土动力学特性试验及其发展现状

合集下载

土壤现状与变化趋势的数值分析报告

土壤现状与变化趋势的数值分析报告

土壤现状与变化趋势的数值分析报告一、引言土壤是地球表面最重要的自然资源之一,对于农业生产、生态系统健康以及全球气候变化具有深远影响。

因此,了解土壤的现状及其变化趋势至关重要。

本报告将通过专业数值分析方法,深入探讨土壤的现状与变化趋势,以期为决策者提供科学依据。

二、土壤现状及其数值分析1.土壤类型与分布:根据土壤形成因素和特点,可将土壤分为不同的类型,如红壤、黄壤、棕壤等。

这些土壤类型在全球范围内分布不均。

数值分析技术可通过土壤分类图和地球信息系统(GIS)数据进行土壤类型的空间分布研究。

2.土壤肥力:土壤肥力是土壤供应植物生长所需养分的能力。

通过数值分析,可对土壤中的氮、磷、钾等养分含量进行定量评价,并预测其对植物生长的供应能力。

3.土壤质地与结构:土壤的质地与结构直接影响水肥的保持与植物的生长。

数值分析技术可通过对土壤颗粒组成、团聚体大小及分布的研究,评估土壤质地与结构对植物生长的影响。

三、土壤变化趋势及其数值预测1.气候变化:气候变化对土壤产生深远影响,包括土壤水分、温度及生物活动等。

数值模型可模拟气候变化对土壤的影响,并预测未来可能的土壤变化趋势。

2.土地利用方式改变:土地利用方式的改变,如森林砍伐、土地转用等,对土壤性质产生显著影响。

利用数值分析方法,可模拟不同土地利用方式对土壤性质的影响,从而预测土壤的变化趋势。

3.土壤污染与修复:随着工业化进程的加速,土壤污染问题日益严重。

通过数值模型,可评估不同污染源对土壤质量的影响,并预测土壤修复的可能性及效果。

四、结论本报告通过专业数值分析方法,深入探讨了土壤的现状及其变化趋势。

这些信息对于理解生态系统健康、农业生产的可持续性以及全球气候变化的潜在影响具有重要意义。

同时,数值分析技术为决策者提供了科学依据,有助于制定合理的土地利用和保护政策。

五、建议与展望1.加强土壤监测:持续监测土壤的变化,及时掌握土壤的现状及其变化趋势。

2.推广环保技术:采取环保技术措施,如生态修复、减少化肥和农药的使用等,以保护和改善土壤质量。

土力学的研究内容与学科发展

土力学的研究内容与学科发展

土力学的研究内容与学科发展土力学是一门广泛的工程学科,研究内容涉及物理力学、土壤力学、岩石力学等多个学科,是建设基础设施、土地开发等工程建设的重要基础。

土力学也是与土木工程、水利工程、测绘等相关的综合学科。

这门学科的发展有很多应用,其发展潜力巨大,为工程建设提供了重要的理论支持。

一、土力学的研究内容土力学研究内容在于调查、理解土壤及其他地质基础土体下受载荷时的变形及稳定性。

其研究内容可分为物理力学研究、土壤力学研究、岩石力学研究等。

1.物理力学研究物理力学研究是土力学的基础性研究,它研究土体及其他地质基础土体的力学性质,例如土体的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度等,及其细节机理。

2.土壤力学研究土壤力学研究是土力学的主要研究方向,它研究土体在地基受载荷时的变形及稳定性,主要研究内容包括地基沉降、地下水位变化、土壤渗流、地震效应等。

3.岩石力学研究岩石力学研究是土力学的重要组成部分,它研究的是岩石的力学性质及其受载荷变形及稳定性,主要研究内容包括岩石的抗压强度、抗剪强度、弹性模量等,以及岩石体系受载荷时的应力变形特性。

二、土力学发展1.早期发展土力学的研究始于19世纪末期,当时,研究者在相关实验研究中发现,土体的应力变形特性与材料密度、湿度、水分等有关,而且一定的外力作用下土体会产生沉降。

