动三轴试验

摘要： 沿黄河高速公路建设过程中,黄河泥沙作为路基填料的可行性已经得到验证和重视,然而目前有关黄河泥沙作为路基填料的动力特性的研究较少.本文利用英国GDS动态三轴试验系统,对取自黄河中下游郑州段的泥沙进行应力控制的动三轴试验,探究了围压、相对密实度和试验频率对黄河泥沙动剪应力–动剪应变关系、动剪切模量G和阻尼比D的影响,绘制了动剪应力–动剪应变关系骨干曲线和滞回曲线.结果表明,黄河泥沙的动剪切模量、阻尼比与剪应变关系可以用Hardin双曲线模型描述,围压对G和D的影响较大、试验频率对G和D的影响较小.综合与其他土体的动力特性对比表明,黄河泥沙动剪切模量折减曲线规律以及阻尼比D曲线规律和其他土体相符,其动力特性更接近于粉土和砂土,但与其他土体并不完全一致,具有一定的特殊性.最后,本文考虑了围压、相对密实度的影响,并结合现有经验公式,建立可以较好描述黄河泥沙最大动剪切模量Gmax与围压、孔隙比关系的经验公式,同时建立了动剪切模量比G/Gmax和D的数学模型,拟合结果显示,建立的模型能较好地描述黄河泥沙的G/Gmax和D随剪应变的变化规律.

摘要： 鉴于中外对阻尼比的确定方法没有达成共识的现状,以福建标准砂(粒径0.5~1.0 mm)为试验对象,采用不排水应力控制动三轴试验,对比分析现有阻尼比确定方法:传统法、Das法、Kokusho法、Kumar法、互相关函数法,评价其差异性。结果表明:总体上,5种阻尼比确定方法确定的阻尼比差异性较大,Kumar法确定的阻尼比最接近平均阻尼比,互相关函数法远高于平均阻尼比,Das法和Kokusho法确定的阻尼比基本一致但低于平均阻尼比,传统方法远低于平均阻尼比。可见加载方式为应力控制时,可采用Kumar法确定阻尼比。

摘要： 为研究交通荷载下加筋砾性土的动力特性,以土工格栅为加筋材料,开展了多级长期循环荷载下无筋、平铺、环形竖向及环形立体组合加筋等不同加筋形式的半正弦循环荷载下加筋饱和砾性土动三轴试验,同时也进行了半正弦循环荷载下土体阻尼比计算公式的推导,并研究了加筋层数和围压对环形立体组合加筋砾性土阻尼比、骨干曲线等动力特性的影响规律。试验结果表明:多级循环荷载下砾性土试样的阻尼比呈现前期增大随后减小的规律,阻尼比在动应变达到1%左右达到峰值,且加筋能够减小砾性土试样的阻尼比;Hardin-Drnevich模型适用于描述加筋砾性土的骨干曲线,且模型参数a、b与围压和加筋层数之间分别存在线性关系和指数关系,基于此提出适用于不同围压、不同加筋层数下环形立体组合加筋砾性土的骨干曲线方程。

摘要： 以合肥某高速公路膨胀土为研究对象,利用GDS真动三轴仪对不同粉煤灰掺量与不同围压条件下的改良膨胀土进行分级荷载动力试验,研究改良膨胀土动弹性模量与阻尼比的变化规律。结果表明:掺入粉煤灰可以显著提高膨胀土的动弹性模量,当掺灰率小于10%时,改良土动弹性模量E_(d)及其峰值E_(dmax)随着掺灰率的增大而增大,当掺灰率大于10%时,改良土E_(d)与E_(dmax)随着掺灰率的增大而减小;改良土阻尼比λ随着围压的增大而增大,每50 kPa能提高5%~10%,但掺灰率对阻尼比无明显影响。

