输电线路大型铁塔膨胀土基础原型抗拔试验土体破坏机理分析

以邯郸至石家庄500 kV输电线路铁塔基础设计与施工为例,通过现场抗拔模型和现场抗拔原型 试验中出现的膨胀土破裂面和地表裂缝,深入分析了膨胀土裂缝的产生机理,并结合有限元计算方法,准确揭示了 膨胀土中大型抗拔基础的抗拔机理、填土及基础中的抗拔应力状态及破坏形态,对目前的一些流行观点和现行规 范“计算直线杆塔基础上拔稳定时,对塑性指数大于10的亚粘土和粘土可取天然容重”提出了修订意见。     

膨胀土强度特性的试验研究

【目的】研究膨胀潜势、含水率对膨胀土抗剪强度的影响,为膨胀土强度理论研究及其工程应用提供参考。【方法】采用固结不排水试验方法,通过TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,分别测定取自陕西汉中、安康的2种膨胀土样及2种土样1∶1(质量比)混合土(简称汉中土、安康土、混合土)3种不同膨胀潜势的膨胀土在不同含水率下的抗剪强度指标,应用Microsoft Excel软件,绘制3种膨胀土的抗剪强度指标与含水率、自由膨胀率的关系曲线,探讨膨胀土抗剪强度与含水率、膨胀潜势的关系及变化趋势。【结果】3种膨胀土的含水率与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈负相关关系,当含水率由12%增大到24%时,汉中土、混合土、安康土3种膨胀土的黏聚力分别降低56.83,53.74和61.61kPa,三者的内摩擦角分别降低7.87°,9.12°和9.58°;3种膨胀土的膨胀潜势与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈正相关关系,汉中土、混合土、安康土的膨胀潜势依次减弱,当三者分别处于同一含水率(12%,15%,18%,21%和24%)时,汉中土、混合土、安康土的抗剪强度指标依次减小。【结论】非饱和膨胀土的抗剪强度与含水率、膨胀潜势密切相关。     

红层锚杆抗拔力学性质模型试验研究

为了解红层软岩的崩解特性对锚杆力学性质影响的规律，设计了红层软岩中锚杆抗拔试验和红层软岩的耐崩解试验.首先通过红层锚杆抗拔试验，得到了红层锚杆在循环荷载下的荷载-位移曲线(P-S)和荷载-弹／塑性位移曲线(P-Se，P-Sp)的演化规律，然后通过耐崩解试验得到红层软岩的耐崩解指数Id2，最后将锚杆的力学性质与红层软岩的耐崩解指数Id2联合起来进行分析.分析表明，随着耐崩解指数的降低，红层锚杆抗拔力学性质变差.     

竖向荷载作用下黄茅根系抗拔承载力试验分析

为了探索整株植物的抗拔承载力与生物量指标之间的关系,以黄茅为研究对象,采用直接施加竖向荷载的方法进行了野外原位抗拔承载力试验,获得了黄茅的分枝数、根系质量、地上部分质量、根冠比等生物量指标以及整株植物的抗拔承载力等力学指标,采用数理统计方法对黄茅的生物量指标和力学指标进行分析,得到这些指标值的变化区间和分布频率.试验结果表明:有73%的黄茅分枝数低于50个,根系质量和地上部分质量分别集中在0~40g和0~100g,69%的黄茅根冠比小于1,根系抗拔承载力集中在200~600N.黄茅的根系抗拔承载力与根系质量、分枝数、地上部分质量有关,随着分枝数增多,根系质量和地上部分质量增加,根系抗拔承载力也随之增加,通过数据拟合,根系抗拔承载力与根系质量呈幂函数相关关系,与分枝数和地上部分质量呈线性函数相关关系.     

