国家自然科学基金(41072211)
- 作品数：14 被引量：603H指数：12
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- 相关机构：南京大学法国国立路桥大学中国矿业大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家教育部博士点基金江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学农业科学天文地球更多>>
- 城郊土体剖面含水量监测与对比研究被引量：1
- 2011年
- 城市化的快速发展对城市地质环境尤其是地下水环境产生了深远的影响。以南京市为研究对象,在城区和郊区分别设立长期监测站,采用PR2对南京地区2009年6～9月期间典型地表环境下1m内土体含水量的日变化进行了监测,并对监测数据进行了系统的对比分析。结果表明:土体含水量的日变化规律主要受气候因素的制约,其对日气候因素的敏感程度随深度的增加而递减,城区土体的含水量受气候的影响程度在总体上弱于郊区;通过对比,城市土体中的含水量普遍低于郊区,存在明显的城市干岛效应,在6～9月期间,平均干岛强度为-9.1%,日最大干岛强度达-20.7%,月最大平均干岛强度出现在7月,达-17.0%,月最小平均干岛强度出现在9月,只有-8.5%;在不同的地表环境下,土体含水量的时空变化规律及分布特征存在差异,其中水泥环境下土体剖面平均含水量最小,其次是草地环境和裸土环境,说明城区水泥地面对城市干岛效应起到明显的促进作用;在6～9月期间,城区土体剖面平均含水量为裸土环境(26.9%)>水泥环境(25.6%)>草地环境(17.5%),而郊区为草地环境(37.6%)>裸土环境(37.0%)>水泥环境(36.0%),其中城郊平均含水量差值最大的为草地环境,其次为水泥环境和裸土环境。
- 唐朝生施斌高磊刘春赵理政
- 关键词：城市化水资源含水量
- 纤维加筋土的抗拉强度试验研究
- 纤维加筋是一种新型的土体加固技术,能够有效的提高土体的工程力学性能。为了研究纤维加筋土的抗拉强度,设计了一种新的土体拉伸试验方法和装置,对不同纤维掺量、干密度和含水率状态下纤维加筋土进行了一系列拉伸试验。结果表明:新设计...
- 李建唐朝生王德银刘宝生朱昆唐伟
- 关键词：纤维加筋土抗拉强度纤维掺量干密度含水率
- 文献传递
- 膨胀土收缩开裂特性研究被引量：95
- 2012年
- 在干燥环境中,由于蒸发失水,膨胀土发生收缩,表面容易产生纵横交错的裂隙网络(龟裂)。龟裂的产生会极大弱化土体的工程性质,并导致各种工程问题。随着极端干旱气候的频发,膨胀土龟裂问题将会越来越多,越来越显著。开展龟裂研究对揭示龟裂现象的本质规律和指导膨胀土地区的工程实践有重要意义。龟裂的形成和发展是一个动态的过程,与土中水分的蒸发速率、应力状态、收缩特性等直接相关:龟裂形成时水分蒸发处于常速率阶段;吸力和抗拉强度是制约龟裂形成的两个关键力学参数,当土体中的吸力引起的张拉应力超过土体的抗拉强度时,龟裂便会产生;龟裂是孔隙发生收缩的直观表现。总体上,力的作用和收缩空间是土体龟裂形成的两个必要条件。此外,膨胀土龟裂具有非常复杂的发生发展过程,受土质学、土力学、土结构、试验条件和方法等许多因素的影响。龟裂定量分析是龟裂研究的重要内容之一,能为龟裂机理研究及相关理论模型的建立提供必要参数。计算机图形处理技术具有效率高、操作性强、精度高等优点,为龟裂定量分析提供了强有力的工具。目前关于土体龟裂研究还存在许多不足之处,在今后的工作中,应该重视龟裂形成和发展过程的动态特征,围绕与土体龟裂相关的水-土作用关系、力学机制、收缩变形机制、大尺度现场试验和三维观测分析技术等方面开展更多的针对性研究,综合考虑龟裂形成过程中的土质学、土力学和土结构因素,结合宏观现象与微观分析,建立土体龟裂的理论体系。