2.中期发展20世纪以来,土力学的研究有了显著的进展。

根据物理力学的原理,研究者们将土壤、岩石力学的研究内容纳入土力学的研究范畴,并将土力学运用于基础设施的建设。

3.近期发展近年来,随着科学技术的发展及土力学研究的深入,土力学已经成为一门综合性学科,它结合了结构力学、流体力学等多种科学技术,应用于建筑物及桥梁、堤坝等工程建设当中,为建设提供了重要的理论支持。

三、土力学在工程建设中的应用1.基础设施建设中的应用土力学可以用于设计基础设施,例如隧道、桥梁、堤坝以及其他地下建筑物的设计和施工,可以根据不同的基础土体条件评估桩基、回填土等的性能,确定设计参数及改进措施,保证建设物的安全及稳定。

中国土动力学的发展现状与存在的问题

中国土动力学的发展现状与存在的问题
XI Di — i E ng y
(Xgn U i est f T c n lg Xg n 7 0 4 , hn ) a n v ri o eh o o y. a 1 0 8 C ia y
Ab ta t Th o n r wi e st a i n o o l y a c i l i a i i e re l sr c : ec u ty d iu t f i d n mi s f d i Ch n s g v n b i f o s e n y-t ei o t n h mp r a t c a g so c r e n r c n e r -t e s o t o n s e i t d i h il n h ie to a r b h n e c u r d i e e ty a s h h r c mi g x s e n t e fe d a d t e d r c i n l o — p
出现 了各 式各 样 动三 轴 以及 共 振 柱 仪 研制 的热 潮 ; 出现 了全 国范 围内 以提高试 验 精度 为 目的的动三 轴 仪试 验方 法 的对 比分 析 ; 现 了动 三 轴 试验 的操作 出 规程 ; 出现 了土动力 学 全 国性 的学术讨 论会 ; 出现 了 很 多高校 与科研 院所 的动 三 轴试 验 室 ; 出现 了我 国 第一部 土 动力 学 的系 统 教 材 ; 出现 了具有 中 国特色
交通 等动力 作用 , 是 从 建设 的 实 际需 要 提 出来 进 都
行 研究 的 , 有很 强 的针对 性 。 具
虽 然我 国的土动力 学研 究 曾经 开创 了用 动三 轴 试 验进行 研究 的新 途径 和孔 隙水 压力 消 散扩散 的新 理 论 , 是被 人们 广 泛重 视还 是 受 了我 国几 次 大地 但 震, 尤其是 唐 山地震 的强 烈 推 动 。1 7 9 8年 的唐 山大 地震 对 中国土 动力 学研究 的作 用 , 同 1 6 如 9 4年 日本 的新 泻大 地震 和 1 6 9 4年 美 国的 阿 拉 斯加 大地 震 对 日本 和美 国土动 力 学 的 推 动作 用 一 样 , 是无 可 辩 都 驳地 将土 动力学 研 究 的 迫切 性摆 在 了人 们 的面前 ,

土力学的研究内容与学科发展

土力学的研究内容与学科发展

土力学的研究内容与学科发展土力学是工程地质学的一个重要分支,它研究的是土的力学特性和行为问题,主要涉及地质结构、地表地质灾害、岩土工程、岩土动力学和新型结构材料等研究领域。

它与其它的岩土力学研究学科有着密切的联系,深入研究土的物理特性、力学特性和变态特性,以及研究这些特性对岩土工程及其它相关地质工程的影响。

土力学的研究内容可以归纳为两个部分:一是土的力学性质研究,包括土的物理性质、力学性质、变形性质以及变形机制的研究;二是土的工程行为研究,包括土的变形和土的应力应变特性,以及土的地质结构和工程行为的研究。

