高能量冲击下淤泥土体能量传递规律试验研究
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冲击碾压法若干方面的探讨一、冲击碾压法概述冲击碾压是利用三边形或五边形重轮来产生集中冲击能量对填筑土石方进行压实。
与传统的振动压路机相比,冲击碾压将一般碾压机具的高频率、低振幅振动改为低频率、高振幅振动,压实冲击能量可增加10倍(以25kJ三边形冲击压实机为例),在2m深度内压实效果明显。
[1]冲击碾压也能有效改善浅部土层的强度和承载力特性,明显提高浅部土层的强度指标。
二、研究现状冲击压实技术最早于上世纪50年代由Aubrey Berrange提出,经历多年研究之后,80年代该技术趋于成熟。
90年代之后该技术在全世界范围内开始推广,1995年由南非兰派公司将这种压实设备传入我国,引起了我国科技人员的重视,道路与机场科技等人员对它经历了从不了解到逐步推广,直到广泛应用的过程。
日本、美国、德国等发达国家在20世纪90年代便将冲击压实技术广泛地应用于机场工程、地基加固、水坝填筑、地基填筑等工程实践中,并制定了相关的标准。
目前,冲击压实技术己在我国14个省、市共60多项工程中得到了应用。
这些工程在专业类型方面涉及机场、道路、水坝等。
机场工程包括香港新赤腊角机场、首都机场、广州白云机场、重庆万州机场、贵州兴义机场、新疆且末机场和华北某军用机场等;在公路方面有八达岭高速公路、京珠高速公路、河北宣大高速公路和石黄高速公路、宁夏桃同高速公路、甘肃天兰高速公路、青海以及新疆东部的西徨、马平高速公路和西塔公路及平阿公路、陕西地区的西禹高速公路和陕北地区的黄延高速公路、广东莞深高速公路、重庆渝黔高速公路、黑龙江大齐高速公路等高等级公路。
[2]在工程性质方面涉及填土压实、软土处理、地基补强、破碎原道面等。
在土质方面涉及黄土、块片石、砂土、粘土、软弱土等。
在黄土地区,由宣大高速公路所得施工技术参数表明,即冲击碾压40遍以后,土的干密度增加很少,甚至有稍许减少。
不同碾压遍数下,深度80cm以上的干密度明显地低于上部的数值,160cm处为 1.29-1.41g/cm3和天然状态的1.29-2.34 g/cm3相差无几;西惶公路湿陷性黄土地基冲压处理得到参数,当冲压遍数由10遍增加到30遍后,地表下80cm以内平均压实度明显提高:而80cm-120cm内平均压实度提高较小。
不同水压下的黏土孔压传递规律试验倪春海;宋林辉;王宇豪;付磊【摘要】对于在不同固结压力下固结的黏土,当对其施加不同水压时,其中的孔压分布和传递规律是解决地下结构上的水压力大小、基础抗浮计算以及边坡稳定分析等岩土问题的关键.现利用研制的试验设备对黏土开展试验,进行渗流状态和静水状态下孔压传递规律分析.试验结果表明:不论是渗流状态,还是静水状态,黏土内各点孔压趋于稳定所需时间均随固结压力的增大而变长,即固结压力越大,孔压传递越慢;因水压引起的超静孔压,渗流状态下的黏土内各点孔压偏离线性分布,表明黏土中的孔隙水未完全与外部水形成水力联系;静水状态下的黏土内各点孔压传递与理论一致,呈线性分布,不过当水压小于固结压力时,土体内各点孔压会略小于理论水压值,但依然呈线性变化.【期刊名称】《南京工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】7页(P68-73,82)【关键词】黏土;渗流状态;静水状态;孔压传递【作者】倪春海;宋林辉;王宇豪;付磊【作者单位】南京工业大学数理科学学院,江苏南京211800;南京工业大学数理科学学院,江苏南京211800;南京工业大学数理科学学院,江苏南京211800;南京工业大学数理科学学院,江苏南京211800【正文语种】中文【中图分类】TU411社会的发展使工程活动引起的与地下水作用有关或受其控制的工程地质、水文地质和环境地质问题日趋严重[1]。
其中孔隙水压力一直是岩土领域的研究热点,现有成果主要集中在分析土体固结时超静孔隙水压力的消散规律[2-3],且研究很深入,甚至涉及循环荷载[4]和孔压滞后的影响[5],此外还涉及压桩过程中的孔压消散[6]以及地下水浮力中的孔压作用方面的研究[7-9]。
但对水压或水位变化时黏土内孔压分布方面的研究较少,主要在一些工程实测中有所涉及。
