法向应力

摘要： 模拟实际工况,采用改进的可以施加竖向荷载的梯度比渗透仪完成了一系列土工织物过滤黏性土的梯度比试验。试验采用上海地区第(4)层黏性土和短纤针刺无纺土工织物,分别在临界水力梯度(1.0)和水力梯度为2.0下进行,并通过改变竖向荷载来研究土工织物反滤性能随水力梯度和法向应力的变化规律。研究结果表明:水力梯度和法向应力是影响土工织物淤堵特性和滤层透水能力的重要因素。随着竖向荷载的增加,土工织物过滤黏性土的梯度比有所增大,但其稳定时并未发生不容许的淤堵;在特定荷载下,渗透系数随时间减小,而后趋于稳定,稳定后的渗透系数随竖向荷载的增大而减小;水力梯度由1.0增大到2.0,也引起了土工织物-黏性土体系的梯度比增大,透水能力减弱。试验结果较好地反映了实际工况下土工织物滤层的反滤作用,可为类似工程设计提供参考。

摘要： 鉴于我国地下煤层断层倾角的不同对矿井开采工艺带来的影响,采用有限元分析的方式建立断层倾角模拟数值模型,并分析了地质断层倾角对断面的应力、活化及突水的影响作用,从而为断层煤层的开采提供指导。

摘要： 抗剪强度,又称剪切强度,是材料剪断时产生的极限强度,反映材料抵抗剪切滑动的能力,在数值上等于剪切面上的切向应力值,即剪切面上形成的剪切力与破坏面积之比。分单剪和双剪2种形式,在双剪的情况下,破坏面积是试件横截面积的2倍。强度土的抗剪强度是土的一个重要力学性质。土的抗剪强度可分为两部分:一部分与颗粒间的法向应力有关,其本质是摩擦力;另一部分是与法向应力无关,称为粘聚力。当外部载荷在地基内部产生的剪应力达到土的抗剪强度时,土体就遭到破坏,严重时将产生滑坡,建筑物地基丧失稳定。

摘要： 准确认识岩体结构面的动态接触特征是评价和预测结构面剪切行为的基础。首先,通过FISH语言修正了FLAC^(3D)软件自带的INTERFACE本构模型,使其能够准确表达粗糙结构面在剪切过程中的力学行为;然后,采用数值模拟和室内试验相结合的方法对剪切过程中结构面接触和受力的分布及其演化规律进行了研究,分析了法向应力和结构面粗糙度系数(JRC)对接触特征的影响规律;最后,研究了结构面表面形貌-接触特征-剪切应力3者间的关系,揭示了结构面剪切应力演化机理。结果表明:FLAC^(3D)自带INTERFACE模型无法很好地模拟结构面峰后剪切行为,是由于结构面凸起未啃断导致黏聚力和法向应力偏大,通过对INTERFACE破坏单元的黏聚力和法向刚度进行修正可很好地模拟结构面的损伤破坏行为。随着剪切位移增大,结构面的接触面积逐渐减小,但最大渗透深度却不断增加;随着法向应力的增大,结构面的接触面积和渗透深度都增大;随着JRC的增大,结构面的接触面积减小,最大渗透深度增大。剪切过程中结构面接触面积逐渐减小,结构面剪切应力集中现象越来越显著,当INTERFACE单元达到最大剪切应力后,最大剪应力分布范围增大;随着法向应力增大,结构面剪切应力分布范围和高剪切应力的分布范围都增大;随着JRC增大,结构面接触面积减小,但高剪切应力的分布范围显著增大。临界视倾角是判断结构面接触面积的重要参数,其随着结构面剪切位移的增大而增大,但增加速度逐渐变缓,呈幂函数关系;临界视倾角随着法向应力的增大而减小,随着JRC的增大而增大。结构面的剪切应力与接触面积有较强的相关性,不同剪切位移阶段的结构面接触面积比下降速率不同,弹性阶段下降最快,位移-软化阶段次之,残余阶段下降最慢。

