数似黏聚力的变化规律相同,随拉拔速率的变化与对应的界面参数似摩擦角的变化规律相同。     

垃圾堆体固有渗透与孔隙度协同演化特征实验研究

为探讨上覆载荷作用下垃圾堆体渗透特性的变化规律,采用自制的生活垃圾渗透率/孔隙度测试实验装置,研究了不同载荷、不同压实密度及不同含水率对垃圾堆体固有渗透率和孔隙度变化规律的影响,并构建了固有渗透率与孔隙度之间的协同表征模型。结果表明,压实密度与上覆载荷呈指数递增的变化形式;随着含水率的增大,垃圾固有渗透率显著降低;垃圾固有渗透率随孔隙度的减小呈现指数递减,传统K-C模型无法描述这一变化规律,而幂函数形式(κ=AnB)和线性形式(lg(κ)=a+blg(n))2种协同表征模型均与实验结果达到了良好的拟合效果,验证了2种模型的可靠性;随着模型尺度的增大,固有渗透率从10-15m2量级增加至10-12m2量级,孔隙度从0.378增加至0.685。