- 唐朝生施斌刘春
- 关键词：膨胀土水分蒸发体积收缩微观结构抗拉强度
- 土体干缩裂隙网络定量分析被引量：55
- 2013年
- 土体干缩裂隙网络定量分析对深入研究裂隙发育机制及正确评价裂隙土的工程性质有重要意义。在室内对三组不同土体开展了干燥试验,采用数字图像处理技术对获得的裂隙图像进行了二值化、除噪和骨架化等预处理操作,提出了一整套与裂隙网络几何形态特征密切相关的量度指标体系并进行了定量分析,借助概率密度函数,从统计学角度探讨了关键量度指标的分布特征。结果表明:土质对干缩裂隙网络的几何形态特征有重要影响,表面裂隙率、裂隙节点个数、裂隙总长度、裂隙平均宽度和土块个数通常随黏粒含量和塑性指数的增加而增加;量度指标之间既有区别又有联系,如表面裂隙率与裂隙平均宽度存在正相关性,裂隙条数受节点个数的控制,土块个数越多,则对应土块平均面积越小,表面裂隙率越大,分形维数也越大;单位面积内的节点个数、土块个数和表面裂隙率可作为定量描述裂隙网络几何形态特征的基本指标;裂隙长度、宽度和土块面积的平均值与它们的主要分布范围及最可几值之间存在较好的相关性。
- 唐朝生王德银施斌刘春
- 关键词：数字图像处理概率统计分形
- 纤维加筋土工程性质研究进展被引量：71
- 2013年
- 纤维加筋是一种新型的土体改良技术,是指将分散的纤维丝均匀掺入土体中,达到提高土体的工程力学性能的目的。本文根据国内外近20a来在该领域取得的成果,着重对纤维加筋材料、纤维加筋土的工程性质及加筋机理等方面的研究进展进行了介绍。在纤维加筋材料方面,主要有人工合成纤维和自然纤维两种;在纤维加筋土工程性质方面,纤维加筋能有效提高土体的抗剪、抗压、抗拉强度和承载力,增加土体的破坏韧性和渗透性,降低膨胀土的胀缩性和裂隙发育程度;在纤维加筋机理方面,目前主要认为纤维的加筋效果主要取决于纤维-土界面的力学作用,即界面黏聚力和摩擦力。最后,针对目前纤维加筋土的研究不足,提出了今后该领域的研究重点和方向,主要包括:开发简单可行的纤维土施工器具和工艺、开发更专业的纤维产品和降低纤维成本、开展大尺度模型试验和现场试验、纤维-土界面作用机理研究、纤维加筋土的破坏和失效机理研究、纤维加筋土的力学模型及计算理论研究、纤维加筋土的动力学特性研究等。
- 刘宝生唐朝生李建王德银朱昆唐伟
- 关键词：纤维加筋土力学性质
- 纤维加筋非饱和黏性土的剪切强度特性被引量：60
- 2013年
- 纤维加筋是近些年发展起来的一种土质改良技术,系统掌握纤维加筋土的力学性质对评价纤维加筋土工程的稳定性和进一步推广该技术在工程中的应用具有重要意义。为了了解纤维加筋的剪切强度特性,以非饱和黏性土为研究对象,以聚丙烯纤维为加筋材料,在控制含水率和干密度条件下开展了一系列直剪试验。借助扫描电镜,从微观的角度探讨了纤维的增强机理,并对相关宏观力学性质进行了分析。结果表明:纤维加筋能有效提高土体的抗剪强度,且抗剪强度随纤维掺量的增加而增加;相对于内摩擦角,纤维对黏聚力的增强效果要明显得多;纤维加筋土的抗剪强度随含水率的增加而减小,随干密度的增加而增加;总体上,低含水率和高密实度条件有利于发挥纤维的拉筋效果,提高纤维对强度的贡献。此外,纤维加筋在提高土体峰值剪切强度的同时,还能增加土体破坏时对应的应变及破坏后的残余强度,改善土体的破坏韧性。由扫描电镜分析可知,单根纤维一维拉筋作用和纤维网三维拉筋作用是纤维加筋土的主要增强机理,增强效果则取决于纤维–土界面力大小;剪切面上的纤维在剪切过程中呈现拔出和拉断两种失效模式。
- 王德银唐朝生李建刘宝生唐伟朱昆
- 关键词：纤维加筋土非饱和黏性土剪切强度干密度
- 聚丙烯纤维和水泥加固软土的强度特性被引量：53
- 2011年