研究者可以从实验、分析和仿真模型三个方面综合探讨土力学的相关问题,从而改善和完善现有的土力学概念和理论,为优化和设计土、岩土工程提供技术支持。

土力学作为一门新兴学科,近年来得到了广泛的关注和应用,取得了较为明显的发展和进步。

首先,土力学的研究内容得到了扩大的视野,从传统的静态力学理论走向研究动态力学和波动力学,探讨震、地质构造等活动性地质作用下的土的行为规律,取得重要突破;其次,工程地质勘察范围扩大,而土力学研究也从最初的单一工程地质规律进化到更复杂的各种地质结构,勘察技术取得了重大突破;此外,土力学技术也逐渐成熟,相关研究方法得到了不断改进,科学实用化水平不断提高,开发出更多有效的计算机软件,可以更加快速、准确地研究和分析土力学问题,为解决复杂工程现场难题提供有益的参考。

土力学的发展也为地质工程的建设和生态环境保护提供了可靠的技术支持,比如地质灾害的处理、深基础设计和文物保护等。

未来,土力学仍然将是一个重要和广阔的学科,有望取得更大的成果和进步。

综上所述,土力学是工程地质学的一个重要分支,它致力于研究土的物理特性、力学特性和变态特性,以及这些特性对岩土工程及其它相关地质工程的影响。

它的研究内容主要是土的力学性质研究和土的工程行为研究,有利于改善和完善现有的土力学概念和理论,并可从实验、分析和仿真模型来研究相关问题。

土力学的回顾、现状与展望

土力学的回顾、现状与展望

土力学的回顾1) 土力学学科的形成一般认为,土力学自太沙基在1925年发表《土力学原理》后才成为一门独立的学科。

但是,关于土的理论并非在l925年才有。

实际上,1925年以前,土力学的某些规律和理论已经被发现、创立和运用。

按太沙基的说法,土力学始于1776年库仑土压力理论的发表(比1925年早149年)。

此外,反映水在多孔介质中流动规律的达西定律、描述土体极限平衡状态的理论等等也都是土力学早期理论上成就的突出例子。

太沙基认为,就土力学原理来说,它是两门早已确立的工程学科分科——材料试验和应用力学的派生物。

可见土力学不仅来自自身的实践,而且也充分地借鉴了相关学科的成就。

不难看.在太沙基之前,人们对土实际上早已有相当的认识,提出了诸多关于土的理论和规律。

但当时这些理论和规律还是零散的、不系统的,对土的认识也还仅仅是局部的或者是唯象的。

可以说当时土力学的发展还缺乏许多反映土的本质和真实面目的东西,因此尚未形成一门独立的学科。

太沙基主要功绩之一,是他将当时已有的孤立的规律、原理或理论,按土的特性将它们联系和系统化起来,总结提出了土的3个特性,即“粘性”、“弹性”和“渗透性”,并且凭借丰富的实践经验和深邃的洞察力发展了土力学原理,拓宽了土力学领域,使之形成一门独立的学科。

其中有几个重要的贡献是特别值得提出的。

首先他强调土的分类,并依据其物理力学性质将“粘土”和“砂土”区别开来。

他认识到“砂土”的强度属纯摩擦材料的强度,而“粘土”的强度则是其“粘性”所致。

虽然用现在的眼光看,这样的认识似乎太简单化,但它毕竟是从土本身特性出发的,不再是简单地借用别的学科的原理。

这样,土力学就具有了自己的个性;其次是建立了有效应力原理和一维固结微分方程。

如果说一维固结微分方程可能与太沙基曾作为热传导教授的经历有关,从而带有热传导方程的某些痕迹的话(诚然,这种借鉴别的学科成就来丰富本学科内容的做法也是学科发展的必由道路之一),那么有效应力原理则完全是从土的本性出发,确切地反映了土的力学性状本质的。

轨道交通荷载作用下土动力学及其累积变形研究现状

轨道交通荷载作用下土动力学及其累积变形研究现状

Ke y w o r d s : R a i l T r a n s i t ; V i b r a t i o n L o a d ; S o i l D y n a mi c s ; Ac c u mu l a t e d De f o r ma t i o n
轨 道 交通荷载作 用下土动力学及其 累积变形研究
现状木
沈 伟 , 陈磊 ,庄海 洋
1 . 南 京 工 业 大 学 岩 土 工 程 研 究 所 ,江 苏 南 京 2 1 0 0 0 9
2 . 江苏省交通规划设计 院股份有 限公司,江苏 南京 2 1 0 0 0 5

