作者:周航; 袁井荣; 刘汉龙; 楚剑 期刊:《岩土力学》 2019年第11期
矩形桩沉桩挤土效应与传统圆形截面桩不同,传统的理论模型和试验技术不适用于研究矩形截面桩沉桩挤土效应。基于透明土变形可视化技术,研究了矩形截面桩沉桩挤土的位移场变化规律。试验结果表明,矩形桩沉桩后,桩周可以分为两块区域:靠近矩形桩身的过渡区域,在此区域内挤土位移模式呈现非柱对称特征,过渡区半径约为4deq~5deq,远离桩身的圆孔扩张区域,该区域内挤土位移呈现柱对称特征。根据矩形截面桩的沉桩挤土试验,推导出了矩形桩...
作者:叶恬; 易立达; 胡孟娴; 张仪萍 期刊:《科技通报》 2019年第06期
评估Laponite RD透明土作为岩土实验材料的适用性。首先,以透射率作为评估透明度的指标,基于透明土透射率的测量结果,给出了Laponite RD透明土适用的实验厚度范围。其次,制备不同强度的透明土试样,进行了渗透试验、固结试验、直接剪切试验和固结不排水三轴压缩试验,将透明土的物理力学指标与天然软黏土的物理力学指标进行了对比分析。试验结果表明,Laponite RD透明土的渗透性能和天然软黏土相当,固结系数却远小于多数天然软黏土,黏...
作者:王壮; 李驰; 丁选明 期刊:《岩土工程学报》 2019年第A02期
随着工程技术的飞速发展,土岩边坡滑移机理的研究具有重要的意义和工程应用价值。通过透明土模型试验研究坡顶荷载作用下土岩界面接触滑移机理和规律,实现了土岩边坡内部滑移变形的可视化。考虑了岩体Barton节理粗糙度系数、坡体角度和坡体高度等因素对土岩边坡稳定性的影响。利用粒子图像测速(PIV)和激光散斑技术,获得了土岩边坡在坡顶荷载作用下内部变形的特征。试验分析表明,土岩边坡的滑动可分为3个阶段:初始阶段、匀速阶段和...
作者:丁小华; 周伟; 陆翔; 高岩 期刊:《中南大学学报·社会科学版》 2018年第12期
露天煤矿排土场是松散的土石混合体在重力、运输设备动荷载、地震等作用下重塑形成的。通过人工合成透明土的新方法来观测重塑过程中土-石体的发展过程、运移规律。选择熔融石英砂和液体石蜡与正十三烷的混合液作为合成透明土的材料,在室温17℃条件下,将液体石蜡与正十三烷按质量比4.4混合配置透明土。通过物理试验测定透明土的物理力学性质并与普通砂土进行比较,实验结果表明透明土和砂土具有很高的相似性,说明透明土可用于土石混...
作者:周东; 刘汉龙; 仉文岗; 丁选明; 杨昌友 期刊:《岩土力学》 2019年第07期
常规室内模型试验中,土体侧向位移作用下桩身变形特性能够获得,而桩周土体内部的位移很难量测。因此,结合透明土材料、粒子图像测速(PIV)技术和光学测量系统,设计了侧向位移作用下被动桩桩周土体变形测量试验系统。通过非插入式测量,得到桩不同埋置深度下桩周土体的位移场。试验结果表明:相同侧向位移模式下,桩埋置深度越大,桩对桩前土体的遮拦效应越明显,中间与两侧土体的相对位移越大。基于模型试验的结果建立了数值模型,参数敏...
作者:石林泽; 易利军; 郑金辉; 齐昌广 期刊:《水文地质工程地质》 2018年第04期
开口管桩因为土塞效应的存在,其施工力学机理比实心桩要复杂。传统的测量方法无法测得整个桩周土体的位移场以及土塞的具体情况。利用透明土技术,模拟不同桩径,壁厚的开口管桩的沉桩过程,得到管桩外侧土体的全部位移场,并观测到土塞高度的变化、土塞中土颗粒的位移向量场和土塞土颗粒位移中性面。通过对实验结果的分析,可以得到以下结论:不同截面尺寸的管桩施工引起的土体变形区域的横向范围与管桩内径与壁厚的比值(r/w)成反比,且...
