膨胀土的强度与力学特性

通过三轴试验与侧限压缩试验,研究了膨胀土的强度、超固结性和压缩指标;建立了胀缩指标与抗剪强度的关系,分析了膨胀土的结构特征、矿物成分及外界条件等因素对其变形和强度的影响。研究结果表明:膨胀土具有超固结性,且超固结性越明显,从峰值强度达到稳定强度状态时所需的变形越大,抗剪强度也越大;裂隙越发育,其压缩性越高,超固结性越弱,抗剪强度指标越小。给出了膨胀土抗剪强度指标的变化范围:固结排水条件下的粘聚力变化范围为19.8～25.5 kPa,内摩擦角变化范围为10°～19°;固结不排水条件下的粘聚力变化范围为23.0～35.3 kPa,内摩擦角变化范围为3°～14°;不固结不排水条件下的粘聚力变化范围为37.0～55.0 kPa,内摩擦角为0°。     

深圳湾软土的次固结变形特性

结合深圳湾软弱地基处理这个工程实例,对软土的次固结变形特性进行了探讨,就次固吉系数Ｃａ与时间、压缩指数ＣＣ、固结压力及超载预压的关系进行说明、论证。     

重塑饱和黄土K_0固结特性研究

基于GDS静三轴仪,对西安重塑饱和黄土进行了不同加载速率的连续加载K0固结试验,研究分析了K0固结过程中加载和孔压消散两个阶段土体的变形特性。试验研究结果表明:饱和重塑黄土的应力—应变关系具有明显的非线性特性,并且均为稳定硬化型;试验过程中侧向土压力系数、孔隙水压力、孔隙比等的变化均与加载速率有关。为研究K0固结过程饱和土的变形特性提供理论指导和依据。     

超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究

利用合肥地铁站基坑黏土进行了5种超固结比(OCR)下的原状和重塑饱和土快剪试验,分析了原状土和重塑土在不同OCR下的剪切性状、抗剪强度及强度指标黏聚力(c)和内摩擦角(φ)的变化规律。结果显示:不同OCR原状土多为应变硬化性状,重塑土超固结时多为应变软化、欠固结多呈应变硬化性状;同竖向应力时,重塑土峰值抗剪强度随OCR增加而增大;同OCR时,重塑土峰值抗剪强度随竖向应力增大而增大;同前期固结应力(p_c)和OCR时,原状土峰值抗剪强度较重塑土大;重塑土按同OCR求抗剪强度指标时,OCR增大c减小、φ增大;重塑土按同pc求抗剪强度指标时,p_c增加c先增大后减小、φ增大;原状土抗剪强度破坏曲线在p_c值处呈明显向下弯折性状。     

制样方法对粉土室内压缩试验结果的影响研究

通过开展室内单向压缩试验,研究不同制样方法下(预压法、压样法和切样法)土体压缩变形的规律,揭示不同制样方法制取的土样与原状土样进行压缩试验结果的对比规律,分析不同制样方法对土体扰动性的影响。先采用体积压缩法判别土样扰动程度,基于卡萨格兰德法确定土样的先期固结压力。发现当预压力较小时,卡萨格兰德法确定的前期固结应力要稍大于预压力;随着预压力的增加,卡萨格兰德法确定的前期固结应力与预压力基本一致。接着,对卡萨格兰德法确定的结果略加修正,便可较为精准地确定该土样的先期固结压力。预压法的压缩曲线与原状土取样室内压缩试验的曲线比较接近,并且随着预压力的增加,土样的扰动指数增大,扰动程度变高。压样法和切样法土样的压缩曲线与重塑土样的压缩曲线接近重合,表明其扰动程度很高,并处于同一扰动指数区间。     

用常规试验确定北京膨胀岩(土)的抗剪强度

为验证膨胀土的吸附强度与膨胀力呈线性关系的研究结论,并通过常规试验确定北京西六环非饱和膨胀岩(土)的抗剪强度,在完成两膨胀岩(土)样基本性质测试和评价后,分别按设定含水率制件,开展饱和与不饱和固结慢剪试验,获得各自的有效粘聚力、有效内摩擦角及含吸附强度的总粘聚力;采用荷载平衡法,在固结仪上测得相同制件含水率两试样的膨胀压力.分析整理实测数据后得到:北京沉积型膨胀岩(土)的吸附强度与膨胀力间也呈良好线性关系;随含水率增大,试样总粘聚力呈指数减小而真粘聚力及有效内摩擦角不变;膨胀力随含水率的变化关系用指数函数描述更好.据此,建立了北京西六环非饱和膨胀岩(土)的抗剪强度公式.     