水流对土石坝心墙裂缝在反滤层保护下的冲蚀特性

为了解水流冲刷作用下反滤层对土石坝心墙裂缝发展保护作用的特点和机理 ,以黑河土石坝心墙裂缝冲刷试验为例 ,分别采用常水头和变水头两种方法 ,探讨了土石坝心墙裂缝在水流冲刷过程中的特点。结果表明 ,宽度不大的裂缝在合适的反滤层保护下 ,能防止心墙土体被水流冲刷。     

胶合竹顺纹植筋的抗拔性能

选择胶合竹为研究对象,以双组分环氧树脂为胶黏剂,采用拉—拉荷载模式开展胶合植筋连接抗拔性能研究。主要探讨了边距、胶层厚度以及长径比等对植筋连接抗拔强度的影响。结果表明:边距对植筋连接抗拔强度有一定影响,边距过小导致胶合竹开裂,抗拔强度下降,推荐边距应大于4d(植筋杆直径);胶层厚度对植筋抗拔强度影响不显著;长径比是影响植筋连接抗拔强度的重要因子,抗拔强度随长径比的增大而增大,并存在一个临界植入深度使得抗拔强度等于植筋杆屈服强度。胶合竹与胶黏剂粘接界面名义剪切强度随长径比的增大而减小。根据长径比给出植筋抗拔强度预测方程。试验过程中主要产生胶合竹开裂、植筋杆拔出和植筋杆屈服3种破坏模式。     

土壤-草本植被根系复合体抗水蚀强度与抗剪强度的试验研究

分析了草本植被根系保持水土效能的机理，提出将根茎连接处形成的微型“栏上栅”及“滤水土体”抵抗径流推移破坏的极限能力，作为土壤-草本植被根系复合体的抗水蚀强度，并研究了它与含根量的相关性。通过复合体原型结构试样的直剪试验，证明复合体的抗剪强度τf与法向压力σ的关系符合库伦定律，即τf＝σtan C，但式中是土粒与土粒、土粒与根系之间的综合内摩擦角（13°～25°）；C是土位与土粒、土粒与报系之间的凝聚力，以及由土的剪应力传递给根系而引起的根系抗拔力之和（16～60kPa）。由试验结果知，复合体抗剪强度随含根量增加而增大，随含水量增多而减小；C值与含根量呈正相关，而值与含根量关系不大。     

一种速生材榫接合节点增强方法

提出了一种基于硬木镶嵌的速生材榫接合节点增强方法。以速生杨木椭圆榫接合的T型构件为例,在杨木横向构件榫孔处嵌入材质较硬的榉木,并通过榉木椭圆插入榫将其与杨木竖向构件接合。首先,通过创新的测量方式对榉木在杨木横向构件中镶嵌的最佳配合参量进行了研究;然后,对榉木椭圆插入榫与杨木竖向构件接合的最佳配合参量进行了研究;最后,保持榫接合构件尺寸不变,采用最佳配合参量进行组装,探讨了榉木以不同纹理方向镶嵌时对椭圆榫接合节点抗拔力的影响,并将其与未经镶嵌的杨木整体式椭圆榫接合T型构件以及榉木整体式椭圆榫接合T型构件进行了对比分析。实验得出:榉木整体式椭圆榫接合(Ⅳ型节点)抗拔力为5 027 n,榉木顺纹镶嵌椭圆插入榫接合(Ⅲ型节点)抗拔力为4 242 n,榉木横纹镶嵌椭圆插入榫接合(Ⅱ型节点)抗拔力为3 775 n,杨木整体式椭圆榫接合(Ⅰ型节点)抗拔力为3 123 n,也就是抗拔力Ⅳ型节点>Ⅲ型节点>Ⅱ型节点>Ⅰ型节点。由实验结果可以得出如下结论:Ⅲ型节点的抗拔力比Ⅱ型节点提高了约12.4%,说明榉木镶嵌的纹理方向对节点强度有明显影响,且顺纹进行镶嵌效果更佳;Ⅲ型节点的抗拔力比Ⅰ型节点提高了约35.8%(约为1 119 n),说明在速生材榫接合构件中以顺纹方向嵌入硬质木材可以大幅增加节点抗拔力,进而为速生材直接应用于实木榫接合家具中提供了新方法。      