摘要： 为了研究滇池泥炭质土中有机质成分对于土体动强度特性的影响,对不同有机质含量的饱和重塑泥炭质土进行室内动三轴试验,研究了不同有机质含量、固结压力、振动频率对重塑泥炭质土的动强度曲线的影响,分析了不同有机质含量、振动频率及循环振次控制条件下重塑泥炭质土的动强度指标的变化规律。结果表明:重塑泥炭质土的动剪应力在其他条件相同时,均随着固结压力、振动频率和有机质含量的增加而增大。其中有机质含量对重塑饱和泥炭质土的动强度影响最大,土体动强度指标随有机质含量增加呈明显正相关性。重塑饱和泥炭质土动强度受荷载振动频率的影响较小,动强度指标总体上随振动频率的增大有小幅提升。循环振次则对重塑饱和泥炭质土动强度呈负相关影响。

摘要： 滞回曲线反应结构在反复受力过程中的变形特点、刚度变化及能量损耗,是确定应变回弹模型的基础。通过GDS动三轴试验,研究不同围压、加载频率、动应力幅值下磷尾矿改良膨胀土滞回曲线变化规律。采用滞回曲线中单个滞回圈面积S、滞回圈近似椭圆的长轴斜率k、滞回圈短轴与长轴之比α及单次循环的残余应变ε_(p),结合循环荷载产生的应变进行定量研究。研究结果表明:膨胀土在循环荷载作用下的滞回曲线呈倾斜椭圆形,S和ε_(p)随动应变增大而增大,围压、频率增大使S和ε_(p)减小;k随围压、频率的增大而增大,而动应变的增加使k值减小;α随围压、频率的增大而减小。磷尾矿改良膨胀土较未改良膨胀土的S、α、ε_(p)值均增大,k值减小。

摘要： 采用双向循环动三轴试验装置研究了在K0固结条件下垃圾土试样在轴向力不变,仅改变围压的情况下的累积孔压及轴向应变的发展特性,根据垃圾土中孔隙水压力及土体轴向应变在发展过程中的不同现象,总结了有效围压、循环应力比以及加载频率对垃圾土内部动孔压及轴向应变发展的影响.研究表明,随着频率的降低、循环应力比的增大、固结围压的增大,垃圾土的超孔压增大,而轴向应变则减小.同时,采取福建标准砂试样作为对照组,对比了两种试样在相同的加载条件下的动力响应,对垃圾土动力的特性有了更系统的认识.

摘要： 以山东济南和黑龙江大庆的两种低塑性黏性土为研究对象,在不同围压、动偏应力、含水率和冻融循环次数条件下,开展两种压实黏性土动三轴试验确定其回弹模量M_(R),研究季节性冻土区域干湿、冻融共同作用对天然路基土M_(R)的影响规律。试验结果表明:试样冻融循环次数越多、含水率高,围压对M_(R)的贡献越大。动偏应力有两种刚度效应,即动偏应力下因土体逐渐压实产生的刚度增强效应和动偏应力反复剪切造成的土体结构破坏而产生的刚度衰减效应。高塑性土体M_(R)对含水率变化较为敏感,但敏感性随冻融循环作用显著降低。两种土的M_(R)在前3次冻融循环中衰减明显,随着冻融循环次数的继续增加,M_(R)基本保持不变。

摘要： 利用WYS-2000大型动三轴试验机,采用分级加载逐级施加轴向动荷载,研究不同固结比和围压下砂砾料滞回曲线的形态特征的变化规律。试验结果表明:砂砾料属于黏弹性材料,不同初始加载位置所对应的砂砾料滞回曲线形态与土体的滞回曲线形态相似;相同动应力水平条件下,围压和固结比的增大,降低砂砾料的塑性应变,提高砂砾料的弹性性能;围压和固结比对砂砾料滞回曲线的面积影响较大,相同动应力作用下,滞回曲线面积随围压的增大而减小,随固结比的增大而减小,即围压和固结比的增大提高砂砾料刚度提高,材料吸收的动应变能减少。试验结果为砂砾料阻尼比及动力特性分析提供依据。