太原地铁2号线K_0试验分析

通过太原地区地铁2号线试样静止侧压力系数K_0试验,分析了正常固结及超固结情况下土样的试验结果趋势,总结出基本适用于太原地区超固结土的试验注意事项及经验判定公式。     

固结系数对饱和粘性土沉降过程的影响

以饱和粘性土的压缩曲线和太沙基的一维固结理论为基础，推导出各种固结状态下固结系数随有效应力变化的解析式．通过算例，将该方法所得沉降过程曲线与常规算法结果进行比较．     

超固结膨胀土抗剪强度特性及边坡稳定研究

天然膨胀土经历长期干湿循环,反复胀缩使其具有超固结性。首先制取了超固结比为1.5的重塑膨胀土三轴样,进行了三轴排水剪切试验,获得了土体的峰值抗剪强度和残余抗剪强度;根据广义塑性剪应变的定义,采用硬化软化型函数建立了抗剪强度发挥值与广义塑性剪应变的函数关系,并引入到FLAC3D中的应变硬化/软化本构模型中,结合强度折减法进行了超固结膨胀土边坡的稳定性分析。结果表明:对于正常固结膨胀土,广义塑性剪应变很小,可采用稳定系数来评价边坡的稳定性;对于超固结膨胀土,应采用广义塑性剪应变和稳定系数来综合评价边坡的稳定性。如果广义塑性剪应变很大,即使稳定系数大于1,此时边坡也发生失稳破坏,说明土体的超固结性对膨胀土边坡的强度和变形影响不可忽略。     

铁路路基戈壁土填料物理力学特性试验研究

对取自兰新铁路第二双线路基试验段某工点的填料,开展颗粒分析、重型击实、大型直剪以及大型压缩试验等土工试验。研究结果表明:填料级配不良主要受曲率系数Cc控制;增大压实系数,可以提高填料的抗剪强度指标和压缩指标;含水率对填料的抗剪强度特性和压缩特性均有一定的影响;增加加载次数,可以提高填料的压缩指标效果。结论可为戈壁土填料在高速铁路路基工程中的应用提供参考及依据。     

结构性土体固结压力的力学效应

针对黄土、盐渍土、红土、下蜀土、软土以及添加水泥和石灰固化后的吹填土等特殊土体表现为结构强度高、先期固结压力大,且地表土超固结比十分高,存在随着土层深度的增加,前期固结压力值减小的反常规现象,开展了土体结构力、结构强度和结构性土体等一系列问题的研究。通过对大量试验资料的分析,讨论了影响土体前期固结压力的主要影响因素,包括土体胶结类型、成因特点、原岩结构以及环境等因素;根据原状土和重塑土的圧缩曲线半定量地确定结构强度值;并探讨了结构力的形成机制。研究结果表明:土体结构强度受到影响则导致土体前期固结压力发生改变;前期固结压力实质上是由传统定义上的前期固结压力与结构强度两部分构成;结构力即为颗粒之间形成的固化胶结连结力。最后给出了结构强度和结构性土的定义。      

石灰改良膨胀土填料试验研究

以改建铁路沪汉蓉通道襄樊至老河口段路基工程为依托,通过室内试验和现场检测试验,对石灰改良膨胀土的物理性质、胀缩性、强度特性、水稳定性和干湿循环下其强度变动规律进行了研究．研究结果表明：石灰改良土的塑性指数降低,胀缩性减弱;石灰改良土的抗剪强度与掺合比、养护龄期和压实系数均呈正相关性,石灰改良土最佳掺合比为5％～7％,60d龄期之后石灰改良土的抗剪强度基本趋于稳定;石灰改良土水稳定指标在0．70以上,具有很好的水稳定性;石灰改良土抗剪强度指标随干湿循环次数增加呈衰减趋势,但当干湿循环次数较大时,石灰改良土的粘聚力随循环次数的增加会出现一定程度的提高．现场压实质量检测结果表明,石灰改良土路基质量基本能满足规范要求．     

合六高速公路膨胀土工程特性试验研究

合六高速公路沿线膨胀土分布广泛,通过现场取样和室内试验分析,得到了膨胀土的矿物成分、基本物性指标及压实特性、膨胀特性及强度等反映其工程特性的综合评价指标,通过击实试验确定了不同击实功条件下弱膨胀土和中膨胀土的最佳含水量,为该地区膨胀土的科学治理提供了可靠的依据．     