如谢红强等[10]通过对重庆主城排水过江盾构隧道主体结构上的水压力进行了现场跟踪测试,发现水压力一般等于或略小于长江静水压力,完整围岩段的水压力较之破碎段或岩层交界段的水压力要低;刘志强等[11]在抽水过程中发现除砂土外,土层中的孔隙水压力变化存在着不同程度的滞后效应,其滞后程度由大到小为粉质黏土、粉土、细砂;孙保卫等[12]通过测试工程场地孔隙水压力发现潜水在越流补给承压水的过程中,具有较大的水头损失。
灌注桩的静载与高应变检测的对比摘要:高应变动力试验具有经济、简便、快速等优点,越来越多地得到工程应用。
本文依据某工程钻孔灌注桩和挤扩支盘灌注桩试桩的高应变动力试验结果和静载试验结果的对比分析,对高应变动力试验技术检测灌注桩承载力进行了应用分析研究。
结果表明,在基桩进行静动对比试验的基础上,高应变动力试验技术可以很好的检测桩的承载力,满足工程要求,具有可行性,值得推广。
关键词:灌注桩;高应变动力试验;静载试验引言桩基是建筑物基础的主要形式,桩基承载力的确定是桩基硏究中的主要问题。
确定桩基承载力的方法有动测法(以高应变法为代表)和静载法:(1)高应变法(HighStrainTest),简称HST法,即利用高能量的冲击力,产生沿桩身纵向传播的波动检测桩的竖向承载力和桩身完整性。
(2)静载试验是在试验桩桩顶逐级施加持续荷载,记录荷载、位移与时间的关系,分析、确定单桩的承载能力。
试桩分为鉴定性试桩和破坏性试桩。
鉴定性试桩一般在实际工程的桩上进行,破坏性试桩则是在专供破坏试验的桩上进行,取得桩达到破坏时的试验资料,以此确定桩破坏有关参数。
1、高应变动测法高应变检测技术是利用弹性波理论测试基桩承载力和桩身完整性的一种手段,是用重锤给桩顶一竖向冲击荷载,使桩、土之间产生一定的塑性位移,以充分激发桩周土侧阻力和桩端土阻力,通过安装在桩顶以下桩身两侧对称的力和速度传感器,量测力和桩土系统响应信号,应用应力波理论分析处理力F(t)和速度W (t)时程曲线,从而判定桩的承载力和桩身完整性。
高应变动测常用分析方法为Case法和实测曲线拟合法,这两种方法的现场测试和数据采集是完全一样的,用应变式力传感器和加速度传感器分别量测平均应变和平均加速度,并量测锤击的贯入度或锤击数。
加速度信号经数字积分得到速度信号(t)乘以测点处桩身阻抗Z(Z=ρAC=EA/C),得到力F=ZV的时程波形,力的时程波形是用测得的桩身应变得:F=C2ρεA,测试得到两根实测波形F(t)和K(t),包含有被测桩桩身阻抗变化和土阻力(桩承载力)的信息。
爆破能量传递规律研究与应用摘要:本论文主要通过分析爆破过程中,纵波与横波在崩落体内的传播,确定了崩落地质体的主要因素,根据其崩落岩体的特点,改善了崩落方案及中深孔装药参数,提高了爆破效果,减少了成本浪费,降低了劳动强度,收到了事半功倍效果,为企业生产已经创造的巨大的利润及财富。
关键词:能量参数爆破在采场爆破过程中,由于爆破能量的作用,引起岩体或矿体的开裂与粉碎。
如何有效的提高爆破能量的利用率,可使得爆破作业达到事半功倍的效果,否则会再现能量严重浪费,人力、物力严重浪费的现象。
1 炸药爆炸的基本特点在炸药爆炸过程中,由于爆破最高温度达到2500℃以上,此温度足以熔化炮孔孔壁上的围岩,另加上原炸药爆炸产生的气体,使得孔内气压急剧增大,但由于围岩的弹性作用,孔内气压在达到围岩允许抗拉强度前,反复作用,逐渐增大,当其超过围岩允许拉应力时,便可使用权围岩发生破坏。
在产生粉碎区的同时,孔径增大,降低了起始气体的压强,但仍超过围岩的最大抗压强度,从而在粉碎区外产生裂隙区,因此爆破后,有自由面的崩落体可首先崩落下来,无自由面的不能产生崩落。
只因爆破作用在极短的时间内完成。
2 用爆破法破碎岩石特征共使得此爆破过程分为四个区域,即:粉碎区、裂隙区、片落区、震动区。
各爆破破碎区域的特点:(1)邻近炸药岩石破碎,稍远处有裂隙,分别叫做粉碎区和裂隙区。
(2)远端炸药端的岩石破碎成碎块,叫做片落区。
(3)在粉碎区裂隙区与片落区之间,无明显变形,只有弹性变形,只有弹性变形形成的区域叫震动区。
(4)炸药量不同,各区的范围不同,当药量增大到一定程度后,粉碎裂隙,片落三片之间扩大,而震动区不存在。
3 爆破过程中的应力传递分析爆破破碎岩石的特点是炸药爆炸后,在岩体内产生瞬时高压冲击波即应力波。
其波速比音速大的多。
冲击波从爆源向岩体传播。