摘要： 针对中国西北地区路基土存在水盐迁移引起的次生盐渍化现象,为明确粗粒硫酸盐渍土路基受荷载、湿度及盐分影响下的动回弹特性,通过室内动三轴试验,研究了15种应力路径、3个含水率和4种含盐量状态下粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量的演变规律.试验结果表明:相同湿度的粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量随围压及体应力的增大而提高,而随偏应力的增大则表现出低含盐量的先提高后降低和高含盐量的不断提高的发展趋势,同时盐含量越高,偏应力与体应力对其动态回弹模量影响越明显;同一应力水平下,含水率与含盐量的增加引起粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量逐渐提高,且盐分较水分的影响更显著.基于试验揭示的动态回弹模量对应力的依赖性,从与应力相关的典型三参数复合模型中甄选出2种适用性较广泛的理论模型对测试数据进行回归分析,继而对比出最佳的预估模型;误差分析表明,获取的Ni模型具有较高的合理性和可靠性,并建立了精度较高的该模型参数预估公式.通过预估值与试验实测值的进一步对比分析,验证了该模型参数预估公式的准确性,适合于预估粗粒硫酸盐渍土动态回弹模量.研究成果可为盐渍土地区路基路面结构设计提供动力参数.

摘要： 尾矿坝在遭遇地震作用时的安全性与尾矿砂的动力特性密切相关.本文结合某实际尾矿坝工程,对尾矿砂的动强度特性和动力残余变形特性进行了动三轴试验研究,分析了有效固结应力和固结比对尾矿砂动强度特性和动力残余变形特性的影响规律,并确定了不同等效振动周次下尾矿砂的抗液化动剪应力比和地震总应力抗震剪强度参数,以及尾矿砂的动力残余体应变参数和动力残余轴应变参数.研究成果可以为该尾矿坝地震稳定性评价和地震残余变形分析提供依据,也可供类似工程类比参考.

摘要： 为研究频率对结构性软黏土动力特性的影响,以天津滨海新区结构性海积软土为试验材料,基于两种波形,进行了一系列动三轴试验,研究不同振动频率作用下结构性软黏土应力-应变关系、动力塑性累积应变以及孔压特性.试验结果表明,总体上振动频率越低,土体的软化程度越高,土体产生的变形越大,累积应变增速快最终值大,相同条件方波作用下的动应力应变软化程度高于正弦波.频率对孔压有影响,在相同振次下,孔压随频率的增大而减小.振幅对于孔压变化的影响表现为低幅值上升速度快,数值也大于高幅值作用下的孔压值,有明显的高幅滞后现象.

摘要： 以多组人工调制的不规则正弦波荷载作为输入荷载,对饱和松砂开展一系列动三轴试验,探讨应力时程中不同脉冲幅值和脉冲顺序对砂土孔压特性的影响.试验结果表明,出现更早、幅值更大的应力脉冲更易导致孔隙水压力的发展,同时也更易诱发砂土液化.进一步地,峰值应力之前和之后的脉冲波组对孔压发展的影响有所不同.此外,不同荷载模式下,饱和松砂动孔压比与振次比存在近似唯一关系.根据砂土孔压特性,引入单位体积剪切功并考察其与超静孔压的内在关联,得到了孔压比与正交化剪切功的归一化关系.这一关系具有应力路径无关性,受动荷载不规则性影响较小,但与材料特性即土体种类有关.

摘要： 通过室内动三轴试验研究了砂土与水泥胶凝砂土在不同应力条件下的动力变形特性及抗液化特性,结果表明:胶凝材料的掺入显著提高了砂土在动荷载作用下抵抗变形的能力,在较低水泥掺加量条件下,胶凝砂土中砂土的动力特性仍占据主导地位,其动力特性仍可用沈珠江提出的砂土动力黏弹性模型来模拟;胶凝砂土的动模量比砂土大3倍以上,而抗液化动剪应力则为砂土的2倍以上,但初始变形量及累计动残余变形量值均较砂土大幅降低;胶凝作用对低应力状态更为敏感,应力水平越低,胶凝作用对砂土抵抗动力变形能力的提高越显著,随着胶凝材料掺入,浅层砂土已很难发生地震液化,深层砂土的液化破坏主要为变形破坏,但破坏时也累积了较大的动孔隙水压力.

