江苏省自然科学基金(BK2011339)
- 作品数：10 被引量：427H指数：8
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- 相关机构：南京大学法国国立路桥大学成都理工大学更多>>
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- 土体干缩裂隙网络定量分析被引量：57
- 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：75
- 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
- 盐分对土体干缩开裂的影响
- 我国是一个盐碱地大国,在广大西部和北部地区,土壤盐碱化异常严重,导致土体工程性质显著劣化。为了研究干旱气候条件下土体中盐浓度对水分蒸发过程及裂隙发育过程的影响,配置了浓度分别为OmoL·L-1、1moL·L-1、2moL...
- 孙凯强唐朝生王鹏王德银陈志国徐士康
- 关键词：土壤盐碱化蒸发盐分含量
- 文献传递
- 污泥处理的固化/稳定化技术研究进展被引量：31
- 2016年
- 固化/稳定化(S/S)是目前比较有效的一种污泥处置技术,是通过向污泥中添加固化剂材料,与污泥发生一系列的物理化学反应,提高污泥的力学强度和稳定污泥中的重金属污染物,从而达到污泥安全处置和资源化利用的目的,因此,探索高效、低廉和低碳的S/S技术一直是该领域的重点。根据近些年来国内外学者对该领域研究所取得的成果,着重从污泥的种类、固化剂种类、主要技术指标、关键影响因素及固化/稳定化机理等几个方面总结了该课题的研究现状及进展。得到以下主要认识:污泥按来源可分为河湖污泥、市政污泥和工业污泥3大类,由于不同来源污泥成分差别很大,处置方式也不尽相同;对于污泥的S/S处理,常用的固化剂可分为无机和有机两大类,且无机固化剂占主导,目前最流行的是水泥和石灰,还包括一些工业矿渣、黏土等作为辅助材料;S/S的优劣主要通过两个关键技术指标进行评价:固化体的无侧限抗压强度及浸出毒性;污泥的固化/稳定化效果主要受初始含水率、养护时间、固化剂种类、掺入量、p H值和Eh值等因素的影响;固化剂及其产物在污泥中形成骨架,并通过物理化学作用与污泥颗粒胶结和填充大的孔隙,从而起到固化增强作用;固化剂及其产物主要通过物理包裹、沉淀和吸附作用,将污泥中的有害物质封闭在固化体内,从而达到无害化、稳定化目的。最后,针对目前污泥S/S技术研究的不足,提出了今后该课题的研究重点及方向,主要包括:改善污泥的前期脱水效率、进一步掌握固化体的变形特性、开发针对多种重金属离子的综合S/S技术、建立重金属离子固定/溶出模型和迁移模型、研发新型固化剂等。
- 王鹏唐朝生孙凯强陈志国徐士康施斌
- 关键词：污泥技术指标影响因素
- 纤维加筋非饱和黏性土的剪切强度特性被引量：64
- 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
- 纤维加筋市政污泥固结特性试验研究被引量：7
- 2015年
- 城市内河环境整治及清淤过程中往往产生大量污泥,安全高效处理和处置这类市政污泥并实现资源化利用对改善城市生态环境和经济可持续发展具有重要意义。污泥具有高含水率、高孔隙比和高压缩性等特点,由于其含有较多有机质和细颗粒,一般难以通过机械脱水达到减容的目的。因此,提高污泥的脱水速率和改善其固结特性是实现污泥安全处置及资源化利用的首要任务,也是目前该课题的研究难点。本文提出了一种离散短丝纤维加筋技术,为了研究该技术对污泥固结特性的影响,对不同纤维掺量(0,0.05%,0.1%,0.2%,0.4%和0.8%)的污泥进行了一系列固结压缩试验,分析了固结过程中纤维掺量对固结系数和渗透系数的影响。结果表明:在相同的荷载条件下,随着纤维掺量的增加,试样的压缩量、孔隙比变化显著增加,固结时间和压缩系数相对减小,且当纤维掺入量为0.1%时变化最显著,为最优掺量。此外,研究结果表明,纤维的掺入增大了污泥的固结系数和渗透系数,固结效率和固结效果得到明显改善。
