国家自然科学基金(51208211)
- 作品数：21 被引量：57H指数：5
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- 相关机构：华南理工大学广州城建职业学院广东省电力设计研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金亚热带建筑科学国家重点实验室自主研究课题中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：建筑科学化学工程交通运输工程更多>>
- 桩承式路堤中土拱效应产生过程可视化分析被引量：12
- 2015年
- "土拱效应"在提高桩承式路堤承载能力方面发挥着重要的作用。现今关于"土拱效应"的研究主要采用现场原型试验和数值模拟及其在此基础上的理论计算。借助于传统的光弹试验技术,研制出一种直径3 mm、透明度较高的聚碳酸酯光弹颗粒,用于近似模拟桩承式路堤中的土颗粒,通过自制的加载装置和光测力学图像处理系统,实现多种条件下路基内部应力分布的可视化,重点观测模型内部力链网格的产生、分布及变化规律,试验结果表明:填土高度会对土拱的形成及形状产生极大影响,填土高度太小,斜向力链会因缺乏扩展空间无法闭合而不能形成拱结构,随填土高度增加,土拱由三角拱向半圆拱或梯形拱过渡;荷载的大小变化不会影响土拱效应的出现,但会对土拱的结构形状产生较大影响;随桩距比的增大,土拱由三角拱向半圆拱或多拱演化,当桩距比大于3∶1时,土拱效应开始减弱直至消失,路堤承载能力大幅下降。
- 房营光侯明勋谷任国陈平
- 关键词：土拱效应
- 土体直剪力学特性颗粒尺度效应理论与试验研究被引量：2
- 2015年
- 土体是一种颗粒物质,其强度与变形特性具有显著的颗粒尺度效应。根据土体颗粒间的连结性状和微重比,将土颗粒划分为基体颗粒与加强颗粒。构建了反映土体内部材料信息和颗粒特征信息的土体胞元,基于应变梯度理论建立可以描述土体颗粒尺度效应的土体胞元模型。设计一系列饱和重塑土的直接快剪试验以研究土体直剪力学特性的颗粒尺度效应,并定量计算了土体胞元模型的应变梯度和內禀尺度等微细观计算参数。试验结果表明,土体的剪切屈服应力随加强颗粒体积比和平均应变梯度的增加而增加,且与加强颗粒体积比呈近似线性关系,与平均应变梯度呈抛物线关系;加强颗粒粒径对土体的剪切屈服应力影响不明显。土体剪切屈服应力的试验结果与土体胞元模型的预测结果一致。
- 冯德銮房营光
- 关键词：应变梯度
- 土体力学特性颗粒尺度效应的理论与试验研究被引量：5
- 2015年
- 土体是一种复杂的颗粒体系,其强度与变形具有显著的颗粒尺度效应。为考虑土体不同尺度土颗粒对其宏观力学特性的影响,根据土颗粒间相互作用产生的黏聚和摩擦物理效应而非纯粹几何尺寸,划分土颗粒尺度层次以构造反映土体内部材料信息和颗粒特征信息的土体胞元。基于土体不同尺度结构层次上力学响应的特征,引入微重比的概念,建立具有多尺度分层次理论框架的胞元土体理论,解释土体力学特性颗粒尺度效应的物理机制,把微细观土力学理论从定性分析推进到定量计算的水平。设计一系列饱和重塑土的三轴不固结不排水剪切试验对土体的颗粒尺度效应进行测试,并定量计算胞元土体理论的应变梯度和內禀尺度等微细观计算参数。试验和理论计算结果均表明,土体强度和变形的颗粒尺度效应随加强颗粒的体分比增加以及粒径减小而增强,反映出土体强度和变形显著的颗粒尺度效应;土体强度和变形尺度效应的理论预测与试验结果具有较好的一致性。
- 冯德銮房营光侯明勋
- 关键词：偶应力
- 基体含量对土体屈服强度影响的试验分析
- 2022年
- 土体的强度特性与其颗粒的矿物成分、粒度几何尺寸大小及相对含量密切相关,具有尺度效应。为探究基体的含量和增强颗粒对土体剪切屈服强度的影响,以高岭土为基体、以不同粒径的石英砂为增强颗粒,均匀混合,制备不同比例含量的人工土,进行系列直接剪切试验与三轴不固结不排水试验。针对基体含量较小的试样,结合试验分析,提出了能够解释其力学机理的土基体膜-增强颗粒模型,为进一步的理论研究奠定基础。
- 谷任国严子威房营光郑世豪
- 关键词：三轴试验直剪试验
- 矿物成分对沉降分析法影响的试验研究
- 2022年