岩石受到应力波作用后,在岩体体内产生两个作用:一个是压力波从爆源向岩体传播;另一个是爆炸气体生成物的静压力作用,产生推动作用,形成纵波,即长波。
土壤冲击特性的实验研究
皮爱如;沈兆武;王肖钧
【期刊名称】《振动与冲击》
【年(卷),期】2003(022)003
【摘要】本文利用分离式Hopkinson压杆研究了土体在不同应变率条件下的冲击动态力学性能,发现土体有明显的应变率效应,与静载相比,冲击荷载下土的动强度和动模量均有很大的提高.
【总页数】3页(P28-29,20)
【作者】皮爱如;沈兆武;王肖钧
【作者单位】中国科学技术大学力学与机械工程系,合肥,230026;中国科学技术大学力学与机械工程系,合肥,230026;中国科学技术大学力学与机械工程系,合
肥,230026
【正文语种】中文
【中图分类】O33;TU4
【相关文献】
1.泥石流龙头冲击特性模型实验研究 [J], 何晓英;陈洪凯;唐红梅;朱绣竹
2.限流器用第二代超导带材的电阻和冲击特性实验研究 [J], 王邦柱;张京业;戴少涛
3.泥石流浆体冲击特性实验研究 [J], 何晓英;唐红梅;朱绣竹;陈洪凯
4.铝合金格栅夹层结构水下抗冲击特性的实验研究 [J], 任鹏;张伟;刘建华
5.矿用自卸车油气悬架振动冲击特性实验研究 [J], 索雪峰;焦生杰;王刚锋
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普通混凝土落锤冲击动态力学性能试验研究刘练;霍静思;刘艳芝;王海涛;谭清华【摘要】为研究普通混凝土材料的动态冲击力学性能,利用改进的落锤冲击试验装置,对C30混凝土圆柱体进行低速冲击试验.为降低落锤冲击惯性效应并获得稳定的加载速率,试验采用不同厚度的橡胶或海绵作为波形整形材料;采用20 mm厚橡胶时可消除惯性力影响,延长加载时间,使试件纵向应力趋于均匀分布,并实现恒定速率加载.试验结果表明:冲击荷载下混凝土破坏形态与静载下相同,动态增大系数(DIF)、极限应变与吸收能量随应变率增加而增加,在本文试验参数范围内应变率对混凝土应力-应变曲线形状影响较小.对已有混凝土动态力学性能试验结果进行统计和对比,验证了CEB2010规范公式偏于保守地描述了DIF与应变率的关系,且本文的研究结果填补了应变率10-1/s~100/s范围内试验数据.%In order to investigate the dynamic behavior of ordinary concrete under impact loading, the low-speed impact tests on C30 concrete cylindrical specimens were carried out by using an improved drop hammer test setup. The rubber and sponge with different thickness were used as shaper to reduce the impact inertia effect and obtain steady loading rate. The 20 mm thick rubber pad significantly reduced the inertia effect and prolonged the loading time duration. The longitudinal stress of the specimens tended to uniformly distribute and led to a constant loading rate. The test results show that the concrete failure mode under impact loading is the same as that under static loading. Furthermore, dynamic increase factor (DIF), ultimate strain and energy-absorption increase with the increase of strain rate. However, it is found that within the test