- 王鹏唐朝生孙凯强陈志国徐士康施斌
- 关键词：污泥纤维加筋固结
- 基于单根纤维拉拔试验的波形纤维加筋土界面强度研究被引量：32
- 2014年
- 纤维/土界面间的力学作用特性是决定纤维加筋土工程性质的关键因素。为了改善纤维/土界面作用力,开发了一种新型的波形纤维作为加筋材料,并自主设计了一套拉拔试验装置,对单根纤维加筋土开展了多组拉拔试验,定量获得了波形纤维加筋土的拉拔特性及界面剪切强度,通过与传统直线形纤维对比,分析了波形纤维/土界面的力学作用机理,并从理论上探讨了波形纤维的最大临界加筋长度。结果表明:提出的单根纤维拉拔试验方法及设计的试验装置为研究纤维/土界面力学作用提供了有效的途径,试验结果具有较好的可重复性;直线形纤维的拉拔曲线呈典型的单峰特征,拉力达到峰值后迅速减小到残余值并逐渐趋于稳定,而波形纤维的拉拔曲线呈显著的多峰特征,曲线波长与纤维的波长基本一致;通过对比,波形纤维/土界面剪切强度明显高于直线形纤维,强度值提高了178%,极大改善了纤维的加筋效果,此外,波形纤维拉拔曲线各峰值对应的界面剪切强度及残余剪切强度随拉拔位移呈指数递减趋势;利用测得的纤维/土界面剪切强度,结合纤维自身的抗拉强度和一些假设条件,能确定纤维的最大临界加筋长度,对实际工程设计有一定参考意义。
- 李建唐朝生王德银施斌裴向军
- 关键词：拉拔试验界面剪切强度
- 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
- 基于超微型贯入试验的黏性土干燥过程中结构强度演化规律研究被引量：2
- 2014年
- 研究土体结构强度对了解土体开裂破坏过程和预防相关工程地质问题有重要意义。以南京地区下蜀土为对象,采用超微型贯入试验方法,分析了试样在干燥过程中的结构强度演化特征。结果表明:所采用的超微型贯入试验方法为定量研究土体在干燥过程中结构强度的演化规律提供了可行的途径,该方法具有操作简单、精度高和含水率适应范围大等优点;在干燥过程中,当试样处于高含水率阶段时(w≥24.27%),剖面上的结构强度基本保持一致,空间差异性较小;在低含水率阶段(w<24.27%),试样结构强度空间差异性显著增强,随深度的增加,结构强度呈递减趋势并逐渐趋于稳定;总体上,土体的结构强度在干燥过程中随平均含水率的减小呈指数递增趋势,这主要是由于土体水分蒸发导致吸力增加,土颗粒之间的作用力增强。此外,由于土体发生收缩变形,土体孔隙比减小,土颗粒间联接点增加,也会对结构强度产生贡献。
- 王德银唐朝生李建施斌
- 关键词：贯入试验蒸发含水率
- 膨胀土收缩开裂过程及其温度效应被引量：84
- 2012年
- 温度作为主要的外部环境因素之一,对膨胀土水-力学性质有重要影响。为了了解膨胀土在不同温度条件下的干缩开裂特性,开展了一系列干燥试验。试验中共配制了9组初始饱和的泥浆试样,干燥环境温度分别为22℃,60℃和105℃。在干燥过程中,实时监测试样的含水率变化及表面裂隙的演化过程,利用数字图像处理技术,对裂隙图像进行了定量分析,获得了表面裂隙率Rsc;采用填充法,测量了裂隙的体积。结果表明:在干燥初期,试样中水分蒸发速率为常数,且随温度的增加而增加,试样达到残余含水率所需时间随温度的增加而减小;裂隙出现时对应的临界含水率wIC受温度的影响非常明显,当温度从22℃增加到105℃时,wIC从38.0%增加到90.9%;在裂隙发展前期,Rsc增速较缓,随后进入快速发展期,较小的含水率变化可导致Rsc迅速增加;当含水率接近终期临界含水率wFC或缩限时,裂隙发展趋于稳定,且wFC基本不受温度的影响;在高温环境下,膨胀土的裂隙发育程度较低温环境高,存在明显的温度效应。
- 唐朝生崔玉军Anh-minh Tang施斌
- 关键词：膨胀土蒸发裂隙图像处理