作者:俞东伟; 童凯凯; 蒋军 期刊:《低温建筑技术》 2018年第05期
岩土工程中,土体变形测试, 特别是土体内部变形测试一直是一个难题.近年来, 透明土的推广,为全过程、 全区域测量土体的变形和内部结构的变形提供了可能.但模型试验要求模型土和原状土相似, 特别是土体强度、 模量上的相似. 本文通过对由沉淀白炭黑、 15^#白油以及 EI溶液配制得到的软弱透明土进行固结试验与直剪试验,研究该软弱透明土应用于模拟真实软土的可行性.试验结果表明, 以沉淀白炭黑为土骨架, 15^# 白油与 EI混合溶剂作为...
作者:孔纲强; 孙学谨; 刘汉龙; 傅钧义; 王成青 期刊:《水利学报》 2017年第11期
针对熔融石英砂与混合油、溴化钙及蔗糖等孔隙液体制配成的3种透明土试样,开展渗流液体与孔隙液体一致或者不一致两种情况下的常水头渗透试验,测得透明土材料在不同孔隙液体、粒径及相对密实度等情况下的渗透率,以及水在3种透明土试样中的渗透过程;并与福建标准砂相关试验结果进行了对比分析。进而开展透明土试样电渗可视化模型试验,初步探讨孔隙液体、渗透率等因素对电渗过程与机理的影响规律。试验结果表明,透明土试样渗透特性不...
作者:罗如平; 吴跃东; 刘坚; 杨冬 期刊:《岩土工程学报》 2017年第S1期
在岩土工程取样过程中,取土器贯入会引起土样扰动变形,造成土样物理力学性质的改变。为了研究取土器贯入过程中土体扰动变形特性及其影响因素,基于透明土及PIV技术,进行了不同尺寸、不同贯入速率的取土器贯入试验,得到了取土器贯入过程中土体扰动变形场的分布特性及规律。模型试验结果表明:土体扰动变形随着贯入深度增大而增大,管内土体表现为向上的隆起变形,在深度方向最大变形基本位于深度20 mm处;增大取土器内径能有效减小轴线...
作者:孔纲强; 张鑫蕊; 许文傧; 孙学谨 期刊:《水利水电科技进展》 2017年第04期
为了探讨溶液作为制配透明土材料的可行性与稳定性,并为相关模型试验选用提供参考依据,针对二水溴化钙、焦磷酸钾、磷酸钾、六水氯化镁4种水溶型无机溶液和一种油溶型有机溶液(15号白油与正12烷混合物),系统测定折射率、黏度系数与溶液质量比之间的关系;采用目前模型试验中常用的溴化钙溶液、15号白油与正12烷混合物两种典型孔隙液体进行了孔隙液体对橡皮膜变形和抗拉强度、孔隙液体对透明土中固体颗粒材料的影响试验。试验结果...
作者:张敏霞; 崔文杰; 徐平; 牛月君 期刊:《岩石力学与工程学报》 2017年第A01期
挤扩支盘桩桩周土体位移变化将直接影响其竖向承载力特性,然而常规试验手段下很难获取其桩周土体的变形特性。因此,采用基于透明土材料和粒子图像测速(particle image velocimetry,简称PIV)技术的桩基透明土模型试验系统,对轴向荷载作用下支盘桩和等截面桩桩周土体变形进行非介入式测量,得到桩周土体完整的变形位移场。试验结果表明,与等截面桩相比,支盘桩通过增大桩周土体变形位移场的范围,减小了土体变形位移场的强度,从而提高...
根据透明土试验原理,采用熔融石英砂和矿物油配制出性质与天然砂体近似的透明土试样。根据钻孔工程特点自行设计制作钻孔模型系统,并据此获取不同试验条件下的土体变形激光散斑图像。结合数字图像处理技术对土体变形情况进行实时分析。试验结果表明,根据土体位移场的宏观形态特征,可将土体位移场分为抛物线包络型位移场和整体柱状型位移场,并获得了抛物线包络型土体位移场的速率分布表达式。分析结果可为输电线路勘测钻孔施工提供...
作者:夏元友; 陈晨; NI; Qing 期刊:《岩土工程学报》 2017年第03期
采用透明土材料和粒子图像测速法(PIV)技术,通过物理模型试验研究锚杆拔出机理。在试验中采用普通圆柱型和手榴弹型、糖葫芦型和圣诞树型3种异型共4种不同形状锚固段锚杆,测试获得各锚杆随锚杆锚固段上移对周围土体的扰动规律、锚杆位移与锚固力变化曲线,分析各锚杆锚固段的极限承载力与锚固段破坏机理。试验结果分析表明:在本文试验条件下,在锚杆拔出破坏前,除了手榴弹型锚杆外,各种形状锚杆对土体水平位移影响相对于竖向位移...
