钙质砂固结排水剪切特性三轴试验

为给中国南海岛礁吹填钙质砂地基上基础设施提供设计与施工参考,通过一系列三轴试验研究了钙质砂固结排水剪切特性。定性分析了钙质砂应力-应变、体变与应力路径变化规律,非线性拟合试验数据获得了不同特征状态下钙质砂抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的归一化表达式及其参数取值,进一步定性分析给出了抗剪强度、内摩擦角和孔隙比的非线性变化特征。研究结果表明：(1)围压小于300 kPa时钙质砂发生应变软化和剪胀;特征状态偏应力随围压或相对密度增大而变大,体变随围压(或相对密度)增大而增大(或减小);钙质砂排水剪切应力路径为一系列平行直线,围压越大应力路径越长。(2)不同相对密度下特征状态抗剪强度(或内摩擦角)具有较好归一性;峰值状态抗剪强度(或内摩擦角)大于相变状态,而相变状态大于临界状态;抗剪强度(或内摩擦角)为量纲一化平均主应力的幂函数(或对数函数),而相对密度对余量内摩擦角的影响随围压增大而减小直至消失。(3)在压缩平面内,特征状态孔隙比随量纲一化平均主应力增加而减小,且不同相对密度下临界状态孔隙比具有较好归一性;特征状态孔隙比可用负指数函数予以表达,该函数的上、下限与特征状态孔隙比实际极限值基本吻合。     

基于机器学习预测微生物加固钙质砂统一动强度

为探究不同微生物加固程度、有效围压和相对密实度与微生物加固钙质砂的动强度系数之间的相对重要性大小，并建立相应的统一动强度准则，用以预测微生物加固钙质砂的动强度，依据86组微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术加固钙质砂的不排水三轴试验数据建立数据集，利用反向传播神经网络(BPNN)和多元自适应回归样条(MARS)方法对数据集进行训练和预测。结果表明：微生物加固程度对动强度系数的影响程度最大，有效围压的影响稍逊之，相对密实度的影响相对较小，其相对重要性大小均值分别是100%、94%与68%,基于机器学习方法对微生物加固钙质砂的动强度系数进行预测的效果优于传统方法建立的统一动强度准则所获得的结果，其中BPNN模型的预测结果更准确，MARS模型的计算效率更高。     

钙质砂三轴固结不排水剪切特性研究

采用三轴固结不排水剪切试验，对南海海区岛礁饱和钙质砂进行剪切特性分析。结果表明:围压并不是影响偏应力的主要因素；达到偏应力峰值所对应的轴应变均在3%以内；初始弹性模量随初始孔隙比增大而减小，初始围压越大，初始弹性模量也越大；在给定的初始孔隙比下，剪切模量随着围压增大而增大。     

岛礁吹填珊瑚砂不排水单调和循环剪切特性试验

南海岛礁工程设施在长期服役过程中可能面临地震和强烈波浪侵袭的风险，了解珊瑚砂的动力特性对于评价岛礁设施在地震作用下的稳定性至关重要。通过对南海某岛礁饱和珊瑚砂开展不排水单调和循环剪切试验，研究了密度和有效围压对珊瑚砂单调剪切应力-应变关系和有效应力路径的影响，揭示了密度、有效围压以及循环应力比对珊瑚砂抗液化强度、动孔隙水压上升和轴向变形的发展规律。试验结果表明：中密和密实珊瑚砂不排水单调剪切试验在50～400 kPa围压范围内都表现出应变硬化现象；珊瑚砂抗液化强度曲线伴随相对密度的增加而提升，伴随有效围压的增大而降低；相同试验条件下，循环荷载作用下珊瑚砂试样的颗粒破碎量小于单调加载。基于多组不同工况下不排水单调和循环三轴试验结果，建立了珊瑚砂不排水相变点正规化静力抗剪强度和液化抵抗强度的关联表达式，该关联表达式的建立对于珊瑚砂抗液化强度的预测有较好的参考作用。     

南海岛礁珊瑚碎屑颗粒的物理性本征

南海珊瑚颗粒是典型高钙质颗粒,不仅具有低硬度特征,其颗粒强度一般小于10MPa,明显低于一般陆源砂性土。珊瑚颗粒的饱和吸水率一般分布在10%~20%,相对石英砂具有更加明显的饱和吸水理性特征。颗粒强度试验研究揭示,南海珊瑚碎屑颗粒强度破坏具有显著的脆性破坏特征,但颗粒强度相对偏低,且数据离散性偏高;珊瑚碎屑颗粒强度与颗粒粒度大小呈一定的负相关特征,符合Weibull颗粒强度分布特征。礁岩碎屑颗粒吸水饱和强度变化较小,软化特征不明显,作为土工构筑物填料的稳定性能良好。此外,细粒填充料颗粒水泥包浆后的强度显著提高,珊瑚混凝土富浆配置为有利于其系统强度增强。     