parameters of this paper, the strain rate haslittle effect on the shape of stress-strain curves of concrete. Moreover, the dynamic tests on concrete from the literature were further summarized and compared. The formula recommended by CEB2010 can conservatively describe the relationship between DIF and strain rate. The results in this paper filled in the blank within the strain rate range of 10-1/s~100/s for the existing testing data.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2018(015)006【总页数】9页(P1415-1423)【关键词】落锤冲击;混凝土;波形整形;惯性力;动态增大系数【作者】刘练;霍静思;刘艳芝;王海涛;谭清华【作者单位】湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙 410082;湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙410082;华侨大学土木工程学院,福建厦门 361021;湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙 410082;湖南大学土木工程学院教育部建筑安全与节能重点实验室,湖南长沙 410082;国防科技大学指挥军官基础教育学院,湖南长沙 410072【正文语种】中文【中图分类】TU528.1;TU502+.6近年来,国内外恐怖袭击和意外等突发事件频发,这些突发事件导致的爆炸和撞击等冲击荷载对工程结构的安全性构成巨大的威胁。
研究探讨Research314落石冲击力扩散规律研究叶鹏(重庆交通大学河海学院,重庆400074)中图分类号:G322 文献标识码:B 文章编号1007-6344(2019)04-0314-01摘要:基于有限元Ansys软件进行数据模拟,所建立的模型对落石的冲击过程作一动态模拟。
落石造成的冲击力在水平方向与竖直方向的应力扩散速率均不相同,当落石质量相同,而下落高度不同时,竖向冲击力大小以10%~20%的变化率递减,而水平方向则以5%左右的速率递减,并在一段时间之后趋于平稳。
扩散水平位移与竖向位移的变化率在冲击开始时间段内较大,一段时间之后逐渐减小并趋于稳定。
当落石的质量相同时,只改变下落高度,且高度每增加1m左右,扩散角度的大小就会增加2.5%~5.8%;而当下落高度不变的情况下,质量每增加1kg,扩散角度的大小仅会改变0.3%~1.6%,并且在之后的一段时间趋于平稳。
关键词:落石;动态模拟;应力扩散速率;扩散角度1 研究现状在我国,尤其是西南地区,危岩落石灾害频繁发生,经常造成交通阻断及交通事故,给地区交通建设运营产生不良的影响,也给国家人民带来了财产损失和人员伤亡。
所以,对于危岩的防治处理及防治方案的选择,研究落石冲击力的扩散有着现实的意义[1]。
落石冲击力是落石防治结构的重要设计荷载,但是目前对于落石冲击力的计算方法不是很成熟,且落石冲击不同垫层后,落石冲击冲击力如何扩散,扩散后作用在结构上的力如何确定,这些都是还没有较好解决的科学问题。
所以,找出落石冲击的扩散规律以及绘制冲击力扩散的图像,可以为扩大理论公式的使用范围提供相关的实验数据。
2 研究内容采用理论研究,实验研究与数值模拟相结合的方法,针对不同质量的落石,下降高度等条件进行全面研究。
利用Ansys有限元软件来分析落石冲击垫层的过程更加直观,清楚。
准确地研究落石冲击力大小使得在选择危岩落石防治方案上有了依据。
模拟实验的目的就是为了研究变形区域内的冲击力扩散情况以及力传递的情况。
