GDS真三轴砂土制样器的改进及其应用研究
发布时间：2021-06-09 21:22
砂土是广泛分布于地球上的颗粒状材料,自然沉积过程中的砂土颗粒受重力影响在空间方向上的排列呈现明显的不同取向,在宏观范围内则表现为具有自然休止角的沙堆,不同的沉积方向会带来砂土的不同沉积角,致使砂土表现出各向异性和离散性的特点。现有的GDS真三轴砂土制样器所制备的砂土试样不能很好地控制砂土不同的沉积角度,存在制得的砂土试样分层厚度不均匀、试样制备操作不方便等缺点。本文基于以上问题,对现有的GDS真三轴砂土制样器进行了改进,制样承膜桶采用PMMA透明材料替代传统金属材料,并加入角度自动调节装置;采用C语言编写了控制程序,通过上位机软件对驱动器和舵机发出指令,借助反馈调节使改进后的制样装置达到试验所需的六种角度;利用GDS真三轴试验仪对改进后的新型砂土制样装置所制备出来的不同沉积角的试样进行渗透饱和试验,验证新型砂土制样装置的可靠性;在上述研究基础上,通过真三轴剪切试验进一步研究不同沉积角的砂土在复杂应力路径下的力学特性。基于上述研究,得出以下结论:（1）新型砂土制样装置在结构上采用PMMA透明材料、角度自动调节装置和注水夹层设计,可实现在试样制备过程中不同沉积角砂土的均匀分层,可制备出0。...
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１常规三轴与真三轴模拟加载示意图??
（ａ）?（ｂ）??图１－１常规三轴与真三轴模拟加载示意图??（ａ）常规三轴加载示意图（ｂ）真三轴加载示意图??天然非圆状砂土颗粒在沉积过程中受重力作用倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状??态，这种由于砂土颗粒定向排列而导致的不同方向上土体应力应变及强度特性不同的现象被称为??砂土的各向异性［８４＜）］。砂土的各向异性又分为原生各向异性和诱发各向异性，诱发各向异性是指??由于砂土颗粒受到应力载荷后，颗粒之间发生咬合、翻转、重新排列，导致其空间位置的不确定，??这种结构的变化将影响砂土进一步加载的应力应变关系，最终使之表现出不同于初始阶段加载时??的力学特性，而原生各向异性是天然砂土在沉积或人为填筑过程中的扰动，使其在不同方向上力??学性质的改变［９］。??砂土的抗剪强度和影响因素的关系可以用公式定性地表示为??ｒｆ?＝?ｆ｛ｅ，?ａ，?ｅ，?Ｓ，?Ｈ，?Ｃ，?Ｔ）?（１?－?１）??其中，ｅ为孔隙比、ａ为沉积角、Ｃ为土的组成，是砂土的自身因素；而／／为应力历史、Ｅ为应变??率、ｓ为土的状态、ｒ为温度
第一章绪论??ｋ３??图１－３复合型真三轴仪压力室??邵生俊研制的复合型真三轴仪继承了先前的设计思路，并将其压力室结构改进完善，如图１－３??所示［２Ｑ］。该真三轴仪轴向的大主应力通过刚性板施加，水平方向上对土体试样的四个面采用柔性??加载，并在柔性加载装置中采用径向弹性收缩技术，避免柔性囊在加载过程中出现边界挤压，真??正意义上实现了对试样的三轴独立加载。??香港理工大学殷建华基于美国ＧＣＴＳ公司的真三轴系统，将其加载装置改造为刚性滑动加载??方式，如图１－４所示，大主应力和中主应力均由刚性板施加，小主应力由压力室内的水压施加，??轴向加载板和水平加载板之间安装带有轴承的滑轨减小摩擦，且两加载板边界处预留有０．５＿间??隙，避免互相接触［２１］。????雜温满气向加載??＝齒曝??ｒ?＾?ｔ?ｙｔｅａ??图１－４刚性滑动式加载装置??１．４真三轴砂土制样器的研究现状??真三轴砂土制样器是为真三轴仪提供试验所需砂土试样的制样工具。制样器主要作用是将分??布零散的不均匀砂土固定成一个长方体的稳定形态［２６］。真三轴试验所需要的砂土试样通常为长方??体或立方体，砂土试样制样器外型呈上下通透的桶状结构，组成包括固定板和抽气管道，其材质??通常为碳钢或铸铁
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻结砂土空心圆柱试样的制备[J]. 潘勇志,郑顺华. 山东工业技术. 2018(17)
[2]饱和砂土试样的初始各向异性研究[J]. 郭莹,莫颜保. 防灾减灾工程学报. 2018(02)
[3]高精度真三轴饱和砂土强度特性试验研究[J]. 杨璐,董全杨,孙奇,陈峰,陈萱,蔡琴,周科文. 建设科技. 2017(07)
[4]各向异性砂土宏微观特性三维离散元分析[J]. 蒋明镜,张安,付昌,李涛. 岩土工程学报. 2017(12)
[5]双向动应力耦合状态下饱和软黏土动力特性的影响因素研究[J]. 曹树刚,曾芳金,谷川,沈娟. 温州大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]土工平面应变仪压力室的改进[J]. 邵龙潭,阎崇超,曾飞涛. 岩土力学. 2017(05)
[7]砂雨法制备三轴砂样的影响因素及均匀性研究[J]. 程朋,王勇,李雄威,孔令伟,王艳丽. 长江科学院院报. 2016(10)
[8]一室四腔刚–柔加载机构真三轴仪的改进与强度试验——西安理工大学真三轴仪[J]. 邵生俊,许萍,邵帅,陈菲. 岩土工程学报. 2017(09)
[9]真三轴仪的研究进展及改进验证[J]. 王桃桃,邵生俊,刘玲华. 四川建材. 2016(06)
[10]离心机模型试验中制备砂样的砂雨沉积法[J]. 曹明明,肖昭然. 土工基础. 2016(04)
博士论文
[1]水平荷载作用下软土地基中桶形基础工作机理及承载性能研究[D]. 孙曦源.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]新型真三轴仪改进及饱和砂土力学特性测试分析[D]. 王桃桃.西安理工大学 2010
本文编号：3221337
【文章来源】：宁夏大学宁夏回族自治区 211工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１常规三轴与真三轴模拟加载示意图??