要 :轨道 交通 荷载作用下土体 ( 尤其是软 弱土 )的动力学行 为 明显有别于其他动荷载作用下的动力 学行为 ,对快速
轨道 交通振 动荷载作用下土体 的动力 学行为及其本 构模 型必须进 行专 门的研究。本文分别从轨道交通荷载作用下土体的 动 力学特 性室 内试 验、考虑主应 力轴旋转 的土 动力本构模 型、累积变形计算方法和模型试验等方面总结 了现有相关 的研
Ac c u mul a t e d De i f  ̄ r ma t i o n u n d e r t h e Ra i l
T r a f ic f Lo a d s
Li we iShe n Le i Che n2 H ai ya ng Zhua n g

1 . I n s t i t u t e o f Ge o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g , N a n j i n g Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , Na n j i n g 2 1 0 0 0 9 , C h i n a

浅谈土力学发展史及未来前景

浅谈土力学发展史及未来前景

浅谈土力学发展史及未来前景浅谈土力学发展史及未来前景摘要:从1773年法国库仑创立了著名的土的抗剪强度的库仑定律和土压力理论,到1963年,Roscoe发表著名的剑桥模型,土力学经历了萌发期、古典土力学、现代土力学三个历史时期。

随着现代科技的发展,土力学从广度和深度方面都有了长足发展。

在这个过程中人们充分认识到了试验、实践和经验的重要性。

在未来土力学的发展中信息化施工方法将成为一个趋势,开展土力学工程问题计算机分析研究也将成为一个重要的研究方向。

关键词:古典土力学本构模型信息化施工数值模拟一、土力学发展的三个历史时期1、萌发期(1773—1923)1773年法国库仑根据试验,创立了著名的土的抗剪强度的库仑定律和土压力理论。

发表了《极大极小准则在若干静力学问题中的应用》,为土体破坏理论奠定基础。

1857年英国朗肯提出又一种土压力理论。

1885年法国布辛尼斯克求得半无限空间弹性体,在竖向集中力作用下,全部6个应力分量和3个变形的理论解。

在此后的漫长的150年中,而且只限于研究土体的破坏问题。

2、古典土力学(1923—1963)1923年,Terzaghi发表了著名的论文《粘土中动水应力的消散计算》,提出了土体一维固结理论,开创了土体变形研究。

接着又在另一文献中提出了著名的有效应力原理,从而建立起一门独特的学科—土力学。

古典土力学可归结为:一个原理——有效应力原理两个理论——以弹性介质和弹性多孔介质为出发点的变形理论以刚塑性模型为出发点的破坏理论(极限平衡理论)传统力学的研究内容可用框图表示如下:3、现代土力学(1963—今)1963年,Roscoe发表了著名的剑桥模型,才提出第一个可以全面考虑土的压硬性和剪胀性的数学模型,因而可以看作现代土力学的开端。

下列几方面取得重要进展:1、非线性模型和弹塑性模型2、损伤力学模型与结构性模型3、非饱和土固结理论4、砂土液化理论的研究5、剪切带理论及渐进破损6、土的细观力学二、土力学的发展现状土木工程功能化、城市立体化、交通高速化,以及改善综合居往环境成为现代土木工程建设的特点。

土动本构模型研究现状综述

土动本构模型研究现状综述

土动本构模型研究现状综述唐健强【摘要】Through the summary on the domestic and foreign research status of soil dynamic constitutive model,this paper analyzed the character-istics of existing rock and soil dynamic constitutive model,and put forward some problems to be solved,pointed out that the research on soil dy-namic constitutive relationship model had great theoretical significance and practical significance to correctly analysis on soil engineering prob-lems.%通过对国内外土动本构模型研究现状的归纳总结,分析了现有岩土动本构模型的特点,并提出了有待解决的问题,指出土动本构关系模型的研究对正确分析土的工程问题具有重大的理论意义和现实意义。