摘要： 为了获得上海软土在循环动力荷载作用下的动力特性,特别是动剪切模量的衰减规律,采用原状第④层上海软土进行等向固结不排水动三轴试验,分析了加载频率和动应力比(σd/2σs)对动剪切模量的影响.试验结果表明,对于上海第④层软土,动应力比达到0.2时,土样才发生破坏;土样的剪切模量累积轴应变曲线不受加载频率和动应力比的影响;剪切模量的衰减下降主要发生在轴应变0～1％区间.最后提出了一个描述剪切模量衰减规律的数学模型.

摘要： 动三轴试验是一种获得土体的动剪切强度、模量和阻力比的重要方法,三轴试验中试样的体变难于直接精确测量.本文总结了当前动三轴试验中主要的体变测量方法,并分析了这些方法在动三轴测试中的优缺点.结合GDS动三轴试验仪的特点,提出了基于HKUST双压力室体变测量装置的动三轴体变测量方法,通过改进试样底座,采用内压力室测量试样在动态试验过程中的体积变化.最后采用三轴试样进行测试,结果表明HKUST方法在动三轴体变测量中是可行的.该方法目前还不能够进行拉伸试验,同时振动对体变测量精度的影响也有待进一步研究.

摘要： 通过一系列饱和击实黄土的动三轴试验,分析了循环荷载作用下饱和压实黄土超孔隙水压力、轴向应变、有效应力路径和滞回圈的变化规律,以及不同激振振幅和干密度状态下对饱和压实黄土动力特性的影响.试验结果表明:试验加载初始阶段,超孔隙水压力和轴向变形快速增长,随着循环次数的增加,超孔隙水压力和轴向变形增速逐渐减缓.超孔隙水压力和轴向变形的变化曲线都存在一拐点,当循环次数超过该拐点后,超孔隙水压力和轴向变形趋于稳定.随着循环次数的增加,有效应力路径向左发展,且移动幅度逐渐减缓.当循环次数增加至一定值时,有效应力路径在加载阶段和卸载阶段基本重合.随着循环次数的增加,滞回圈向右发展.随着激振振幅的增大,超孔隙水压力和轴向应变逐渐增大,随着干密度的增大,超孔隙水压力和轴向应变逐渐减小.

摘要： 通过重塑非饱和试件的动三轴试验,开展了粉煤灰改性黄土的动力特性研究.探讨了动荷载作用下粉煤灰改性黄土的动应力-动应变关系,考察了粉煤灰掺入量对改性黄土动本构关系、动弹性模量和阻尼比的影响.研究结果表明,对应于不同粉煤灰掺入量的改性黄土其动本构关系均服从双曲线模型,但试验参数a、b均随粉煤灰掺入量的增大而减小.动弹性模量随着粉煤灰掺入量的增加而增加,而阻尼比明显减小.粉煤灰改性黄土的最佳粉煤灰含量在15％～20％之间.

摘要： 基于动三轴试验,研究了不同围压、不同胶凝含量下胶凝堆石料的动本构关系及动模量衰减规律。结果表明:胶凝堆石料动本构关系仍可用R.L.Kondner双曲线模型进行描述;围压、胶凝含量对动本构关系有影响。动模量随动应变的增大而非线性减小,具有明显的应变软化特征。同等条件下,动模量随着围压的增大而增大,随着胶凝含量的增大而增大。根据动模量衰减曲线,提出了动模量衰减模型。基于线性回归分析法,给出了不同条件下的胶凝堆石料双曲线模型参数、动模量衰减模型参数,可为胶凝堆石坝的动力分析提供新的参考。

摘要： 砂砾料通常被认为具有较强的抗液化强度,为非液化土,然而从震后现场调查情况来看,饱和砂砾料液化导致结构失稳和滑坡的现象并不少见。通过对某土石坝砂砾料进行动三轴试验,研究了该砂砾料在动荷载作用下的力学特性,试验结果表明在不同围压及不同固结应力比条件下砂砾料的动强度与振动周数之间的关系均可用乘幂函数进行拟合。对试验过程中轴向应变及振动孔压规律进行分析,在等压固结的情况下,轴向应变在动荷载作用下存在一个“临界应变点”,该点处的动孔压比约为0.8,而在非等压固结时,轴向应变的增长较平稳,无明显临界应变点。为便于进行场地及结构动力反应分析,给出了砂砾料在不同固结比下动剪应力比与动孔压比变化规律,在等压固结时,动孔压比的增长较快,且动孔压比能够达到1.0,而偏压固结时最大动孔压比只能达到0.7左右。