（ａ）?（ｂ）??图１－１常规三轴与真三轴模拟加载示意图??（ａ）常规三轴加载示意图（ｂ）真三轴加载示意图??天然非圆状砂土颗粒在沉积过程中受重力作用倾向于长边沿水平方向排列而处于稳定的状??态，这种由于砂土颗粒定向排列而导致的不同方向上土体应力应变及强度特性不同的现象被称为??砂土的各向异性［８４＜）］。砂土的各向异性又分为原生各向异性和诱发各向异性，诱发各向异性是指??由于砂土颗粒受到应力载荷后，颗粒之间发生咬合、翻转、重新排列，导致其空间位置的不确定，??这种结构的变化将影响砂土进一步加载的应力应变关系，最终使之表现出不同于初始阶段加载时??的力学特性，而原生各向异性是天然砂土在沉积或人为填筑过程中的扰动，使其在不同方向上力??学性质的改变［９］。??砂土的抗剪强度和影响因素的关系可以用公式定性地表示为??ｒｆ?＝?ｆ｛ｅ，?ａ，?ｅ，?Ｓ，?Ｈ，?Ｃ，?Ｔ）?（１?－?１）??其中，ｅ为孔隙比、ａ为沉积角、Ｃ为土的组成，是砂土的自身因素；而／／为应力历史、Ｅ为应变??率、ｓ为土的状态、ｒ为温度
第一章绪论??ｋ３??图１－３复合型真三轴仪压力室??邵生俊研制的复合型真三轴仪继承了先前的设计思路，并将其压力室结构改进完善，如图１－３??所示［２Ｑ］。该真三轴仪轴向的大主应力通过刚性板施加，水平方向上对土体试样的四个面采用柔性??加载，并在柔性加载装置中采用径向弹性收缩技术，避免柔性囊在加载过程中出现边界挤压，真??正意义上实现了对试样的三轴独立加载。??香港理工大学殷建华基于美国ＧＣＴＳ公司的真三轴系统，将其加载装置改造为刚性滑动加载??方式，如图１－４所示，大主应力和中主应力均由刚性板施加，小主应力由压力室内的水压施加，??轴向加载板和水平加载板之间安装带有轴承的滑轨减小摩擦，且两加载板边界处预留有０．５＿间??隙，避免互相接触［２１］。????雜温满气向加載??＝齒曝??ｒ?＾?ｔ?ｙｔｅａ??图１－４刚性滑动式加载装置??１．４真三轴砂土制样器的研究现状??真三轴砂土制样器是为真三轴仪提供试验所需砂土试样的制样工具。制样器主要作用是将分??布零散的不均匀砂土固定成一个长方体的稳定形态［２６］。真三轴试验所需要的砂土试样通常为长方??体或立方体，砂土试样制样器外型呈上下通透的桶状结构，组成包括固定板和抽气管道，其材质??通常为碳钢或铸铁
【参考文献】：
期刊论文
[1]冻结砂土空心圆柱试样的制备[J]. 潘勇志,郑顺华. 山东工业技术. 2018(17)
[2]饱和砂土试样的初始各向异性研究[J]. 郭莹,莫颜保. 防灾减灾工程学报. 2018(02)
[3]高精度真三轴饱和砂土强度特性试验研究[J]. 杨璐,董全杨,孙奇,陈峰,陈萱,蔡琴,周科文. 建设科技. 2017(07)
[4]各向异性砂土宏微观特性三维离散元分析[J]. 蒋明镜,张安,付昌,李涛. 岩土工程学报. 2017(12)
[5]双向动应力耦合状态下饱和软黏土动力特性的影响因素研究[J]. 曹树刚,曾芳金,谷川,沈娟. 温州大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]土工平面应变仪压力室的改进[J]. 邵龙潭,阎崇超,曾飞涛. 岩土力学. 2017(05)
[7]砂雨法制备三轴砂样的影响因素及均匀性研究[J]. 程朋,王勇,李雄威,孔令伟,王艳丽. 长江科学院院报. 2016(10)
[8]一室四腔刚–柔加载机构真三轴仪的改进与强度试验——西安理工大学真三轴仪[J]. 邵生俊,许萍,邵帅,陈菲. 岩土工程学报. 2017(09)
[9]真三轴仪的研究进展及改进验证[J]. 王桃桃,邵生俊,刘玲华. 四川建材. 2016(06)
[10]离心机模型试验中制备砂样的砂雨沉积法[J]. 曹明明,肖昭然. 土工基础. 2016(04)
博士论文
[1]水平荷载作用下软土地基中桶形基础工作机理及承载性能研究[D]. 孙曦源.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]新型真三轴仪改进及饱和砂土力学特性测试分析[D]. 王桃桃.西安理工大学 2010
本文编号：3221337
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