静动力排水固结法最佳冲击能研究及应用李彰明;王茜;赖建坤;胡新丽;张林浩【期刊名称】《施工技术》【年(卷),期】2016(045)017【摘要】静动力排水固结法可有效用于处理淤泥类超软土地基,在综合考虑土层承载力特征与等效排水能力及其变化等因素基础上,对最佳冲击能加以分析确定,建立该法软土地基最佳冲击能理论模型,导出最佳冲击能计算公式及给出其参数确定方法;并以大型淤泥地基处理工程为背景,进行实际应用.模型理论计算和现场实测结果对比表明:静动力排水固结法用于超软土地基处理,且应力扩散角按现场实测取值时,被加固软土顶面上夯击产生的最大附加压力较合理值为其承载力特征值的2~3倍;该最佳冲击能模型能合理描述实际淤泥地基处理工程各过程结果及机制,表明了其适用性及合理性,为静动力排水固结法处理软基科学设计及过程质量控制提供了依据与有效计算公式.【总页数】5页(P20-24)【作者】李彰明;王茜;赖建坤;胡新丽;张林浩【作者单位】广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州 510006;广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州 510006;广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州 510006;广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州 510006;广东工业大学土木与交通工程学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】TU472【相关文献】1.静动力排水固结法中冲击震动传播规律及应用研究 [J], 邱骏伟;李彰明2.静动力排水固结法在软土加固中的效果探讨 [J], 徐文强;曹胜敏3.静动力排水固结法在软土加固效果分析 [J], 文学传4.静动力排水固结法加固软基效果评价研究 [J], 肖政5.动力排水固结法的研究及应用概况 [J], 雷学文;白世伟因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
冲击荷载下淤泥土不同深度固结规律研究的开题报告一、选题背景和意义:淤泥土是广泛分布在河流、湖泊和海洋中的一种地质物质,由于其松散、易液化等特性,淤泥土在水利工程、海洋工程、建筑工程等领域有着广泛的应用场景。
然而,在实际工程中,淤泥土常常会遭受冲击荷载的作用,例如波浪、水流等,这将对淤泥土的稳定性和承载力等性能造成重要影响。
因此,研究淤泥土在冲击荷载下的固结规律具有重要的理论和实际意义。
二、研究目的和内容:本研究旨在通过实验和数值模拟方法,研究不同深度的淤泥土在不同冲击荷载作用下的固结规律,包括固结速率、固结量、有效应力等参数,以探究淤泥土的应力-应变特性及其对淤泥土稳定性的影响。
具体研究内容包括:1. 文献综述,总结国内外关于淤泥土固结规律研究的最新进展和成果;2. 设计并开展实验,模拟不同深度的淤泥土在不同冲击荷载作用下的变形变化过程,并测量其固结量、固结速率、有效应力等参数;3. 基于实验结果,建立淤泥土固结模型,分析淤泥土在冲击荷载下的固结规律;4. 利用数值模拟方法,进一步探究淤泥土在冲击荷载下的固结规律,并与实验结果进行比较验证;5. 分析淤泥土在冲击荷载下的稳定性特征,探究其应用于不同工程场景下的可行性和问题。
三、研究方法和技术路线:本研究采用实验和数值模拟相结合的方法,其中实验部分将主要包括室内试验和室外试验两部分,具体试验内容包括冲击荷载装置的设计和制造、淤泥土样品的采样与制备、应力-应变变化过程的监测及参数的测量等。
数值模拟部分将采用有限元方法,建立淤泥土固结模型,并运用ANSYS或ABAQUS等常用软件进行模拟分析和结果验证。
技术路线:1. 文献综述与理论分析2. 实验设计与数据分析3. 数值模拟建模与结果验证4. 研究成果分析与应用探究四、研究预期结果:通过本研究,预期可以获得以下成果:1. 建立淤泥土在冲击荷载下的固结模型,探究淤泥土固结规律及其特性;2. 分析淤泥土应力-应变特性,探究其对淤泥土稳定性的影响;3. 探究淤泥土在冲击荷载下的稳定性特征,分析其作用于不同工程场景下的可行性和问题;4. 提出一些有效的防止淤泥土液化的措施,为水利、海洋、建筑等领域的工程安全和可靠性提供参考依据。