- 土颗粒矿物成分不同,其颗粒形状和表面物理化学特性不同,因而其在水溶液中的沉降速率不同,将对颗粒粒度成分的沉降分析法结果产生影响,目前这方面的研究很少。本文采用激光散射法和沉降分析法对相同目数的石英、长石、高岭石和蒙脱石试样进行了颗粒粒度分布的对比试验,探讨不同矿物成分对沉降分析法的影响。试验结果表明,分别用激光散射法和沉降分析法测得的非黏土矿物石英、长石颗粒粒度分布曲线特征差异不大,而黏土矿物高岭石和蒙脱石的差异显著,分析表明黏土矿物颗粒表面吸附水膜会影响颗粒的等效密度进而影响颗粒的沉降速率,另外黏土矿物颗粒为片状,偏离沉降分析法中的颗粒形状为球体的假设,也是导致沉降分析法所得颗粒粒度分布曲线与激光散射法所得曲线差异显著的原因。本文研究成果可为沉降分析法的完善提供参考。
- 谷任国朱奕曜房营光王培旭
- 关键词：粒度分布沉降分析法
- 基于颗粒介质的桩承式路堤土拱效应试验分析被引量：1
- 2015年
- 土拱效应的形成和荷载传递机制是进行桩承式路堤中桩土相互作用分析的关键性技术问题。为了探究宏观土拱效应形态的演化过程,借助于传统的光弹试验技术,研制出一种直径为3 mm的聚碳酸酯颗粒,通过自制的加载装置和光测力学图像处理系统,实现了桩承式路堤内部应力分布的可视化,直接观测到模型内部力链网格的产生、分布及变化,求得不同高跨比下桩土应力比变化,并与数值模拟的对比分析。结果表明,随着高跨比的减小,土拱形状由三角形变为半圆形,桩土应力比逐渐减小,当填土高度与桩间距的比值H/S?1时,可以形成完整的土拱;当H/S?1时,土拱效应开始消失。
- 房营光侯明勋谷任国冯德銮陈平
- 关键词：土拱效应有限元
- 土体介质强度尺度效应的理论与试验研究被引量：3
- 2013年
- 为考虑土体微细观结构特征对其宏观强度特性的影响,根据土颗粒的大小及其连结性状,以一定的尺寸界限将土体分成基体和加强颗粒2种介质,基于应变梯度理论,引入适应基体与加强颗粒变形相容性要求的几何协调微裂纹概念,建立可描述土体强度尺度效应并具有多尺度理论框架的基体–加强颗粒模型。该模型揭示土体的强度与内禀尺度、应变梯度、基体性质以及加强颗粒的粒径和级配有关。设计一系列非饱和重塑土的三轴固结不排水剪切试验以研究土体的强度尺度效应并定量计算反映土体强度尺度效应的内禀尺度参量。试验结果表明:土体的屈服应力随加强颗粒粒径的减小而增加且与加强颗粒含量之间呈线性关系,与内禀尺度之间呈抛物线关系;内禀尺度随加强颗粒的粒径和含量以及基体液性指数的增加而增加且与加强颗粒含量之间呈抛物线关系;土体屈服应力的试验结果与基体–加强颗粒模型的预测结果一致。研究成果对土体的强度理论发展有一定的参考价值。
- 房营光冯德銮马文旭谷任国何智威
- 关键词：土力学应变梯度
- 基于有效孔隙分布特征的黏土渗透系数公式推导
- 2023年
- 常用的渗透系数经验公式未能较好地考虑黏土的孔隙结构及矿物成分对土的渗透性影响,造成黏土渗透系数计算值与实测值具有较大的偏差,有必要对常用的渗透系数经验公式进行修正。首先考虑土的孤立孔隙、表面孔隙,并结合水层对黏土渗透性能的影响,定义对黏土渗流贡献最大的连通孔隙为有效孔隙,并给出针对黏土渗流的有效孔隙率计算方法,然后结合孔隙分布特征推导出渗透系数公式。选取广州市南沙区原状土及重塑土进行渗透试验对比,发现修正的渗透系数公式计算结果与实测值偏差较小,远优于传统斯托克斯孔隙流渗透系数公式计算结果。
- 房营光徐亚飞谷任国吴永康
- 关键词：经验公式黏土
- 地面堆载下高压电塔变形失稳原因数值分析
- 2023年
- 针对广州市南沙软土地区高压铁塔在堆土荷载作用下的变形破坏现象,运用Abaqus有限元软件,并考虑软土的高灵敏特性,对扰动区软土进行强度折减,对堆载作用下软土地基高压铁塔基础的变形破坏行为进行模拟,揭示邻近堆土荷载作用下深厚软土层中塔基变形的影响机理。结果表明,受扰动地区的浅层淤泥在地面填土荷载产生的附加应力作用下发生破坏、流动,此外铁塔东面为河涌、河流,地势比铁塔桩基础顶面低,形成临空坡面,淤泥层更易发生剪切破坏并往临空面流动,从而导致塔基产生更大的变形以致高压电塔失稳。
- 谷任国詹立贵房营光
- 关键词：地面荷载深厚软土高压输电塔桩基变形强度折减
- 微电场效应对土体渗透特性的影响被引量：4
- 2015年
- 利用蒸馏水和不同电解质离子浓度的孔隙液对饱和人工土进行渗透试验,研究不同矿物成分及离子浓度的极细颗粒土渗流的微电场效应。研究发现:相同固结压力时,孔隙液浓度n越大,固结排水速度越快,渗流的微电场效应越明显,且孔隙液浓度在中段时,土样渗透系数的增长速度较快。粘土矿物成分含量的变化也会导致颗粒表面微电场的改变:高岭土含量较高时,颗粒之间存在自由水而出现"渗孔",孔隙液浓度增大导致渗透性显著提高;反之,膨润土含量较高时,孔隙液浓度对渗透性的影响不明显。
- 周晖房营光梁健伟谷任国
- 关键词：人工土