【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2014(000)035【总页数】2页(P95-96)【关键词】动本构模型;动弹性模量;合理性【作者】唐健强【作者单位】四川农业大学建筑与城乡规划学院,四川成都 611830【正文语种】中文【中图分类】TU435中国地处三大板块的交界处,地震灾害频频发生,地震灾害对我国的经济造成直接的影响。

资料表明,地震引起的次生灾害主要有砂土液化、滑坡等。

例如,2008年汶川地震所触发的滑坡、崩塌在5万余处以上,其中对城镇、乡村带来直接危害和间接威胁的达4 000余处,大型、特大型滑坡达数百处。

场地的地震破坏作用是由于地面强烈运动引起地面设施振动而产生的。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

环向剪应力
内腔侧压 力
轴向压应力
轴向正应力
外腔侧压 力
环向剪应力
环向正应力 侧向正应力
薄壁圆筒样受力条件
2020/9/6
单元体应力条件
空心圆筒试样上独立施加内、外压力,轴向荷载及 横截面上振动扭矩,可以模拟单元体上径向、环向和轴 向正应力及扭转剪切应力四个应力变量。
通过扭转往返运动、轴向往返运动及内、外压力循 环变化,可以实现单向、双向和三向振动作用下动力试 验。
土的动力特性试验设备:
动直剪仪、动单剪仪、动三轴仪、共振柱仪、动扭剪仪等
2020/9/6
• 引言 • 土动力特性的测试设备系统 • 动三轴试验 • 共振柱试验 • 动扭剪试验 • 影响因素及系统阻尼 • 结论
2020/9/6
成样系统
形成一个满足试验要求条件(湿度、密度、应力状态 等)并具有代表性的试样。
土动力学特性试验及其发展现状
2020/9/6
2008.10
目录
• 引言 • 土动力特性的测试设备系统 • 动三轴试验 • 共振柱试验 • 动扭剪试验 • 影响因素及系统阻尼 • 结论
2020/9/6
引言
土的动力学试验:
土的动力特性试验 土体动力模型试验
动力特性试验设备均包括:
成样系统 激振系统 量测控制系统
2020/9/6
试验设备
电磁式动三轴仪ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(西安理工大学改造)
电-液伺服双向振动三轴仪
北京新技术应用研究所制 造,1992
2020/9/6
西安理工大学与天水红山试验 机厂研制,1993
电动马达驱动动三轴仪
2020/9/6
英国GDS有限公司制造
• 引言 • 土动力特性的测试设备系统 • 动三轴试验 • 共振柱试验 • 动扭剪试验 • 影响因素及系统阻尼 • 结论
2020/9/6
1976年北京地形地质测绘处与北京市科学仪器 修配厂等单位试制成功了DSZ-100型电磁式动三 轴仪。同年,西北农学院水利系(现西安理工大 学水电学院岩土工程研究所)成功研制开发出了 气动式动三轴仪。
此后,由电力部西北电力设计院,中国科学 院工程力学所先后试制成功了电磁力双向激振三 轴仪。
可以独立变化三个主应力的大小和方向,从而实现 主应力方向的旋转。
2020/9/6
扭转单向振动试验仪
西北农林科技大学扭剪仪
圆筒试样: 内径30mm/ 60mm 外径70mm/ 100mm 高100mm/ 150mm
电液伺服单驱动器 齿轮、齿条传动
原西北水科所扭剪仪 日本诚研株式会社制造
2020/9/6
传感器
滤波器
放大器
电磁伺服阀
信号发生器
记录器 计算机
动荷驱动器
2020/9/6
• 引言 • 土动力特性的测试设备系统 • 动三轴试验 • 共振柱试验 • 动扭剪试验 • 影响因素及系统阻尼 • 结论