摘要： 本发明公开了一种三维动载瓦斯渗透试验中施加动载轴压的测量方法及装置，在待测煤样的围压和瓦斯压力达到所要求的数值后，通过发射器发出击块击打入射杆的顶部产生动载的轴压，使该轴压传递到煤样上；通过测速器测量击块从发射器发出到击打入射杆前的速度，并将煤样轴压传递到装有应变片的透射杆和吸收杆上数据进行接收处理，以测出煤样的应力、应变情况。本发明采用发射器发射击块来击打于入射杆的方式为煤样提供动载轴压，煤样再将该轴压传递到装有电阻应变片的透射杆和吸收杆上；通过测速器检测击块的速度，通过电阻应变片测出煤样的应力、应变情况，这样就能为煤样提供动载的轴压并进行检测。

摘要： 一种三轴随动在线切割数控铣床及其三轴随动控制方法，铣床具有小车驱动轴、进给推进轴和锯片旋转轴的三轴结构，小车驱动轴带动小车在传送带上运动，所述的进给推进轴设置在小车上，该进给推进轴带动锯片旋转轴运动。当测长编码器累计长度快到设定管长时，运动控制单元发出信号，小车驱动轴快速启动，并在管长到达设定管长时，令小车的速度保持与焊管的速度同步，进给推进轴快速启动按照控制单元计算出的曲线，进行焊管切割。本发明解决了现有在线切割数控铣床的缺点，并满足精密焊管的生产要求。

摘要： 本发明公开了一种三维动载瓦斯渗透试验中施加动载轴压的测量方法及装置，在待测煤样的围压和瓦斯压力达到所要求的数值后，通过发射器发出击块击打入射杆的顶部产生动载的轴压，使该轴压传递到煤样上；通过测速器测量击块从发射器发出到击打入射杆前的速度，并将煤样轴压传递到装有应变片的透射杆和吸收杆上数据进行接收处理，以测出煤样的应力、应变情况。本发明采用发射器发射击块来击打于入射杆的方式为煤样提供动载轴压，煤样再将该轴压传递到装有电阻应变片的透射杆和吸收杆上；通过测速器检测击块的速度，通过电阻应变片测出煤样的应力、应变情况，这样就能为煤样提供动载的轴压并进行检测。

摘要： 一种三轴随动在线切割数控铣床及其三轴随动控制方法，铣床具有小车驱动轴、进给推进轴和锯片旋转轴的三轴结构，小车驱动轴带动小车在传送带上运动，所述的进给推进轴设置在小车上，该进给推进轴带动锯片旋转轴运动。当测长编码器累计长度快到设定管长时，运动控制单元发出信号，小车驱动轴快速启动，并在管长到达设定管长时，令小车的速度保持与焊管的速度同步，进给推进轴快速启动按照控制单元计算出的曲线，进行焊管切割。本发明解决了现有在线切割数控铣床的缺点，并满足精密焊管的生产要求。

摘要： 本发明公开了一种短时动三轴试验测定体积动剪应变门槛的方法，其包括：(1)在动三轴仪中装好土样并使其排水固结；(2)关闭排水阀，施加竖向静应力后施加相应的竖向动应力；(3)测量土样在所述竖向动应力作用预定时间的情况下产生的竖向总动应变；(4)卸除竖向动应力，打开排水阀，让土样静置一段时间，以恢复土样的结构；(5)对应改变竖向静应力和竖向动应力的大小，重复步骤(2)～(4)，测得并记录不同的竖向动应力和竖向静应力作用下的竖向总动应变；和(6)绘制竖向动应力和竖向总动应变的关系曲线，并根据该曲线特点确定动应力门槛值，绘制应变莫尔圆确定体积动剪应变门槛值。该方法简单快速，且费用较低。