- 在软土中加入水泥能有效提高软土的工程力学性能,是一种常见的软基处理方法。但在一些特定条件下,水泥加固软土的强度存在偏低的现象,无法满足工程要求。提出将聚丙烯纤维的物理加筋作用同水泥的化学加固作用相结合,通过开展室内试验,在水泥土中加入适量的聚丙烯纤维,分别研究软土初始含水量(35%～70%)、纤维掺量(0～0.3%)和长度(6～19mm)对纤维加筋水泥土强度的影响,并对影响机理进行探讨。试验结果表明:当水泥掺量为15%时,水泥土的强度受初始含水量的影响非常明显,最优含水量为55%;纤维的加入能有效提高水泥土的强度,强度值随纤维掺量的增加而增加;当纤维长度为12mm时,其加筋效果得到最大发挥;纤维的加入降低了水泥土的脆性,提高了水泥土的断裂破坏韧性,对提高工程的安全性和稳定性有一定意义。
- 唐朝生顾凯
- 关键词：软土加固纤维加筋纤维长度水泥土
- 土体干燥过程中的体积收缩变形特征被引量：82
- 2011年
- 通过开展室内试验,分别研究了初始饱和的糊状试样和不同压实状态的压实试样的体积收缩变形特征。对于糊状试样,采用液体体积置换法测量了试样干燥过程中的体积变化,获得了完整的收缩曲线,试验结果表明:糊状试样的收缩过程可分正常收缩、残余收缩和零收缩3个阶段;绝大部分收缩变形发生在进气点之前即土体处于饱和状态。对于压实试样,初始干密度和含水率对收缩特征有重要影响:初始干密度增加对体积收缩变形起抑制作用,而初始含水率的增加对体积收缩变形起促进作用。此外,压实试样的体积收缩存在明显的各向异性,且对初始含水率的敏感程度高于初始干密度。最后,根据试验结果,提出了压实试样收缩应变与初始干密度和含水率之间的函数关系式。
- 唐朝生崔玉军Anh-Minh Tang施斌
- 关键词：影响因素土结构含水率
- 干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征被引量：115
- 2011年
- 为了了解干湿循环过程中膨胀土的胀缩变形特征,分别开展了两组干湿循环试验。在控制吸力干湿循环试验中,吸力控制范围为0.4～262 MPa,采用了两种吸力控制方法,分别为渗析法(吸力<4 MPa)和蒸汽平衡法(吸力>4 MPa),当每一级吸力达到平衡时,测量试样对应的含水率和体积;在常规干湿循环试验中,采取了两种干缩路径,分别为全干燥和部分干燥,并测量试样在每次干湿循环过程中的轴向变形及循环结束后的含水率。结果表明:在脱湿和吸湿过程中,试样孔隙比随吸力变化可分3个典型阶段:大幅变化阶段(0.4～9 MPa)、过渡阶段(9～82 MPa)和平缓阶段(82～262 MPa);当吸力大于113 MPa时,试样的胀缩变形基本可逆,而当吸力小于113 MPa时,试样的胀缩变形表现出明显的不可逆性,且不可逆程度随吸力的减小而增加。试样在常规干湿循环过程中的胀缩变形随循环次数的增加逐渐趋于稳定;胀缩特征受干缩路径的影响非常明显,全干缩路径中测得的膨胀率高于部分干缩路径,膨胀速率随干湿循环次数的增加而增加;试样在干湿循环过程中的膨胀率大小在一定程度上取决于吸湿能力。
- 唐朝生施斌
- 关键词：膨胀土干湿循环体积收缩
- 高放废物地质处置库中缓冲回填材料的收缩特征被引量：11
- 2012年
- 缓冲回填材料的收缩特征对高放废物处置库的安全性和稳定性有重要影响。以COx泥岩缓冲回填材料为研究对象,采用不同的试验方法分别研究了饱和的压实试样和糊状试样在干燥过程中的体积收缩变形特征。试验结果表明:压实试样的体积收缩变形特征受初始干密度的影响比较明显,缩限、收缩系数和收缩应变均随初始干密度的增加而减小;压实试样的体积收缩存在明显的各向异性,在低压实度条件下,径向收缩大于轴向收缩,收缩几何因子大于3,在高密度条件下,轴向收缩大于径向收缩,收缩几何因子小于3;糊状试样的体积收缩过程可分为正常收缩、残余收缩和零收缩3个阶段,且绝大部分体积收缩变形发生在试样变为非饱和之前;相对于其他收缩模型,G&C模型对COx糊状试样收缩曲线的拟合精度最高。
- 唐朝生施斌崔玉军
- 关键词：高放废物地质处置体积收缩