重载铁路水泥改良膨胀土工程特性与路用性能

为了探究重载铁路水泥改良膨胀土路基填料的工程特性及路用性能，采用室内动三轴试验、微观结构试验、路基原位动力试验相结合的方法，揭示了膨胀土掺入水泥3%～5%改良前后静态指标与动态指标的变化特征，分析了水泥掺量5%和3%改良膨胀土分别用作重载铁路基床底层及以下路堤填料建设期的工作性能，评估了服役期列车动载作用下路基的动力稳定性. 研究结果表明:膨胀土掺入3%～5%水泥改良后，强度提高同时胀缩性显著降低，水稳定性提高3～4倍；相比重塑素膨胀土，水泥掺量3%～5%改良膨胀土临界动应力提高5～6倍；检测路基压密程度与强度指标满足规范且有较大富裕，监测路基中线地基沉降在铺轨前处于稳定状态；原位动力测试表明列车动载作用下路基的动应力沿深度逐渐衰减，在基床表层与基床底层范围内最大衰减量分别可达40%和80%以上，动应力影响深度是基床设计厚度的1.4～1.8倍，动应力影响深度范围内路基的动应力值远小于同位置填料的临界动应力，运营期路基动力稳定性满足安全服役要求. 研究成果能够为重载铁路水泥改良膨胀土路基精细化建设养修提供理论参考.      

聚合物改性水泥砼改性效果的评价参数研究

笔者通过论述抗折强度提高的百分比及压折比等参数不能很好的评价聚合物改性水泥砼的改性效果,提出用柔度系数的概念来评价聚合物改性水泥砼的改性效果,并且测试计算了羧基丁苯改性水泥砼的柔度系数,最后从柔度系数与断裂性能的相关性说明柔度系数能定性地评价聚合物改性水泥砼的断裂性能.     

聚合物改性水泥砼改性效果的评价参数研究

笔者通过论述抗折强度提高的百分比及压折比等参数不能很好的评价聚合物改性水泥砼的改性效果,提出用柔度系数的概念来评价聚合物改性水泥砼的改性效果,并且测试计算了羧基丁苯改性水泥砼的柔度系数,最后从柔度系数与断裂性能的相关性说明柔度系数能定性地评价聚合物改性水泥砼的断裂性能.     

正常固结与超固结黏性土的孔压特性

采用伏斯列夫强度理论中的等效固结应力p′e对三轴试验中的孔压μ进行归一,证实了超固结黏土的μ/p′e与应力比η可近似成双线性关系．正常固结黏土的μ/p′e与应力比η能用通过原点的直线拟合,其系数C与破坏时的摩擦角有关．由该线性关系推出的孔压系数α和应力比η的函数关系与剑桥模型导出的孔压系数α和应力比η的函数关系相比,其变化趋势一致．     

Experimental Study on Volume Change Indices of Bentonite Soils

Introduction Bentonites are used as barrier and backfillingmaterials in many countries for storing the high leveltoxic wastes[1-4]. The clays have several advantageousproperties with regard to the hydro-mechanical re-quirements; for exmple, low permeability, highswelling capability and good thermal conductivity aresome of the features. Determination of swelling prop-erties of bentonites is important and has been carriedout by many researchers[5,6]The volume change behavior of bentonites ispri…     

水泥改性膨胀土干密度与自由膨胀率试验研究

通过进行系列试验,研究不同水泥掺量、击实试验前后掺加水泥的膨胀土放置时间对水泥改性土干密度、自由膨胀率的影响。试验结果表明,随着水泥掺量的增大,水泥改性土的最大干密度逐渐减小;随着水泥改性土放置时间的增长,自由膨胀率逐渐变小并最终趋于稳定,水泥对膨胀土膨胀性的改良是一个渐进的、长时间的过程。     

膨胀土中加筋拉拔试验的影响因素分析

拉拔试验是研究筋、土界面相互作用的一种重要手段.然而,目前的试验设备与方法还无统一标准,测试结果常受到多种因素的影响.为弄清各主要因素的影响程度并提出合适的试验条件,以北京市西六环3种膨胀岩（土）为对象,采用长沙理工大学自主研究开发、先进的CS-LB01大型数控拉拔试验系统,通过改变上覆压力、填料含水率、拉拔速度、固结时间及加筋格栅类型等条件开展了系统拉拔试验,分析测试结果后得到各因素的影响及其规律.在此基础上,针对膨胀土堑坡实施土工格栅柔性支护特点,提出拉拔试验确定筋、土界面摩擦阻力的合适试验条件.