摘要： 为研究公路桥梁组合跨度结构锚固区的应力-应变状态,文章采用LIRA程序建立有限元模型,对公路桥梁组合跨度结构锚固区的应力集中系数进行数值研究,并分析了法向应力沿跨度结构高度和长度分布的性质。所获得的系数可用于现有桥梁设计的耐久性和强度计算,也可用于确定桥梁结构的剩余寿命以及预测其使用寿命。

摘要： 土工合成材料在各类加筋土工程中运用时,面临的问题主要是加筋体结构的稳定性、安全性及长期服役性能,而筋土界面摩擦特性对加筋体结构的稳定性与安全性有着直接的影响。目前对黏土和砂土的研究居多,针对现场常见的碎石土混合料与格栅界面相互作用的研究却鲜有报道。本文以兰州至海口高速公路广西南宁经钦州至防城港段改扩建工程项目为背景,通过室内大型直剪试验对碎石土混合料与土工格栅界面的剪切特性进行了相关研究,探讨了不同剪切速率、压实度、法向应力对直剪界面相互作用特性的影响。结果表明:在法向应力σ_(v)≤30 kPa时,界面剪切应力峰值随压实度的提高呈现出线性增长趋势,随法向应力进一步增加,增长趋势由线性增长向折线增长转变;随剪切速率的增加,其在剪切速率v=1.5 mm/min下界面剪切应力最大;界面似黏聚力随压实度的提高而增大,而界面似摩擦角正好与之相反;不同剪切速率下的界面似黏聚力与似摩擦角呈现一定范围内的波动变化,波动范围分别为38.725~50.495 kPa和25.873°~29.683°;筋土直剪界面的直剪曲线呈现应变硬化的特征,且不同影响因素下拐点所对应的剪切位移大多集中在剪切面长度的0.83%~1.83%之间。研究结果可为以碎石土混合料作为填料的加筋工程建设提供设计参数及理论参考。

摘要： 为了研究不同拉拔速率下筋土界面的摩擦特性,进行了5种不同拉拔速率、4种不同法向应力的拉拔试验并结合数字图像分析技术揭示了砂土的位移变化规律。结果表明:随着拉拔速率的增加,存在一个临界拉拔速率v=1.5 mm/min,该速率下的拉拔力最大;不同拉拔速率下的峰值拉拔位移均随着法向应力的增加而增加,且两者呈指数函数关系;界面似摩擦角以及界面似黏聚力随着拉拔速率的增加均会发生变化,而界面似黏擦角表现出先增后减再增的趋势,其最大值与最小值两者相差8.86°,但界面似黏聚力则表现出先增后减的趋势,其最大值为最小值的1.23倍;拉拔界面的颗粒随着拉拔前进的方向一起平行移动,离拉拔界面越近颗粒位移越大,离拉拔界面越远颗粒位移越小,且拉拔界面上部颗粒的位移较下部有显著的差异。

摘要： 土工格栅可以增加土体强度,提高路基稳定性,已在沙漠铁路的建设中得到应用。为研究风积沙-土工格栅界面摩擦特性,考虑法向应力和压实度等因素,对2种土工格栅开展一系列拉拔试验研究,分析法向应力、压实度和不同土工格栅对界面摩擦特性的影响。研究结果表明:界面剪应力-拉拔位移关系曲线呈非线性,曲线在低法向应力时为软化型,在高法向应力时为硬化型。法向应力越大,界面剪应力越大。风积沙填料的压实度越大,界面剪应力也越大。横肋较厚的土工格栅界面摩擦特性较横肋厚度小的土工格栅更加优越。界面摩擦强度与法向应力呈线性关系。似摩擦因数和界面内摩擦角随压实度的提高而增大,而表观黏聚力随压实度的提高变化不大。在压实度0.90~0.95范围内,2种土工格栅的界面内摩擦角约为17.74°~29.24°,表观黏聚力约为9.22~12.36kPa。拉拔摩擦因数与法向应力的关系曲线可用幂函数拟合,拟合参数与表观黏聚力和似摩擦因数有关。相同压实度条件下,法向应力越大,拉拔摩擦因数越小;相同法向应力条件下,压实度越大,拉拔摩擦因数也越大。界面摩擦因数比随压实度的提高而增大。因此,要保证风积沙填料有较高的压实度,并且将土工格栅埋置在一定的深度,才能发挥土工格栅的加筋作用。研究结果可为风积沙加筋路堤的设计和施工提供参考。