含钙质粉砂岩配合比设计及施工技术研究

针对含钙质粉砂岩高强度和层理分布显著的特点,提出了可有效降低其片状含量的加工工艺。通过对含钙质粉砂岩高片状含量矿料的配合比进行设计,提出了采用棱角性较差细集料或砂替换的措施改善混合料的施工和易性,较好地满足了设计要求。结合试验路施工,提出了针对高片状含量的含钙质粉砂岩的施工技术,达到了规范对路面压实度、现场空隙率和路面渗水系数的要求。     

软土地基促渗技术试验研究与分析

我国软土分布广泛,考虑充分发挥软土地区特点,取长补短,开展促渗技术研究.通过室内模型试验,研究了不同砂井半径、砂井深度、砂井水量对浸润水头线的影响,同时基于试验工况,开展了促渗公式模拟与解析研究,结果与试验拟合较好.最后,基于以上分析计算,对实际工程淹没水位进行了演算,配合促渗技术,给出了灌木、乔木等植物的选择建议,可供类似工程参考.     

砂土边坡稳定性离心模拟试验研究

根据全国水利学会岩土物理模拟试验专委组织的离心模拟平行试验,进行了砂土边坡稳定性离心模似试验研究.试验采用福建标准砂,研究不同边坡倾角和含水率对砂性土边坡稳定性的影响和试验后边坡含水率的变化.试验设置了三组不同坡角和含水率的试验来进行对比,验证了在一定范围内含水率的变化对边坡稳定性的影响,坡角变化对边坡稳定性的影响,并利用非饱和土的强度与含水率的关系理论,探讨了砂性土边坡稳定性与含水率的关系,并得出了试验后含水率的变化规律.     

离心试验砂雨法试样制备研究

全国岩土工程离心模拟平行试验之一,是砂土模型地层的制备.砂土试样制备主要通过相对密度进行控制,试验中采用福建标准砂,采用砂雨法制备砂土地层和网眼式与鸭嘴式出砂头,通过对试验结果分析得到落距-相对密度标定曲线,并设定土体目标密度(55 %和75 %),验证曲线的可靠性;同时,考察制备模型地基的相对密度在空间上的均质性.出砂头的孔径大小、出砂量、出砂头水平移动速度对相对密度的影响,还需进一步研究.     

砂性土路基填料性能试验研究

通过击实试验、抗剪试验及CBR试验等多项室内试验,综合分析了京赞公路石家庄段路基填料所用砂性土的各项性能,得出砂性土作为路基填料时击实特性与一般土质的区别,并研究了砂性土的抗剪强度与加州承载比随压实度与含水量变化的规律,可为砂性土路基的设计与施工提供参考.     

机制砂自密实混凝土在高速公路中的试验研究

通过试验研究胶凝材料用量、砂率和石粉用量对机制砂自密实混凝土工作性能和力学性能的影响,研究了机制砂自密实混凝土的配制技术,并测试了机制砂自密实混凝土的干缩性能。试验结果表明,机制砂自密实混凝土的工作性能和力学性能满足工程需要,石粉的掺人改善了混凝土的干缩性能.     

机制砂混凝土性能研究

该文针对目前天然砂资源缺乏,机制砂比天然砂空隙率小,粒形和级配较差,影响拌和物的质量和硬化后混凝土的性能的现状,在试验室对机制砂混凝土进行了试验分析,研究机制砂混凝土的工作性能、力学性能和耐久性能等.为了消除机制砂混凝土的不利因素,采用掺加高效减水剂和粉煤灰来提高混凝土的性能,并与天然砂混凝土进行比较,大量试验表明,机制砂混凝土的各种性能优良,完全可以满足施工要求,可用于预拌混凝土的生产.     

