【摘 要】
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采用DIL806热膨胀仪,通过室内试验系统研究了不同影响因素对高庙子压实膨润土样品热膨胀性能的影响,获得了膨润土样品热膨胀系数随干密度、升温速率、含水率和环境气氛等条件的变化规律.试验结果表明:膨润土样品的热膨胀系数随着干密度的增大而增大;样品热膨胀系数随初始含水率的升高而降低;高含水率的膨润土样品,其热膨胀系数随升温速率的升高而增大,含水率为0的试验样品其热膨胀系数随升温速率的升高略有下降;对于同一干密度和含水率的试验样品,空气氛围环境下样品的热膨胀系数要高于氩气氛围环境下的热膨胀系数.研究成果对分析膨
【机 构】
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国家原子能机构高放废物地质处理创新中心,北京 100029;核工业北京地质研究院中核高放废物地质处置评价技术重点实验室,北京 100029
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采用DIL806热膨胀仪,通过室内试验系统研究了不同影响因素对高庙子压实膨润土样品热膨胀性能的影响,获得了膨润土样品热膨胀系数随干密度、升温速率、含水率和环境气氛等条件的变化规律.试验结果表明:膨润土样品的热膨胀系数随着干密度的增大而增大;样品热膨胀系数随初始含水率的升高而降低;高含水率的膨润土样品,其热膨胀系数随升温速率的升高而增大,含水率为0的试验样品其热膨胀系数随升温速率的升高略有下降;对于同一干密度和含水率的试验样品,空气氛围环境下样品的热膨胀系数要高于氩气氛围环境下的热膨胀系数.研究成果对分析膨润土的热膨胀性能,评价高放废物处置缓冲材料的长期稳定性具有一定的参考依据.
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采动条件下岩体发生渐进损伤诱使裂隙萌生、发展和贯通,继而形成导水通道诱发突水灾害.该过程涉及裂隙演化及岩石损伤等问题,使得突水灾害具有动态复杂性的特点.显然,从理论上准确解译突水通道及其演化规律是十分困难的,需要依靠现场监测和数值模拟手段.为此,从“岩体变形破裂过程中,微震现象的主要本质是裂隙的扩展”学术观点出发,建立了基于微震反演裂隙的各向异性损伤模型,并将该模型与FLAC3D数值模拟分析相结合,期望将岩体宏观力学行为与裂隙发展相联系.最后,将研究成果应用到张马屯铁矿注浆帷幕突水通道分析中:对帷幕失稳区
土工合成材料加筋土挡墙具备优良的抗震性能,但是,国内外现行的加筋土挡墙筋材动拉力计算方法存在地震动参数选用不尽合理的问题,一方面可能带来结构安全隐患,另一方面也造成了工程界的疑虑.基于此,在前期工作的基础上应用非线性动力有限元法分析了高加筋土挡墙在不同地震激励作用下的地震响应,重点讨论了强震作用下筋材拉力的影响因素.分析结果表明,加筋土挡墙的地震响应同时决定于地震动频谱特性、强度、以及加筋土挡墙对地震动的放大效应,这种综合效应是地震波的传播特点与填土的弹塑性性质共同决定的.加筋土挡墙主动区质心处的根方加速
渗流作用下细颗粒在多孔介质中的迁移穿透与堵塞规律对于防止岩土内部侵蚀、提高人工渗滤设施性能具有重要意义.为此,以砾石为填料,基于X-CT技术开展了多孔介质内颗粒在渗流作用下的迁移与堵塞规律研究.研究结果表明,颗粒在多孔介质中的穿透率总体上随着渗流流速的增大而增大,但不同粒径比工况下,渗流流速对穿透率影响呈现出较大差异.通过X-CT扫描发现,小粒径比(dss/dfs)下,颗粒在后期呈现稳定的竖向分布,呈现堵塞状态,而在大dss/dfs条件下,竖向累积截留曲线呈直线分布且持续变化,表明颗粒发生持续穿透.在此基