摘要： 为了有效增加边坡的稳定性,实际工程中常采用密间距多排桩形式的抗滑桩加固方式对工程边坡进行加固,尤其在地质条件复杂多变、边坡坡度变化频繁的边坡工程中。通过数值模拟手段,针对多排桩加固边坡后的边坡土体中应力分布特征进行研究,计算结果分析显示:(1)随着x值的增大,土中的法向作用力先增大后减小,边坡在近坡顶位置处的土体相互之间的推挤作用较强,随着排桩发挥作用,该推挤作用受到削弱,土条间的法向力又逐渐变小;(2)土条间的切向力有着与法向力相似的变化趋势;(3)边坡土体间的作用力复杂。研究结果表明排桩加固边坡时土条间相互作用力随着x坐标的变化趋势,可为类似工程提供借鉴。

摘要： 为了研究加锚贯通节理岩体的剪切破坏特性,根据室内实验及数值模拟软件PFC2D,分析了不同法向应力及不同锚固角度作用下,加锚贯通节理岩体的抗剪性能及内部细观裂纹的演变过程.研究表明:(1)随着锚固倾角的增加,加锚节理岩体抗剪强度呈现先增大后减小的趋势,且在锚固角度为60°时,其抗剪强度最大,锚固效果最好.随着法向应力越大,加锚节理岩体抗剪强度越高,其抗剪性能越好.(2)随着剪切位移的不断增加,由初期阶段在锚杆和节理附近产生的少量裂纹通过不断的向外扩展,最终在锚杆和节理交界处聚集了大量的裂纹,其中裂纹以张拉裂纹为主.(3)锚固角度及法向应力对裂纹扩展影响显著,随着法向应力的增加,裂纹数也呈现了增加的趋势,且岩体破坏越严重.随着锚固角度的变化,加锚节理岩体破坏时形成的裂纹数量有先减小后增大的趋势,且在锚固角度为60°时,产生的裂纹最少.

摘要： 本文采用可控法向应力与剪应力之比（λ）的特殊夹具对块状Vit1大块金属玻璃样品进行可控剪切实验，研究法向应力对其剪切带行为及断裂的影响。当夹具的角度（θ）为30°、45°、60°时，λ值分别为 0.577、1、1.732。实验测得的宏观应力-位移曲线表现为随λ值增大塑性变形阶段的位移量增加。对样品表面剪切带形貌的观察表明，法向应力的大小对剪切带的数量、倾斜角及传播长度都具有重要的影响。随λ值增加，沿剪切方向，主要剪切带的数量增多、倾斜角变大及传播长度更远。此外，法向应力还是诱发主要剪切带分叉形成次级剪切带并与之发生交割的主要因素。对样品断口形貌的观察表明，随λ值增加，断裂形貌更为复杂，斑图扩展更加混乱。此外，法向应力的增大促使斑图形貌发生改变并增大断裂面的熔化程度。

摘要： 通过用人工裂隙模拟天然裂隙进行了实验，介绍了裂隙岩体在法向应力剪应力联合作用下渗流的实验方法，通过对有无充填物的两种实验结果进行分析，初步探讨了法向应力和剪应力联合作用下裂隙岩体的渗流特性。