塑?木插接节点的配合特性及参数优化

目的塑料与木材的插接连接是塑料椅类家具中一种常见的节点形式,对节点的配合参量进行优化设计能够有效地提高节点接合强度,从而提升产品的可靠性。方法以PP塑料与榉木圆榫接合构件为例,选择塑料件壁厚、接合长度、过盈配合量为考察因素,以抗拔强度与抗弯强度为评价指标,采用3因素3水平的Box-Behnken响应面设计法,建立接合强度与配合参数之间的数学模型,通过方差分析各因素的显著性及交互作用,同时通过求解拟合方程获得节点的最优配合参量。并在此基础上对过盈、胶合和木螺丝3种不同装配方式的构件节点抗拔力进行对比分析。结果3个因素均对节点的抗拔强度有显著影响,但只有塑料件壁厚和接合长度这两个因素对节点的抗弯强度有显著影响,与过盈配合量无关。直径为40 mm的圆榫塑?木插接节点的最优配合参数为:塑料件壁厚3.2 mm,接合长度50 mm,过盈配合量0.15 mm,对此参数节点进行力学性能试验可获得极限抗拔力2 139.3 N及弯曲载荷1 306.4 N。3种不同装配方式的构件节点抗拔力分别为:过盈装配（Ⅰ型节点）966.5 N < 胶合装配（Ⅱ型节点）1 251.4 N < 木螺丝装配（Ⅲ型节点）1 607.6 N。结论塑?木插接节点的配合参数可以通过响应面法优化设计以获得最佳力学性能,在实际应用中各设计因素在设计域内靠近上限取值较易获得最大接合强度,此外采用木螺丝的装配方式能够大大提高节点的抗拔强度。      

膨胀土加筋挡土墙现场试验研究与分析

利用现场试验研究了膨胀土加筋挡土墙稳定性的影响因素。结果表明,在填筑高度较小的情况下,土压力增长较快,实测竖向土压力大于单位面积上的覆土质量,土压力系数逐渐增大;随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐收敛并小于单位面积上的覆土质量,土压力系数也逐渐降低;降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大,最大可达1.75。应变监测结果表明,膨胀土加筋挡土墙不会发生浅层滑坡,潜在的滑动面为深层楔形体;距面板1.5 m内外土体压实度不同不仅不利于筋带抗拉强度的发挥,而且会导致墙体产生较大的不均匀沉降,因此建议整个场地采用统一压实度。结合研究结果,最后对膨胀土加筋挡土墙的施工提出了有益的建议。     

石灰改良膨胀土试验研究

本文以内蒙古呼集线的膨胀土为研究对象,用掺入石灰的方法来改良膨胀土的工程性质,并重点研究石灰对膨胀土强度及水稳定性的影响,通过实验得出本文所用的膨胀土的掺灰量为10%时,其无侧限抗压强度和水稳定性为最优。     

基于土壤液化原理的荸荠采收船的研究

荸荠的生长环境特殊,收获仍旧采用传统手工挖掘,劳动效率低,劳动强度大,难以挖净,而薯类收获机械又难以适应水田荸荠的收获,通过对荸荠生长地的土壤成分分析,基于土壤液化原理,搭建了小型实验平台,对荸荠挖掘机理进行了试验模拟。提出了一套适用于水田作物荸荠机械挖掘、筛分的流程,并对挖掘原理进行了实验探究。根据实验数据分析,获得了影响荸荠收获的主要因素。研究表明利用土壤液化原理可以使砂壤土液化,为该原理用于荸荠采收提供依据,为荸荠挖掘机样机的试制提供设计参考。     

