苯乙烯——马来酸酐共聚物磺酸钾的合成及分散性能

合成了苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物,并在N.N-二甲基甲酰胺(DMF)中以氯磺酸为磺化剂进行磺化.再用KOH中和得到共聚物的磺酸钾盐类.分散性能测定表明,该阴离子表面活性剂对碳酸钙垢具有良好的分散作用.     

固废材料固化路基土的强度与耐久性研究

为开发一种新的水泥替代品,实现降低施工成本、发展绿色经济的作用,以省道S308项目为依托,设计了无侧限抗压强度试验与干湿循环试验,探究了电石渣与粉煤灰两种工业固体废弃物对线路粉质黏土固化后的强度发育与耐久性,得到主要结论如下:①随着养护时间提升,电石渣固化土无侧限抗压强度提升,电石渣最优掺量为干土质量的10％;②10％与15％掺量电石渣固化土具有一定抵抗干湿循环的能力,而5％掺量电石渣固化土在6次干湿循环后强度已基本丧失;③随着粉煤灰的掺入,电石渣固化土体系强度明显增高,粉煤灰掺量在20％附近时达到最优,这是由于粉煤灰的加入使得体系变得密实,且形成了一定的胶凝材料.     

应力交变下微型土压力计的标定及应用

为了研究土压力计在不同应力状态下的敏感系数,利用镶嵌有微型土压力计的模型桩,按照两种方式设计应力交变加载模式进行标定:(a)从初始零应力状态分级加载—卸载至零;(b)从初始零应力状态加载到应力最大值,分级卸载—加载,逐渐到零应力状态。研究结果表明:初始应力为零的加载曲线线性较好,敏感系数可用线性函数进行拟合;初始应力不为零的加载曲线线性也较好,敏感系数也可用线性函数进行拟合;而卸载曲线包含显著的非线性和滞后效应,此时敏感系数就不是一个固定值,可采用指数曲线来进行拟合。将获取的标定系数应用于水平受荷模型桩的桩身应力分析中,在加载过程中3.5D~5.5D深处桩身应力一直变大,且变化幅度最大。研究成果可为水利工程中板桩、抗滑桩等水平受荷桩桩身截面尺寸及配筋设计提供参考。     

粒径对膨胀土无荷膨胀率的影响研究

为了研究粒径大小对重塑土无荷膨胀率试验结果的影响,在符合现有规范的试验条件下,将某地基泥岩碾碎成1~2 mm、0.1~1 mm、0.1 mm的三种不同粒径,进行不同比例组合搭配的重塑土无荷膨胀率试验。试验结果表明:不同粒径大小的膨胀土样的无荷膨胀率试验结果有很大差异,并且不同粒径组合下的无荷膨胀率试验结果呈正态分布趋势,且峰值处的无荷膨胀率值为该重塑土稳定、可靠的无荷膨胀率值,无荷膨胀率试验结果接近峰值处无荷膨胀率值的粒径级配为该重塑土的最佳级配。经过分析得到使重塑土无荷膨胀率结果稳定、可靠的粒径级配是1~2 mm、0.1~1 mm、0.1 mm的土粒质量比为0∶100∶0,即使重塑土无荷膨胀率试验结果稳定可靠的粒径范围为0.1~1 mm。在该粒径范围内的重塑土无荷膨胀率试验结果最为真实、准确。     

新疆某黄土的土水特征及其分形描述

本研究采用新疆某引水渠道边坡的黄土填料进行土水特征曲线试验,研究压实度和应力水平对土料的土水特征的影响规律。针对试验结果,本研究首先采用经典的van Genuchten模型进行曲线拟合。然后采用分形理论进行土水特征曲线的比较分析。结果表明:(1)随着压实度的增加,土水特征曲线向下移动;随着轴向应力的增加,土水特征曲线也会有所下移;(2)相应于孔隙分布,该土料的土水特征曲线具有明显的分形特性;(3)在相同压实度下,不同应力水平的SWCC分形拟合基本平行。采用本文所述的分形方法,在已知不同应力水平下的孔隙率时,可较为合理的从一个应力水平下的土水特征曲线推求其它应力水平下的土水特征曲线。     

基于ANSYS的土石坝地基沉降数值模拟

近年来,大型水枢纽工程的地段沉降数值模拟应用越来越广泛,其使用价值和理论意义在这些领域变得尤其突出。鉴于不同土坝段坝线长度、岩性、工程基质不同,坝体及地基易发生破坏,针对石坝段地基沉降问题,借助ANSYS软件进行有限元法三维建模计算。工程模拟结果显示:沉降量过大时,易发生危险且不满足设计使用要求,采用挤密砂桩地基处理方法加固地基较为有效。本文结果可为土石坝段地基加固提供参考。     