摘要： 土工格栅与土体的界面特性直接影响了加筋土工程的安全和稳定性,土工格栅两侧为不同材料的界面特性研究还较少.采用双向土工格栅为加筋材料,对其两侧分别为不同含水率粉质黏土及不同粒径石英砂的界面特性开展一系列的大型室内直剪试验,分析法向应力、粉质黏土含水率、剪切速率、石英砂粒径及粉质黏土压实系数等因素对土工格栅-土体界面抗剪强度的影响.结果表明:土工格栅-土体界面抗剪强度与法向应力呈线性相关,符合莫尔-库仑理论;粉质黏土含水率的变化对土工格栅-土体界面抗剪强度有较大的影响,在最优含水率时其界面抗剪强度指标最高;剪切速率的大小和石英砂的粒径变化对土工格栅-土体界面的抗剪强度有一定的影响,其影响范围分别在±10％和±7％内;粉质黏土压实度的增加能有效增加界面抗剪强度,压实系数越高,其提高幅度越大.这些影响应在工程应用中适当考虑.

摘要： 磁流变塑性体是一种新型的磁流变材料,宏观上表现为一种橡皮泥状塑性材料.磁场作用下材料内部颗粒会沿磁场方向移动,产生一个法向应力.振荡剪切过程中,在外界激励与磁场共同作用下颗粒微结构会发生改变,使得法向应力随剪切变化而改变.用流变仪测试了振荡剪切过程中的法向应力,结果表明:振荡剪切过程中法向应力周期性振荡,当应变大于10％时振荡频率是剪切频率的两倍,且振荡幅值随应变幅值增大而增大.

摘要： 针对大庆油田聚合物驱开发后抽油杆严重偏磨问题,开展了含聚合物抽油机井杆管偏磨治理技术研究.通过黏弹性流体动力学理论研究,建立了黏弹性流体在偏心环空的流动方程,找出了黏弹性流体在油管及泵筒内流动时的运动规律及影响法向力大小的相关因素.提出了含聚合物抽油机井杆管偏磨的主要原因是黏弹性流体法向力的偏磨机理,制定了由抽油杆全井扶正、大流道三级泵、统一杆径、旋转抽油杆措施组成的防偏磨配套工艺技术,现场应用8341口井,运转1380d后偏磨井数下降78﹪,措施效果显著.

摘要： 利用特征线方法结合差分方法，数值计算了具有自重的双线性边坡的滑移线形状及坡面上的法向应力。

摘要： 利用RS150控制流变仪则试了三次采油上广泛应用的部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的法向应力及碱、盐、表面活性剂的中入对该体系的法向应力的影响，并且应用动态试验方法确定了不同浓度的部分水解聚丙烯酰胺的线性粘弹区及其储能模量G和损耗模量G与分子量W之间的关系，还测试了加入碱、盐、表面活性剂后对聚丙烯酰胺粘弹性的影响。

摘要： 螺杆桩新技术的诞生,开创了变截面桩的新思路。本文扼要介绍了螺杆桩的构造、发展史、受力原理及工法,并创建了与之结果相匹配的计算公式和相关的计算参数等。运用管桩、沉管灌注桩、螺杆桩三种不同的桩型对实际工程进行了设计计算和对比,采用静载试验对螺杆桩设计计算结果的可靠性、准确性进行了验证,证明了螺杆桩设计方法在实际工程中是可行的,表明了在同等条件下螺杆桩单桩承载力比管桩和沉管灌注桩有所提高。

摘要： 螺杆桩新技术的诞生,开创了变截面桩的新思路。本文扼要介绍了螺杆桩的构造、发展史、受力原理及工法,并创建了与之结果相匹配的计算公式和相关的计算参数等。运用管桩、沉管灌注桩、螺杆桩三种不同的桩型对实际工程进行了设计计算和对比,采用静载试验对螺杆桩设计计算结果的可靠性、准确性进行了验证,证明了螺杆桩设计方法在实际工程中是可行的,表明了在同等条件下螺杆桩单桩承载力比管桩和沉管灌注桩有所提高。