2020/9/6
试验条件与目的
动三轴试验测试在10-4-10-2应变范围之间的动 力特性。
测试得到的动应力、动应变和动孔压时程曲线, 可以得到饱和土的动孔压累计增长发展变化规律, 破坏时的循环动应力及破坏振次,动应力动应变 滞回曲线和动应力应变骨干曲线,以及给定静应 力条件下的震陷变形曲线。
2020/9/6
电动-气压式激振
利用小型电磁式激振器来推动气压随动系统,使气压 再往复作用在气压伺服阀上,引起底座的振动。
电动马达驱动激振
利用高速旋转的马达驱动丝杆往返运动,从而将往 返运动再传递给试样底座,来实现动力加载。
2020/9/6
控制与量测记录系统
将动力输入由数字信号转化为电信号进行闭环控制,同 时测定振动作用过程试件实际的动应力时程和所产生的动 应变时程和动孔压时程。
日本圆井株式会社制造
2020/9/6
浙江大学扭剪仪
空心圆筒试样: 内径60mm/ 160mm 外径100mm/ 200mm 高200mm/ 400mm
电动马达双驱动 活动基座
英国GDS仪器设备有限公司制造
2020/9/6
兰州地震局扭剪仪
空心圆筒试样: 内径60mm 外径100mm 高200mm
电气伺服双驱动器 铰接杆传动
英国WF公司制造
2020/9/6
上世纪九十年代初,中国水利科学院研制了一台电磁 -液压伺服压、扭双向振动扭剪仪。
西安理工大学也购置了同样的扭剪仪,并对自动控制 系统进行了改造。姚仰平博士(1994)在该仪器上进行了 饱和砂土主应力轴旋转试验研究。
电动式激振:
利用恒定磁场内的带电导体会受到一定电磁力作 用产生运动而产生激振。
2020/9/6
1
5
2020/9/6
4
2
3
电磁式激振原理示意图
气动式激振
利用向活塞两 侧轮换供入和排出 压缩空气的方法, 驱动活塞杆作往复 运动,达到激振的 目的。
2020/9/6
电动-液压式激振
利用小型电磁式激振器来推动液压随动系统,使液 压往复作用于液压活塞上,引起底座的振动。
2020/9/6
发展历史
黄文熙(1959)首先提出了动三轴试验思想; 汪闻韶主持研制了我国第一台振动三轴仪。
1962年我国水电部《土工试验操作规程》中 列入了动三轴试验项目。
Seed(美国,1966)等提出了利用动三轴 试验结果解决实际工程问题的方法。
1975年安徽省水利科学研究所研制成功了 惯性力式动三轴仪。
满足便于装样、饱和、密度控制、荷载控制、以及应 变和孔压的量测,并尽量消除各种边界的影响。
振动台上圆筒样 动力直剪试样
动力单剪试样
动三轴试样
空心圆筒扭剪试样
2020/9/6
激振系统
一种对试样产生动力荷载的系统。主要分为机械式,电 动式,气动式,电动-液压式及电动-气压式等。
机械式激振: 偏心式,离心式和冲击式。
邵生俊(1985年)利用该 振动扭剪试验仪进行了饱 和砂土的动力试验。
扭转、轴向双向振动试验仪
大连理工大学扭剪仪
电液伺服双驱动器 齿轮、齿条传动
日本诚研株式会社制造
2020/9/6
栾茂田等(2002年)利用 该振动扭剪试验仪进行了 土的动力试验。
河海大学扭剪仪
电液伺服双驱动器 齿轮、齿条传动
丰土根等(2005年)利用 该振动扭剪试验仪进行了 土的动力试验。
2020/9/6
在10-6-10-3的应变范围内研究土的动力变形性质。 中国科学院工程力学所研制成功了我国第一台共 振柱仪(GZ-1型)。
2020/9/6
• 引言 • 土动力特性的测试设备系统 • 动三轴试验 • 共振柱试验 • 动扭剪试验 • 影响因素及系统阻尼 • 结论
2020/9/6
应力条件与特点
相关文档
最新文档