非饱和黏性土直剪强度特性及其修正分析

为研究非饱和黏性土的直剪强度特性,采用非膨胀土及两种不同干密度的弱膨胀土进行了包含低应力状态下8种不同上覆压力的直剪试验。试验结果表明,随着上覆压力的增大,最大剪应力及所对应的剪切位移逐渐增大,试验中低应力状态下测定的土体凝聚力小于高应力状态,且试验中的上覆压力对膨胀性土凝聚力的影响大于非膨胀性黏土;而低应力状态下测定的土体内摩擦角大于高应力状态。对直剪试验中上下盒接触面积减小对抗剪强度参数测定的影响进行了分析,分析表明,接触面积减小对抗剪指标有影响,但极其微小。提出对膨胀土边坡浅层破坏进行稳定性分析时应采用低应力下的抗剪强度参数。     

基于微观孔隙通道的饱和/非饱和土渗透系数模型及其应用

从微观角度揭示土体变形对饱和/非饱和渗透系数的影响机理,建立相应的预测方法,对于饱和/非饱和土的渗流分析及水力耦合研究具有重要的科学意义。利用流体力学理论,建立了微观孔隙通道渗透系数与等效孔径的关系,在此基础之上,结合毛细理论建立了饱和/非饱和渗透系数与土-水特征曲线的关系模型,并利用已有试验数据验证了模型的合理性。结合该模型与变形条件下土-水特征曲线预测方法,对变形条件下武汉黏性土饱和/非饱和渗透系数进行预测,结果表明黏性土在压缩变形条件下:饱和渗透系数呈数量级的减小,预测值与实测值均吻合较好;双对数坐标下,非饱和相对渗透系数在进气值之后随基质吸力增加而减小,不同初始孔隙比条件下其斜率近似不变,整体呈现"毛刷型"分布,相同基质吸力条件下,初始孔隙比越小,相对渗透系数越大;非饱和渗透系数,进气值之前近似为饱和渗透系数,进气值之后随基质吸力增大而减小,不同初始孔隙比的变化线近似重合。     

根土复合体依赖根系含量的力学特性及非线性破坏准则

为研究植物根系对根土复合体力学特性的影响,开展不同根系含量下的根土复合体三轴试验,分析了根土复合体依赖根系变化的力学特性,建立了根土复合体非线性破坏准则。研究结果表明：根系通过提供抗拉能力来提高土体抗剪强度,根主要影响土体黏聚力,对内摩擦角影响较小;当根系含量为0.36%时,黏聚力增加了64.91%;主应力差随应变的增加显著,当轴向变形>2%时,主应力差变化缓慢;试样破坏时表现为剪胀破坏,产生纵向裂缝;随着围压的增大,根土复合体破坏的剪胀效应减弱;初始切线模量随围压及含根量的增大而增大;根土复合体破坏应力比最大值为0.99,最小值为0.63;基于含根量的变化,非线性强度破坏准则反映了根土复合体的破坏特性,破坏包络线在低围压下表现为非线性,高围压下为线性,线性与非线性变化的临界应力与围压的大小有关。     

基于模态分解和云粒子网络的大坝基岩地震动输入研究

在大坝抗震安全评价中基岩地震动输入多采用实测数据或人工生成等方式,而当坝址仪器损坏或历史震害资料不足时,确定基岩地震动就变得尤为困难。本文提出对大坝基岩地震动进行反演的研究思路,并开发了基于经验模态分解和云粒子网络的分解—训练—反演混合模型,在不依赖场地历史震害资料的情况下,仅用少量周边测站数据即可确定大坝的基岩地震动。首先,选取坝址周边地表及基岩的地震动实测记录,采用经验模态分解法将地震加速度序列分解;其次,通过粒子群算法建立与神经网络连接权值的映射,采用云理论优化粒子群算法的全局寻优能力,建立反演模型,将分解后的加速度序列作为训练集进行反演训练;然后,选取与大坝处于相似地质情况的地表实测地震动信息,结合反演模型对大坝基岩输入地震动进行反演;最后,以紫坪铺大坝为研究实例,通过对比传统输入方法,验证该模型的适用性。结果表明：本文所提的混合模型综合性能稳定,能较好地反演地震加速度序列,模型决定系数均大于0.9,平均绝对百分比误差均在11%左右;采用本文反演得到的基岩地震动进行计算,较已有研究成果计算误差降低0.79%~17.28%,与工程实际动力响应更为吻合。本文方法可为解决大坝基岩输入地震动的获取提供一条新途径。