摘要： 螺杆桩新技术的诞生,开创了变截面桩的新思路。本文扼要介绍了螺杆桩的构造、发展史、受力原理及工法,并创建了与之结果相匹配的计算公式和相关的计算参数等。运用管桩、沉管灌注桩、螺杆桩三种不同的桩型对实际工程进行了设计计算和对比,采用静载试验对螺杆桩设计计算结果的可靠性、准确性进行了验证,证明了螺杆桩设计方法在实际工程中是可行的,表明了在同等条件下螺杆桩单桩承载力比管桩和沉管灌注桩有所提高。

摘要： 本发明提出一种基于声弹性效应的法向应力与剪切应力检测装置及检测方法：超声应力测量系统包括：超声信号发射装置，示波器，超声换能器探头和标准件；超声换能器探头的一端分别超声信号发射装置和示波器的CH1端口相连接，超声换能器探头的另一端与示波器的CH2端口相连接，超声换能器探头放置在标准件上在测得需要做应力测量结构件的声弹性常数后，通过对信号进行离散时域信号的Hilbert变换，进行波包提取后计算信号频域相位，从而得到该信号由应力引起的相移数值，再代入声弹性方程得到所测表面较为精确的的应力值。

摘要： 本发明公开了一种测试岩石不同法向应力下II型动态断裂韧度的测试系统及试验方法，属于材料性能测试领域，其主要适用于深部资源开采过程的高应力岩石剪切性能测试和参数获取。可以简便有效地获取岩石在不同法向应力环境下II型动态断裂韧度的试验数据。所述测试系统包括霍普金森压杆冲击加载单元以及静态法向应力液压加载单元；通过静态法向应力液压加载单元向岩石试样施加法向应力，通过霍普金森压杆冲击加载单元向岩石试样施加动态压缩载荷。所得结果准确可靠，填补了该研究领域内的空白，也为深地资源开采过程的岩石剪切特性评价提供支撑。

摘要： 一种露天矿山边坡岩体结构面法向应力分级确定方法，包括以下步骤：(1)将露天矿山边坡划分为三个层次；(2)采集矿山边坡坡面几何形态数据；(3)现场精细化测定潜在滑移面粗糙度系数JRCn、壁岩强度JCSn以及岩体结构面基本摩擦角(4)采用极限平衡算法计算当前计算工况条件下边坡稳定性系数；然后计算实际作用在不同条块滑动面上的法向应力值σi，其中i为极限平衡计算的条块数量；(5)基于所获得的边坡滑面正应力对不同位置处的法向应力值σi进行统计分析，计算法向应力平均值σ和法向应力值的标准差δ；(6)根据σ和δ确定结构面直剪实验法向荷载的加载等级。本发明显著提高了露天矿山边坡潜在滑移面精细化取值的可靠性。

摘要： 本发明属于渗流研究技术领域，具体涉及一种米级尺度裂隙介质的法向应力‑剪切应力‑渗透试验方法。本发明的方法配合调节对米级尺度裂隙介质的法向加载力、切向加载力与渗透水压，采集流入水流、流出水流的渗透试验参数。本发明能够准确测量并获得具有天然粗糙裂隙表面的岩体在渗透试验过程中的渗透参数等试验数据，特别适合米级尺度下裂隙岩体的渗透性能测试。

摘要： 本发明提供一种恒法向应力条件下土岩界面直剪‑渗流试验装置及其试验方法,该试验装置包括直剪加载系统、渗流控制系统及监测系统，直剪加载系统包括上剪切盒和下剪切盒，上剪切盒内设有岩石试件，下剪切盒内设有土体试件，岩石试件内设有导流通道，导流通道一端与进水口对应，另一端设置在交界面，下剪切盒设有出水口和水槽，上剪切盒顶部设有垂直千斤顶，下剪切盒一侧设有伺服电机和加载杆；渗流控制系统包括水管，水管通过供水装置进行供水；监测系统包括与数据采集系统进行通讯连接的法向载荷传感器、剪切载荷传感器和剪切位移传感器以及流量测量装置。该试验装置和方法能够对土岩试件施加恒法向应力条件下，并实现试验对象的直剪‑渗流过程。

