剪胀性

摘要： 土-结构界面的剪切强度是分析土与结构相互作用的重要参数。通过GCTS压力板仪测定砂土SWCC曲线,用Geotest摩擦-剪切仪开展非饱和砂土与不同粗糙度混凝土界面的32组大型直剪试验,探讨基质吸力及界面粗糙度对界面剪切强度和剪胀性状的影响。试验结果表明:基质吸力和净法向应力对非饱和砂土-混凝土界面的硬化、软化以及剪胀特性有显著影响。随着吸力的增大,非饱和砂土−混凝土界面的表观摩擦角均呈增大趋势,而界面总黏结力呈先增大后减小趋势。界面基质角δb随吸力的增大而减小,且其强度包络呈现非线性特性。界面峰值抗剪强度趋势与界面粗糙度有关,随着粗糙度的提高,界面抗剪强度呈增大趋势。在试验现象的基础上,充分考虑剪胀角对表观摩擦角的影响,提出了一种非饱和土抗剪强度的修正公式,并与试验结果对比验证该模型的合理性。

摘要： 分析了胶结砂砾石料的剪胀特性及其与围压、胶结掺量之间的关系,探讨了Rowe剪胀方程、修正剑桥模型的剪胀方程对胶结砂砾石料剪胀性的适用性,在此基础上提出一种新的胶结砂砾石料剪胀模型。研究表明:修正剑桥模型的剪胀方程不能反映胶结砂砾石料的剪胀性;Rowe剪胀方程在一定程度上能反映粗粒土的剪胀性,但高围压下在压缩阶段低估了其压缩性、而在剪胀阶段则高估了其剪胀性。提出的新剪胀方程是一种二次函数,参数简单,只需通过胶结砂砾石料三轴剪切试验即可确定,利用几种胶结砂砾石料的试验结果能很好地验证其适用性。

摘要： 通过高应力下的三轴剪切试验,分析了堆石料在不同孔隙率、级配及应力状态下的颗粒破碎情况,研究峰值点处颗粒破碎与其剪胀性、软化性及强度特性的关系。结果表明:颗粒破碎以60~20 mm粒径含量降低、小于5 mm粒径含量增加为主,20~5 mm中等粒径颗粒含量变化较小;颗粒破碎率与塑性功之间存在良好的双曲线关系,在当前试验围压范围内存在极限颗粒破碎率;应力-应变曲线中峰值点对应的剪胀率与颗粒破碎率在倒数轴坐标中近似线性相关,与对应的最大主应力比呈线性关系;峰值内摩擦角与对应处颗粒破碎率存在良好的线性关系。

摘要： 为探究含石量对不同围压下砂卵石土的颗粒破碎及抗剪强度与变形特性的影响,利用室内大型三轴试验仪开展了固结排水剪切试验。试验设计了0~100%之间5级含石量,在0.5 MPa、1.5 MPa、2.5 MPa三种不同围压条件下进行固结排水三轴剪切试验。基于试验结果,分析了含石量及围压对砂卵石土抗剪强度和剪胀、剪缩特性的影响,并分析了相应的颗粒破碎情况。试验结果表明,在相同含石量下,砂卵石土抗剪强度随着围压的升高不断增加,体变初期表现为明显剪缩,之后剪胀性随围压升高而降低,颗粒破碎率随围压升高而增加;在相同围压下,含石量在50%~75%时,颗粒破碎率最大,并出现最大抗剪强度,而围压越高,试样剪胀越不明显。

摘要： 密度对粗粒料的力学特性具有重要影响,而传统的土石坝应力变形分析较难考虑密度变化的影响.通过4组不同初始密度的粗粒料大型三轴试验,研究了密度对粗粒料强度和变形特性的影响.基于土石坝分析常用的邓肯-张模型,引入能反映粗粒料变形特征的Rowe剪胀方程,同时考虑密度对模型参数的影响,建立能考虑密度影响的粗粒料非线性剪胀模型.模型拟合结果表明:提出的剪胀模型能较好模拟粗粒料的剪胀性,合理反映粗粒料的力学特性,是一种理论简单、物理意义明确、参数确定方便、工程经验丰富的非线性剪胀模型.