摘要： 本发明公开了一种土动三轴试验土样装膜器，包括三角固定装置和装膜装置，三角固定装置通过拆卸可以分为三角底座固定装置和三角顶架固定装置，装膜装置通过拆卸可以分为土样立墩、土样套筒、土样套筒提拉杆和橡胶膜压环，装膜装置为直径39.10mm和直径50.00mm的常用土样各准备了1套；本发明解决了现有技术中装膜器为土样装膜时土的外形和动力学强度容易遭受破坏的问题，提高了土样装膜的成功率，提高了土样装膜的速度，降低了人工成本。

摘要： 本发明属于土壤取样技术领域，尤其涉及一种土动三轴试验土样装膜器，包括开设在地表的采样孔、滑动连接在所述采样孔内的第二切桶、滑动连接在所述第二切桶内的取土器；所述取土器包括滑动连接在所述第二切桶内第一切桶以及位于所述第一切桶内的套膜组件，所述套膜组件与所述第一切桶之间设置有切割单元，所述套膜组件的底端与所述第一切桶的底端竖直滑动连接；所述第一切桶与所述第二切桶之间设置有若干周向等间距设置的缓冲器，所述第二切桶与所述采样孔之间设置有若干导向套，所述导向套的外侧固定连接在所述采样孔的内侧壁上。本发明可以有效提高土样套膜质量，显著减小土样套膜过程中的扰动，解决因扰动而影响试验的问题。

摘要： 本发明公开了一种短时动三轴试验测定体积动剪应变门槛的方法，其包括：(1)在动三轴仪中装好土样并使其排水固结；(2)关闭排水阀，施加竖向静应力后施加相应的竖向动应力；(3)测量土样在所述竖向动应力作用预定时间的情况下产生的竖向总动应变；(4)卸除竖向动应力，打开排水阀，让土样静置一段时间，以恢复土样的结构；(5)对应改变竖向静应力和竖向动应力的大小，重复步骤(2)～(4)，测得并记录不同的竖向动应力和竖向静应力作用下的竖向总动应变；和(6)绘制竖向动应力和竖向总动应变的关系曲线，并根据该曲线特点确定动应力门槛值，绘制应变莫尔圆确定体积动剪应变门槛值。该方法简单快速，且费用较低。

摘要： 本实用新型公开了一种岩石动三轴试验系统的岩石试样试验仓，由试样仓仓体（21）、带有中心水压孔的压头（1）、装在试样仓仓体（21）内的橡胶皮套（8）、带有中心水压孔的底座（10）、压力仓排水排气管（2）、承压部件排水排气管（3）、试验仓进水管（7）组合构成，在橡胶皮套（8）内自下而上分别装有下部承压部件（4'）、岩石试样（5）、上部承压部件（4），压头（1）和底座（10）上的水压孔均位于圆柱正中心，所述的上部承压部件（4）、下部承压部件（4'）的端部分别钻有1个中心圆柱钻孔及若干个周边圆柱钻孔。本实用新型与动力加压装置联合使用，采用液态水进行动力传递，最大化减小了高频动力给仪器自身的破坏作用，有效保护了仪器的自身安全，增强了试验仪器的功能。

摘要： 一种在动三轴试验系统上进行固结试验的固结容器，刚性底座有内部凹槽，有四个刚性底座螺栓固定孔均匀分布在四角，刚性底座内部有排气通道；环刀护环有孔，有四个环刀护环螺栓固定孔均匀分布在四角；上部护环有孔，有四个上部护环螺栓固定孔均匀分布在四角；加压盖板中间有螺纹孔，加压盖板镶嵌在上部护环的孔中；密封圈放置中部的环刀护环的孔内；螺栓固定刚性底座、环刀护环和上部护环；刚性底座的内部凹槽上放置第一透水石层，第一透水石层上放置试样；试样放置在环刀护环的孔中，试样上放置第二透水石层；第二透水石层上有加压盖板连接。结构简单，安装方便，满足固结试验相关规范的要求，且加工过程简便，成本低，具有良好的实用性。