作者:丁选明; 黄宇航; 瞿立明; 刘家易 期刊:《科学技术与工程》 2016年第28期
目前通过试验研究桩承式路堤时,多是探讨路堤中的应力分布和荷载传递,而路堤内部变形一般在试验中难以准确测量。基于此,利用透明土模型对桩承式路堤中土拱效应进行试验研究,实现了路堤内部变形的可视化。模型试验通过桩间水袋上表面的下移来模拟路堤中土拱的形成过程;并将该过程中获得的照片,经过粒子图像测速(PIV)技术处理,得出路堤填土的位移分布。试验分析表明:路堤在变形过程中没有明显的滑移面,宏观土拱形态为多个形状相...
作者:吴跃东; 罗如平; 刘坚; 杨冬 期刊:《岩土工程学报》 2016年第08期
在岩土工程勘察取样过程中,取土管的贯入会引起土体的扰动变形,影响到对土体物理力学性质的准确评价。为了研究取土管贯入过程中土体扰动变形特性,基于透明土及 PIV 技术,开发了相应的取土管贯入模型试验系统,进行了取土管的贯入试验,得到了在取土管贯入过程中土体扰动变形场的分布特性。试验结果表明:土体扰动变形随着取土管贯入深度增大而增大,管外土体主要表现为斜向上的隆起变形;管内土体主要为向上的隆起变形,在深...
作者:孔纲强; 曹兆虎; 孙学谨; 赵红华 期刊:《铁道科学与工程学报》 2016年第05期
中性点位置的确定是负摩阻力作用下桩基下拽力与下拽位移,以及整体桩基承载力设计与计算的最关键环节之一;已有规范给定的中性点位置确定经验方法往往与实际存在一定的出入。基于人工合成透明土材料,采用非插入式测试方法开展负摩阻力作用下管桩中性点位置测定模型试验,测得桩体和桩周土体的沉降规律,续而分析桩-土相对位移、确定中性点位置;为了对比分析,同时进行负摩阻力作用下不同直径管桩中性点位置测定的模型试验,对比分析其...
结合透明土的研究现状,介绍了透明土的发展历程,从岩土工程性质、室内试验、实验设备与技术等方面,总结了其在不同领域的应用,有利于促进透明土技术的进一步发展。
作者:高岳; 王档良 期刊:《煤炭科学技术》 2016年第06期
为了研究立井工作面化学注浆浆液的扩散机理,采用新型透明土模型及无损光学观测技术,并设计了化学注浆模拟装置,利用激光与CCD相机完成了透明土模型内部的渗透注浆过程可视化。图像结果显示化学浆液在重力作用下呈"梨形"扩散,即垂向扩散距离大于横向扩散距离,与传统"球形"扩散理论有所不同。以在建的核桃峪煤矿立井为例,依据模型试验结果提出了化学注浆治理立井工作面二次涌水的注浆孔设计方法,即偏安全考虑减小群孔间距。工程...
作者:曹兆虎 孔纲强 刘汉龙 周航 期刊:《岩土工程学报》 2014年第08期
由于受土塞效应等因素影响,开口管桩和闭口管桩在贯入过程中的挤土效应存在明显的差异;然而针对该两者贯入特性的研究相对较少。基于透明土和PIV(Particle Image Velocimetry)技术,开发了相应的桩基贯入模型试验系统,用于桩基贯入过程中桩周土体变形的非插入式测量。试验选用的透明土由玻璃砂和具有相同折射率的孔隙液体制成。该试验系统主要包括:线性激光光源、CCD(Charge-Coupled Device)相机、自动沉桩加载仪和计算机控制系统等...
作者:周俊宏 宫全美 周顺华 期刊:《华东交通大学学报》 2016年第03期
上覆土地基弹簧系数取值是盾构隧道纵向上浮计算的关键问题之一,该值的选取取决于隧道与土的相互作用特征,但该特征较为复杂且研究缺乏。为研究上浮过程隧道与土的相互作用特征,基于透明土设计了模拟盾构隧道上浮过程的小比尺室内模型试验系统,可得到不同上浮量下的抗浮力,同时结合PIV系统可实现非接触式地观测隧道上浮过程中土体内部连续位移场。通过一模型试验对系统功能进行了详细描述,并基于该组试验分析了抗浮力随上浮量变化...