摘要： 砂土的力学特性十分复杂,与其所处的物理状态直接相关,表现为松砂的剪缩以及密砂的剪胀特性,受相对密度和有效围压的共同影响.为有效地描述饱和砂土在不同物理状态下的剪切特性,基于颗粒物质热动力学理论,考虑颗粒层次能量耗散机制,并结合引入状态参数的剪胀方程,发展一个饱和砂土的热力学本构模型.该模型形式较为简单,不涉及屈服准则、流动法则等概念,而是引入颗粒熵和颗粒温度的概念来描述砂土内部的不可逆变形,并通过迁移系数和能量密度函数将饱和砂土内部的能量耗散机制与宏观力学行为建立联系.模型可以反映饱和砂土在剪切过程中由于相对密度和有效围压的变化对土体强度和变形特性的影响.基于模拟计算结果与等向压缩、三轴不排水以及排水剪切试验结果的对比,验证了模型描述饱和砂土剪切特性的能力.

摘要： 珊瑚岛礁主要由颗粒形状不规则、多孔隙、高压缩性、易破碎的钙质砂组成.在进行珊瑚岛礁生态开发建设时,由于其地基土钙质砂具有特殊性,有必要针对颗粒易破碎的钙质砂进行本构模型研究,为设计施工提供参考.本文通过开展不同围压下的钙质砂三轴试验并筛分颗粒,得到应力-应变关系曲线及级配变化曲线,结果表明:对于同一级配、同一密实度的钙质砂,在不同围压下存在不同程度的应变软化和剪胀性,尤其在较低围压下更为明显;存在应变软化和剪胀性的围压范围内,随着围压的增大,其偏应力峰值点和临胀点所对应的轴向应变越大;不同围压下钙质砂颗粒均出现了不同程度的颗粒破碎,且围压越大其颗粒破碎程度越大,细粒含量相对越多.同时,为准确描述考虑颗粒破碎的钙质砂应力-应变关系,基于分形理论和莫尔-库仑理论建立颗粒破碎指标对峰值内摩擦角进行修正,并结合试验数据对"南水"模型中的切线变形模量和切线体积比进行修正,明确了各材料常数的意义,建立了考虑颗粒破碎的钙质砂本构模型.采用Fortran语言将修正的本构模型汇编程序进行模拟,并与试验结果进行对比,两者较为吻合.此外,引用文献中相关试验数据对所建立的考虑颗粒破碎的钙质砂本构模型进行推广验证,表明该模型依然能较为准确地反映钙质砂在不同围压下存在的应变软化和剪胀性.

摘要： 珊瑚岛礁主要由颗粒形状不规则、多孔隙、高压缩性、易破碎的钙质砂组成。在进行珊瑚岛礁生态开发建设时,由于其地基土钙质砂具有特殊性,有必要针对颗粒易破碎的钙质砂进行本构模型研究,为设计施工提供参考。本文通过开展不同围压下的钙质砂三轴试验并筛分颗粒,得到应力–应变关系曲线及级配变化曲线,结果表明:对于同一级配、同一密实度的钙质砂,在不同围压下存在不同程度的应变软化和剪胀性,尤其在较低围压下更为明显;存在应变软化和剪胀性的围压范围内,随着围压的增大,其偏应力峰值点和临胀点所对应的轴向应变越大;不同围压下钙质砂颗粒均出现了不同程度的颗粒破碎,且围压越大其颗粒破碎程度越大,细粒含量相对越多。同时,为准确描述考虑颗粒破碎的钙质砂应力–应变关系,基于分形理论和莫尔–库仑理论建立颗粒破碎指标对峰值内摩擦角进行修正,并结合试验数据对"南水"模型中的切线变形模量和切线体积比进行修正,明确了各材料常数的意义,建立了考虑颗粒破碎的钙质砂本构模型。采用Fortran语言将修正的本构模型汇编程序进行模拟,并与试验结果进行对比,两者较为吻合。此外,引用文献中相关试验数据对所建立的考虑颗粒破碎的钙质砂本构模型进行推广验证,表明该模型依然能较为准确地反映钙质砂在不同围压下存在的应变软化和剪胀性。

摘要： 可燃冰是一种新型清洁能源,广泛分布于深海土体和常年冻土中,对其开采需要深入认识含可燃冰土体的力学特性。该文提出了一种胶结型含可燃冰砂土离散元模型建立方法,并利用该模型完成了排水双轴剪切试验的模拟。通过与前人试验数据对比,验证了该离散元模型的准确性,结合该模型分析了剪切过程中含可燃冰砂土的宏细观变化规律。结果表明:砂土抗剪强度、应变软化特性及剪胀性均随可燃冰饱和度的增加而增加;可燃冰胶结断裂数量的演化与偏应力紧密相关,偏应力达到峰值时胶结断裂数量增长速率最快;剪切过程中剪切带内外土体的胶结断裂、颗粒运动、孔隙率变化均表现出明显的差异。通过对模型粘结断裂率、剪切带内外局部孔隙率等细观指标的分析,对土体的偏应力变化、体积变化等宏观现象的机理做出了更进一步的阐释。