基于Fredlund和Hasan的非饱和土一维固结理论,将非饱和地基假定为双层,引入层间渗流连续条件,得到双层非饱和土地基一维固结控制方程.采用Laplace变换将偏微分方程组转化为常微分方程组,求解得到双层非饱和土地基在单面、双面渗透边界条件下超孔隙压力和沉降在Laplace域内的解;并利用Crump数值方法实现Laplace逆变换,最终得到时间域内双层非饱和土地基一维固结的半解析解.通过与已有文献和有限差分解的结果比较,验证了所得半解析解的有效性.基于得到的解答,结合算例考察了不同层间渗透系数比下,双
为探究温度对污染物运移进程的影响,建立了考虑热效应的污染物在土中扩散、渗透和固结耦合模型,该模型不仅能够体现污染物运移过程中土体物理特性及输运性质的动态变化,同时实现了扩散、渗透和固结机制的耦合.在验证模型有效性的基础上,分析了热扩散、热渗透、热固结及其综合效应对污染物运移规律的影响.结果 表明:热扩散、热渗透能够显著加快污染物运移,且随着索雷特系数和热渗透系数的增大,热扩散和热渗透效应对污染物运移的促进作用增强.而热固结效应则能够减缓污染物运移,但随着土体热膨胀系数的增加,垫层底部污染物积累质量浓度变化
针对内张钢圈加固后的盾构管片结构,现有研究中多基于理想界面假设,忽略了钢-混凝土连接界面非连续变形特性,无法对结构的承载性能和破坏机制做出精细分析.将内聚力模型与扩展有限元方法相结合,考虑了加固结构连接界面的非连续变形特性,建立了可精确描述裂缝扩展过程的内张钢圈加固结构三维实体非线性模型,并利用足尺试验结果验证了计算的正确性,实现了钢与混凝土两种不同材料连接界面滑移破坏及开裂等劣化行为的动态模拟,弥补了试验的不足.在此基础上,对顶部超载与地层荷载作用下加固结构的力学性能展开分析,研究结果表明:顶部超载作用
采用含水率、电导率、弹性波速及无侧限抗压强度等指标,结合试样表观及微结构变化研究了含盐土遗址在融雪或降雨入渗的初始条件下经历冻融循环的劣化机制.结果 表明:在冻融循环过程中,试样含水率因融雪与降雨入渗的水分补给及蒸发散失而先增加后减小并趋于稳定,盐分随水分迁移后分别在试样高度5,3.5 cm处富集;水分入渗增加了土粒间的水膜厚度,试样弹性波速和无侧限抗压强度显著下降;随着冻融循环的进行,水分蒸发散失,试样波速和强度逐渐回升,盐分和降水形式是影响试样强度恢复的关键因素.当Na2SO4含量大于0.4％时,其含
土体中锚板的上拔过程存在复杂的锚土相互作用,掌握其变形及破坏机制对于确定锚板的极限承载力和优化设计具有重要的意义.采用三维物质点法(MPM)模拟了砂土中圆形锚板的上拔过程,探究了不同埋深条件下土体的位移场分布及锚板的上拔破坏机制,并结合极限平衡法研究了砂土密实度、锚板尺寸和埋深等因素对其极限承载力的影响.结果 表明,临界埋深比主要受土体性质影响,受锚板直径的影响较小.当埋深比小于临界埋深比时,土体表现为浅埋破坏,破坏面延伸至地表,其形状在松砂中为圆台状,在密砂中为曲面状;当埋深比大于临界埋深比时,土体中的
采用管棚预先对浅埋软弱围岩进行支护时,对管棚力学响应的精确预测是保证管棚结构设计合理性的重要依据.在管棚的弹性地基梁分析模型基础上,考虑掌子面失稳段对管棚约束的弱化,建立基于Pasternak弹性地基梁理论的管棚分析模型来预测预支护段开挖时管棚的受力和变形.利用Euler-Bernoulli梁的控制方程以及Pasternak弹性地基约束反力分布方程,推导出单循环进尺下管棚受力和变形的解析表达式,并通过考虑隧道施工动态过程,提出计算管棚全长范围力学响应的方法.综合分析管径、开挖进尺长度等主要技术参数对管棚力
砂土的初始剪切模量Gmax是反映土体刚度的一个重要的力学参数.利用多方向的弯曲元测试技术,对取自波斯湾人工岛礁的钙质砂小应变初始剪切模量进行研究,分析了不均匀系数Cu、平均粒径D50及应力历史对钙质砂水平(GHH)和垂直平面(GHV和GVH)上剪切模量的影响.结果 表明:各向同性固结下,钙质砂的Gmax各向异性显著,表现为GHH值大于GHV和GVH;Gmax随着平均粒径D50增大而增加,但随着不均匀系数Cu增大而降低;卸载阶段的Gmax高于加载阶段的Gmax值;将不均匀系数Cu、平均粒径D50和超固结比O