淤泥质土-砂混合土的击实试验研究

结合井睦高速公路工程中的淤泥质土-砂混合土,通过控制含砂量与含水率双因素对重塑混合土做了一系列轻型击实试验,试验结果揭示了含砂量与含水率对该混合土压实特性的影响规律。研究表明:击实土-砂混合土的密度和干密度均随含砂量与含水率的增大呈峰值变化规律;最佳含水率随着含砂量的增大而减小;密度和干密度与含砂量和含水率之间存在着显著的非线性相关性,含砂量小于70%时,含水率影响显著,含砂量大于70%时,含砂量影响显著。     

沥青混合料细集料的砂当量和亚甲蓝技术指标研究

针对目前沥青混合料用细集料的砂当量和亚甲蓝技术指标存在的问题,开展细集料砂当量、亚甲蓝技术指标试验研究。分析了不同规格细集料的砂当量的指标差异性、亚甲蓝的指标差异性和砂当量、亚甲蓝指标的相关性,并在大量细集料试验基础上提出了细集料的技术指标和评价原则。试验数据表明亚甲蓝或砂当量试验在检验细集料时有可能将合格的细集料判断为不合格,因此有必要将两个指标结合使用;不同规格的砂当量和亚甲蓝试验结果是有差异的,技术指标与细集料的规格必须一致;目前施工技术规范中细集料的亚甲蓝技术指标偏低,需要调整。     

淮北平原新近沉积层静探值域特征与承载力相关关系研究

针对淮北平原特有的地质特征,开展静力触探现场试验研究,分析新近沉积粉土、钙质结核土比贯入阻力的值域特征及影响因素,探讨了淮北平原静力触探值与地基承载力的相关关系。试验研究表明:地质形成年代和钙质结核是影响黏性土比贯入阻力的主要因素,而新近沉积粉土夹层土质是影响其比贯入阻力的主要因素,钙质结核粒径大小的非均匀分布决定了静探测试值的离散性,而钙质结核含量则直接影响着平均比贯入阻力的大小。建立了淮北平原黏性土、粉土、粉砂比贯入阻力与地基承载力的经验公式,并采用大量已有实测数据验证其可靠性。     

聚合物胶结（树脂）砂浆的性能试验研究

混凝土是用途最广的结构工程材料,伴随科学技术的发展,各种特种混凝土的需求也与日俱增.文章主要研究环氧树脂和不饱和聚酯树脂做胶结材料时,外加剂的种类和用量对树脂胶砂试件的抗折抗压强度影响;对试验结果进行分析,参考胶砂试验数据,预制树脂混凝土试件,研究其技术经济效果.     

高粘弹沥青砂的粘弹性模型参数研究

该文通过蠕变试验和数值模拟相结合的方法标定高粘弹沥青砂的粘弹性参数。通过小梁弯曲蠕变试验研究高粘弹沥青砂的高低温弯曲蠕变性能,得到沥青砂的蠕变柔量曲线,采用移位因子得到松弛模量主曲线,进而对试验结果进行非线性拟合得到广义Maxwell模型的粘弹性参数。采用粘弹性有限元方法对沥青砂小梁弯曲试验进行数值模拟,得到温度影响下跨中挠度和梁底弯拉应变随时间的变化曲线,并与试验曲线进行了对比。数值分析表明:沥青砂蠕变前两个阶段和试验的数据相关性较高。     

土工编织袋单轴压缩试验研究

土工编织袋就是简单地将土、砂、碎石等材料直接灌装在编织袋中,用于路堤填筑和护坡工程中.在试验室内对土工编织袋进行了单轴压缩试验,得到了单轴压缩强度与编织袋拉伸强度的关系及土工编织袋的应力一应变关系,并与理论分析结果进行了比较,试验结果与理论结果一致.     

机制砂特性对混凝土和易性影响的试验研究

为了合理利用机制砂配制高质量的混凝土,采用混凝土拌和物性能测试的方法,试验研究了嘉陵江卵石生产的机制砂对混凝土和易性的影响.试验结果表明:机制砂各粒级中的石粉含量和小于0.15 mm粒级的颗粒含量对不同强度等级混凝土和易性的影响很大；并且是混凝土配比设计时合理砂率选用中不可忽视的影响因素.     

破碎轮胎橡胶-砂土混合物试验及本构模型研究

通过对不同配合比的破碎轮胎橡胶-砂土混合物进行三轴压缩试验,研究了不同橡胶含量的破碎轮胎橡胶-砂土混合物的力学性质。试验发现:随着混合物中砂比例的增加,混合物的密度、容重和抗剪强度均有所增加,其压缩性降低。基于Li X S等提出的本构模型,对不同配合比下的破碎轮胎橡胶-砂混合物的强度和变形特性进行了分析,试验结果与模型结果基本吻合。