摘要： 本文在经典离散颗粒模型基础上引入了一种与颗粒配位数相关的破碎模式,并基于颗粒流软件PFC2D应用FISH语言开发了相应的程序代码.数值算例考察了颗粒破碎对颗粒材料诱导各向异性和剪胀性的影响.结果表明颗粒破碎可削弱颗粒材料剪胀特性及诱导各向异性.此外,还考察了破碎模式对剪胀性及诱导各向异性的影响.

摘要： 孔压静力触探(CPTU)能够很好地提供地层信息和评估岩土参数，但是是否能够评价土体积的变化特点。目前还不是很明确。基于地球物理方法，利用土电阻率静力触探RCPTU试验，来评价原位测试中砂土的剪胀性。基于重塑砂土在恒定体积条件下与非扰动砂土的对比分析，在一定的假定和边界条件下给出了典型的结果。剪胀性参数可以结合CPTU确定土层和岩土特性来直接测定而且具有可靠快速的优点。

摘要： 三维应力状态下粗粒料的变形性状对土石坝的沉降尤为重要.通过大型真三轴试验系统,对粗粒料开展了等小主应力等中主应力系数加载试验.试验结果表明:小主应力较小时,粗粒料的剪胀性较强,随着小主应力的增大,粗粒料的剪缩性逐渐增强.中主应力系数从0增大到0.5时,粗粒料的剪胀性基本上是逐渐减小的,而当中主应力系数增大到0.75时,剪胀性又有所增强.大主应变均表现为压缩变形,小主应变均产生膨胀变形,中主应变在一般三维应力状态下表现为压缩变形,而在常规三轴应力状态下中主应变则产生膨胀变形.

摘要： 依据胶凝砂砾石料三轴试验结果,分别采用广义双曲线及二次函数对胶凝砂砾石料的应力应变曲线与体变-轴向应变曲线进行拟合用以修正邓肯-张本构模型,并将修正邓肯-张模型的弹性模量Et与泊松比m参数引至广义位势理论的简化多重势面模型,建立一个新的适用于胶凝砂砾石料的弹塑性本构模型;该模型既保留了邓肯-张模型在参数确定方面的简单性,又可弥补邓肯-张模型在反映胶凝砂砾石料应力应变特性、剪胀性、塑性应变等方面的不足;试验验证结果表明:基于广义位势理论的胶凝砂砾石料弹塑性本构模型计算结果与试验结果吻合良好,从而证明了新模型的合理性.

摘要： 采用干装敲击法和湿装夯实法制各50％相对密实度的饱和细砂,进行了常规三轴压缩CTC、等应力三轴压缩TC、减压三轴压缩RTC三种应力路径下的固结不排水(CU)剪切试验,综合分析了成样方法及应力路径对中密细砂力学特性的影响.试验结果表明:各应力路径条件下,成样方法对试验结果均有显著影响,中密状态的饱和细砂试样均表现出显著的剪胀性,RTC路径试样的剪胀性最强;应力路径对试样的有效内摩擦角和峰值有效主应力比基本没有影响,但成样方法对此影响显著.

摘要： 采用长江科学院大型低摩阻加载式真三轴仪,对堆石坝工程粗粒土进行了一系列不同中主应力系数条件下的真三轴试验和平面应变试验,研究了中主应力对粗粒土的应力变形的影响规律.试验结果表明,中主应力比b一定时,应力-应变关系曲线的斜率和峰值强度随着固结压力的增大而增加,在低围压条件下,体变关系曲线在加载过程中表现为先剪缩后剪胀的特性,而在高围压下,整个加载过程中表现剪缩的特性;固结压力一定时,随着b值的增大,应力在峰值后的软化现象和脆性破坏特征愈加明显,体变全过程曲线表现出剪胀特征对应的固结压力越来越低,小主应变-大主应变关系曲线的斜率绝对值增大.试验强度达到峰值时,相应的剪胀性几乎同时达到峰值.