摘要： 本发明公开了一种露天探槽内非竖直向法向应力的土体原位剪切试验方法，适用于水电、水利、交通、矿山等工程地质原位测量技术领域，尤其是岩土原位剪切试验，在露天探槽内土体原位剪切试验中，针对侧壁上的试件，先加工好顶面、上侧、左侧、右侧四面，在四个侧面浇筑铁丝混凝土保护壳，在顶面依次安装垫板、滚柱排、钢垫板、千斤顶、传力柱、钢垫板，并进行法向应力预加载，以固定试件，之后再加工试件下侧面，并浇筑铁丝混凝土。这种法向应力加载装置可有效防止试件垮塌和坠落，减少试件加工及安装过程中对试样的扰动，确保了试验过程的有效性和试验结果准确性。

摘要： 本发明公开了一种测试岩石不同法向应力下II型动态断裂韧度的测试系统及试验方法，属于材料性能测试领域，其主要适用于深部资源开采过程的高应力岩石剪切性能测试和参数获取。可以简便有效地获取岩石在不同法向应力环境下II型动态断裂韧度的试验数据。所述测试系统包括霍普金森压杆冲击加载单元以及静态法向应力液压加载单元；通过静态法向应力液压加载单元向岩石试样施加法向应力，通过霍普金森压杆冲击加载单元向岩石试样施加动态压缩载荷。所得结果准确可靠，填补了该研究领域内的空白，也为深地资源开采过程的岩石剪切特性评价提供支撑。

摘要： 本实用新型公开一种无接触式调节法向应力的反倾岩质边坡模型试验系统，包括监控装置、模型应力边界加载装置和盒状电磁吸盘，监控装置顶面设有数据显示屏以及磁力调节旋钮和动力源按钮，监控装置中设有与数据显示屏、磁力调节旋钮和动力源按钮均电性连接的磁力控制器，模型应力边界加载装置包括模型应力边界加载框架和设置在模型应力边界加载框架上的应力加载机构，通过应力加载机构对边坡模型施加围压，盒状电磁吸盘设置在模型应力边界加载框架底部，盒状电磁吸盘与磁力控制器电性连接，通过磁力调节旋钮改变盒状电磁吸盘的磁力大小，进而调节边坡模型的法向应力。该试验系统能够真实模拟反倾岩质边坡在高地应力状态下的岩土体变形演化过程。

摘要： 本实用新型公开了一种法向应力可控的桩‑冻土试样模具及蠕变试验系统，将底盘放置于所述垫圈的顶部，将N个扇形模板拼接形成圆桶结构，将环形抱箍卡合在所述圆桶结构外侧，然后把桩基模型放置在圆桶结构内中心位置，将压力传感器固定在桩基模型外侧后，将配置好的特定含水率土体填充至圆桶结构内，然后将整个装置置于控温冰箱中冻结，恒温至试验所需温度后置于恒温箱中，调节环形抱箍的松紧，圆桶结构的间隙发生变化，扇形模板对冻结土体施加的压力发生变化，压力由压力传感器进行检测，由此对桩‑冻土试样的法向应力进行调控。本实用新型可以给桩‑冻土试样施加不同的法向应力，从而使得整个模型在不同的法向应力进行实验。

摘要： 空间多角度法向应力施加的反力架装置，涉及工程结构试验技术领域，特别是属于一种空间多角度法向应力施加的反力架装置。其特征在于，包括承载机构以及施力机构，承载机构包括底座，底座上方顺次安装有下圆盘、支撑台、承压台；施力机构包括第一施力机构和第二施力机构，第一施力机构包括上圆盘，上圆盘下方安装有第一液压装置；第二施力机构包括环列布置的曲面支撑框架，在曲面支撑框架的内侧面安装有侧滑行轨道，侧滑行轨道上装配有与之滑动连接的第二液压装置，其中，曲面支撑框架分别通过上滑行轨道、下滑行轨道与上圆盘、下圆盘滑动连接。本装置结构简单，操作便捷，具有实用性强、可靠性高的积极效果。