土摩擦阻力对预应力筏板基础作用效应分析

在截面极限状态计算中提出了将土摩擦阻力作为一种次内力考虑的概念,并给出了考虑土摩擦阻力影响的承载力计算公式和裂缝控制验算方法。通过算例比较总结了一些有益结论,可供工程设计参考。     

31个玉米自交系主要农艺性状与其抗旱性的相关分析

选用来自同一个亲本东陵白综合种的31份后代玉米自交系材料,同时在水、旱地种植,调查了21个性状值,计算比较出15个性状值水、旱地之间的差异。其中,产量作为最主要的指标,水、旱地之间差值最大达到7 200 kg/hm2,最小为199.5 kg/hm2,旱地平均减产2 454.9 kg/hm2。计算出10个性状值的抗旱系数和抗旱指数,产量抗旱系数范围0.052 6~0.960 0,抗旱指数范围0.002 8~1.212 6,为选择耐旱品种提供了科学依据。估算出在水旱地中,产量分别和11个性状值之间的遗传相关系数:水地中,产量与株高、穗位、茎粗、穗粒重、雄穗分枝数、穗长、穗粗、轴粗、百粒重、出籽率等10个性状呈正相关,遗传相关系数为0.160 6~0.998 3,产量与生育期一个性状呈负相关,遗传相关系数为-0.326 2;旱地中,产量与其他11个性状呈正相关,遗传相关系数为0.011 4~0.978 6。以上数据体现了在水、旱地中产量与11个性状的关联性大小及异同。在玉米抗旱育种研究中,选择产量高和稳产性好的同时,对其他性状的选择提供了科学依据。     

膨胀土的湿化特性试验研究

利用改进的湿化试验装置对取样子陕南西部的几种膨胀土进行了湿化试验，研究表明，试前含水量和裂隙发育状况对膨胀土在静水中的崩解有重要影响，膨胀土的湿化过程可分为吸不增重阶段，崩解缓慢加速阶段，崩解剧烈发生阶段和崩解减慢一终止阶段，膨胀土经过重塑后其湿化性主要受试前含水量和干密度控制。     

疏桩基础变形性状研究

疏桩基础是近年来开始的对桩基设计理论的新探索。它以控制建筑物的沉降量和补偿天然地基承载力不足来确定桩的补偿量，因此它的变形性状有别于传统的桩基。选用了能描述土体塑性特点的弹塑性本构模型，利用研制的并经过算例验证的三维有限元程序对疏桩基础的变形性状进行了分析，得出了疏桩基础的整体沉降、桩间土体的压缩、桩端下土体的压缩等的变化规律。     

土的弹性抗力与墩顶固结结构物的联合计算

将土、基础及上部结构物视为一个整体，在计入土的弹性抗力后对多跨无铰拱和连续刚构的上下部结构进行联合计算，并给出了算例，可供设计参考。     

玉米萌芽期水分胁迫的抗旱性分析

通过PEG渗透胁迫人工模拟干旱条件,对山西省新近育成和当前常见的18个玉米杂交种进行了萌芽期抗旱性研究。结果表明:萌发期水分胁迫降低了各玉米品种的发芽势和发芽率,阻碍了胚芽和胚根的生长,降低了种子中贮藏物质的运转率。但不同的玉米品种在抗旱性上存在极显著差异,抗旱性强的品种在水分胁迫下仍然保持较高的发芽势和发芽率。活力抗旱指数和萌发抗旱指数可以良好地反映品种间抗旱性的差别。通过对上述指标的测定,可以较好地反映出玉米品种萌芽期的抗旱性。     

湖北地区马铃薯播种机主要部件设计

根据湖北地区的种植农艺要求,对马铃著起垄播种机开沟器、排肥器、播种装置、开沟起垄装置等主要部件进行了参数选择和结构设计,对关键零部件进行了3D软件绘图设计工作.为样机制作提供了理论基础,以保证样机能顺利完成开沟、施肥、播种、覆土和镇压等工序.