摘要： ABAQUS作为有限元计算平台,具有强大的非线性计算和前后处理功能,标准ABAQUS程序仅包含一些通用土体本构模型,缺少针对性,因而有必要针对土木工程具体问题进行二次开发.剪胀性是砂土最重要的特性之一,其变形主要取决于砂土的当前状态,而基于状态相关砂土本构模型能较好地反映砂土剪胀性.利用二次开发工具和UMAT数据接口程序,采用隐式积分算法将基于状态相关砂土本构模型嵌入到标准ABAQUS程序中,并将有限元数值计算结果与试验数据及理论计算值比较,并进行单元敏感性分析,结果表明,子程序运行稳定可靠,不仅充分利用ABAQUS方便、快捷的前后处理和强大的非线性求解平台,而且可以完成更复杂、更切合实际土体应力应变关系的有限元数值计算,拓展了ABAQUS在土木工程领域的计算能力.

摘要： 钱塘江两岸广泛分布着冲海积粉土.通过大量的三轴固结不排水CU和固结排水CD试验，探讨饱和粉土的应力应变性状和剪胀特性。试验表明，钱塘江冲海积粉土显著的特性之一是在剪切中膨胀，剪胀主要与粉土的密度和围压有关。CU试验中密(e=0.739～0.866)的原状样在围压600kPa范围内剪切膨胀，稍密(e=0.890～0.906)的击实样在围压低于400kPa剪切膨胀。由于粉土膨胀的本质不排水强度在剪切中保持增加，对于这种情况就没有惟一的“不排水强度”:CD试验稍密(e=0.889～0.945)的击实样在围压低于400kPa时剪切膨胀。钱塘江冲海积粉土的剪切破坏要经历一个大的变形过程，固结排水剪切过程的应力应变性状可分为4个阶段。取应变继续而没有进一步体积变化的临界状态做破坏标准，确定粉土排水剪切强度指标较合理。

摘要： 采用大型三轴试验仪,进行不同应力状态下的红砂岩粗粒土三轴试验,研究粗粒土在不同应力状态下的剪胀性和剪胀趋势影响因素.试验研究表明围压对粗粒土的剪胀性具有明显影响,在不同围压状态下,红砂岩粗粒土整体表现为高压剪缩低压剪胀,并且低围压下表现出先剪胀后剪缩趋势.当围压＜200 kPa时,体积增量比dεv/dε1为负值,土样表现为剪胀趋势;当围压＞400 kPa时,体积增量比dεv/dε1在整个剪切过程中为正值,土样表现为剪缩趋势.粗粒土剪胀趋势还随着轴向总应变发展而改变,开始时剪胀明显,随着轴向应变增加剪胀趋势缓减.粗粒土Rowe模型剪胀参数K值离散性较大,充分反映粗粒土剪切过程中粗、细颗粒间变形不协调性,并且随着总应变值ε1的增加,K值离散性减小.本试验结果认为红砂岩粗粒土的Rowe剪胀模型参数K=20～25.

摘要： 本文总结了近年来在粗粒土方面的试验工作进行,介绍了粗粒土剪胀性、蠕变性、试验成果的不确定性方面的研究成果,并根据球形颗粒三轴试验成果论证了一般粗粒土的变形机理.试验成果表明:作为一种散体材料,土颗粒间的位置排列和粒间作用对粗粒土的力学性质有重要的影响,许多问题都涉及到粗粒土组构问题.并简要介绍了正在进行的粗粒土组构研究的初步成果.

摘要： 本发明公开了一种具有压剪耦合特性的手性拉胀超构材料结构及其制备方法，将不同形状的多边形手性结构周期排列并相互连接，使其同时具有优异的压剪耦合特性和拉胀特性，且连杆相交处以圆形方式连接，在承受载荷时通过内凹和旋转两种变形机制产生负泊松比行为，从而形成很强的吸能抗冲击特性；仿真结果表明，该结构具有显著的压剪耦合和拉胀特性，在工业应用上具有广泛前景。

摘要： 本发明涉及能够经浇注和固化以在基底上形成微复制图案并且还能够在接触水时溶胀以便从所述基底剥离的物质组合物。本发明还公开了由这些组合物形成的水溶胀性丙烯酸类聚合物以及在纳米压印光刻中使用所述组合物的方法。

摘要： 本发明涉及吸收性物品，它包括显示出溶胀、消溶胀和再溶胀行为的吸收性组合物。确切地说，本发明的吸收性组合物在暴露于含水液体之后溶胀并吸液，消溶胀并从溶胀后的吸收性组合物中释液，并且能再溶胀和吸液。溶胀-消溶胀-再溶胀行为允许在吸收性复合材料和吸收性物品中获得增强的液体分配。

摘要： 本发明公开了一种具有压剪耦合特性的手性拉胀超构材料结构及其制备方法，将不同形状的多边形手性结构周期排列并相互连接，使其同时具有优异的压剪耦合特性和拉胀特性，且连杆相交处以圆形方式连接，在承受载荷时通过内凹和旋转两种变形机制产生负泊松比行为，从而形成很强的吸能抗冲击特性；仿真结果表明，该结构具有显著的压剪耦合和拉胀特性，在工业应用上具有广泛前景。

摘要： 本发明涉及一种胀流性杂化动态聚合物，其中至少含有玻化性胀流性，且其中含有凝胶点以上的普通共价交联与含有动态单元。所述的胀流性杂化动态聚合物具有优良的胀流性，其中的普通共价交联为其提供良好的结构稳定性，其中的动态单元具有动态可逆性，为其提供协同胀流性、分子级和微观自修复性能、形状记忆性能以及提高材料的强度、韧性与抗破坏性。所述的胀流性杂化动态聚合物可用作吸能材料、韧性材料、形状记忆材料等，广泛应用于抗冲击防护、减震、阻尼、吸音、消声、包装、医疗、交通等。本发明还涉及一种实现所述杂化动态聚合物胀流性的方法，以及以所述胀流性杂化动态聚合物作为吸能材料进行吸能的吸能方法。

摘要： 本发明涉及一种可塑性胀流性聚合物，其具有可塑性与至少含有玻化性胀流性；所述的可塑性胀流性聚合物中至少含有玻化性胀流性聚合物成分与至少一种动态单元，且其中不含有凝胶点以上的普通共价交联。该可塑性胀流性聚合物的交联结构具有动态可逆性，赋予材料可塑性、自修复性、可回收性、可再加工性以及形状记忆性，可用作吸能材料、自修复材料、韧性材料、形状记忆材料。本发明还涉及一种实现可塑性聚合物胀流性的方法，以及以所述可塑性胀流性聚合物作为吸能材料进行吸能的吸能方法。

摘要： 本发明涉及一种力响应的胀流性聚合物，所述的力响应的胀流性聚合物含有玻化性胀流性以及可选地含有动态性胀流性、缠结性胀流性、分散性胀流性、气动性胀流性。所述的力响应的胀流性聚合物中还含有至少一种力敏成分/组分，在机械力作用下，其中的力敏成分/组分发生化学和/或物理变化，实现力致响应。所述的力响应的胀流性聚合物可应用于吸能材料、自修复材料、韧性材料、形状记忆材料、力感应材料。本发明还涉及一种实现所述的力响应的胀流性聚合物胀流性和力响应性的方法，以及以所述的力响应的胀流性聚合物作为吸能材料进行吸能的吸能方法。

摘要： 本发明涉及能够经浇注和固化以在基底上形成微复制图案并且还能够在接触水时溶胀以便从所述基底剥离的物质组合物。本发明还公开了由这些组合物形成的水溶胀性丙烯酸类聚合物以及在纳米压印光刻中使用所述组合物的方法。

摘要： 本发明涉及吸收性物品，它包括显示出溶胀、消溶胀和再溶胀行为的吸收性组合物。确切地说，本发明的吸收性组合物在暴露于含水液体之后溶胀并吸液，消溶胀并从溶胀后的吸收性组合物中释液，并且能再溶胀和吸液。溶胀-消溶胀-再溶胀行为允许在吸收性复合材料和吸收性物品中获得增强的液体分配。

摘要： 本发明公布了一种基于电阻率孔压静力触探的装置及饱和砂土剪胀性评价方法，该方法基于电阻率孔压静力触探装置，该装置的顶部为电源同轴电缆（1），电源同轴电缆（1）下方为绝缘材料（2）与环形电极（3）组成的电阻率传感器，在该电阻率孔压静力触探装置的下半部自上而下顺序连接有摩擦筒（4）和孔隙水压力传感器（5），在摩擦筒（4）的下方连接有孔压过滤环（7）和锥形探头（6）。该基于电阻率孔压静力触探的新方法具有原位、准确、方便、经济等特点，为岩土工程勘察与地基处理效果评估实践提供强有力的检测、评价工具。