粘土矿物成分与剪切强度的相关关系分析

为探究矿物成分对土体强度的影响规律,对纯的粘土矿物进行扫描电镜和X射线衍射试验,确定其成分及微观组构. 对人工配制单一成分粘土,开展不同初始含水率状态下的直剪试验,分析了含水率对各单一矿物粘性土的粘聚力、内摩擦角的影响;对比不同粘土矿物人工配土抗剪强度随含水率变化规律,结合各单一矿物的微观组构特征,探讨了粘土矿物成分对剪切强度的影响. 研究结果表明:高岭石的粘聚力、内摩擦角均随含水率增大单调减小;伊利石和蒙脱石在含水率分别为18%和25%时出现粘聚力峰值;含水率小于20%时,蒙脱石内摩擦角随含水率增加呈线性增大;大于20%时,内摩擦角线性减小.      

高含水率粉土路基填料工程力学性能改良试验研究

为有效改善高含水率粉土路基工程力学性质，同时节约工程造价，采用草木灰+石灰混掺方式对高含水率粉土进行了改良实验。结果表明：草木灰和石灰均对粉土具有降水作用，但石灰的效果优于草木灰，两者混掺时，草木灰可起到分散的作用，从而提升降水效果；当草木灰掺量为15%,石灰掺量为4%时，对高含水率粉土的改良效果最好，相比素粉土，粘聚力、内摩擦角和单轴抗压强度分别提升800%、19.4%和300%;固化改良之后的粉土在碾压2遍后，压实度>94%,可满足上、下路基的压实度要求，碾压5遍后，压实度>96%,可满足上、下路床的压实度要求。     

土体与混凝土界面剪切特性试验研究

为研究土体与混凝土两者之间的相互作用机制,通过大型直剪仪,对不同土体、法向应力及含水率条件下,土-混凝土界面的剪切特性进行了一系列试验研究。研究结果表明：对于砂土、淤泥及砂质泥岩,土-混凝土界面的抗剪强度呈现出随法向应力增大而增大、随含水率增大而降低的特性;砂-混凝土界面的内摩擦角和黏聚力受含水率影响不明显;随含水率提高,淤泥、砂质泥岩与混凝土界面的内摩擦角显著降低,黏聚力先升高再降低。研究成果可为不同土体的侧摩阻力分析提供参考。     

冻融循环对路基填料回弹模量影响的试验研究

针对冻土地区的路基填料开展冻融循环试验，分析在冻融循环作用下，路基填料中粉黏粒含量和含水率对路基土回弹模量的影响。研究结果表明：随着粉黏粒的含量的增加，最大干密度表现为先增大后减小的趋势，最大干密度为2.320 g/cm³,对应的粉黏粒含量为12%。粉黏粒含量与最佳含水率呈现线性增加的关系。粉黏粒掺量高对回弹模量的影响较大，粉黏粒掺量低对回弹模量的影响较小。随着含水率的增加，回弹模量逐渐减小。在-5～0℃这个区间范围，土样的回弹模量快递下降，温度对土样的弹性模量显著。当粉黏粒掺量大于12%时，冻融循环和含水率对回弹模量折减系数影响较大，当粉黏粒掺量为9%时，冻融循环和含水率对回弹模量折减系数影响基本没有影响。     

乳化沥青冷再生混合料抗剪特性试验研究

通过无侧限抗压强度试验和单轴贯入试验,研究了水泥用量、乳化沥青用量、乳化沥青类型和沥青旧料掺量对乳化沥青冷再生混合料剪切强度、粘聚力、内摩擦角等抗剪性能的影响。试验结果表明:随着水泥用量的增多,冷再生混合料的剪切强度、粘聚力和内摩擦角均增大,对于乳化沥青冷再生混合料,在设计时加入一定量的水泥有利于提高其抗剪性能;随着沥青用量的增加,冷再生混合料的剪切强度逐渐减小,粘聚力出现先增加后减小的趋势,内摩擦角变化不明显,乳化沥青的类型对其冷再生混合料抗剪参数影响不大;在同一温度条件下,随着旧料掺量的增加,冷再生混合料的剪切强度和粘聚力逐渐降低,内摩擦角变化不明显,对于冷再生混合料来说,为提高混合料的抗车辙能力,设计时应适当增加一定量的新集料。     

水泥稳定钢渣碎石配合比设计及路用性能研究

为评价钢渣替代碎石对水泥稳定碎石基层材料路用性能影响,参照水泥稳定碎石配合比设计方法优选矿料级配和水泥剂量,研究钢渣掺量对水泥稳定钢渣碎石路用性能影响规律.结果表明:骨架密实结构粗型矿料级配的水泥稳定钢渣碎石强度特性最优,水泥掺量≥4.0％时,无侧限抗压强度满足道路基层强度设计要求;水泥掺量为4％时,钢渣掺量对长龄期的水泥稳定钢渣碎石抗压强度影响较显著,掺75％钢渣后水泥稳定碎石抗压强度至少提高26.6％,且抗水破坏能力最大,可显著延缓或抑制裂缝的产生.     

基于强度特性的超细矿粉水泥土配合比设计研究

试验选用Ca(OH)2为激发剂,通过室内无侧限抗压强度试验设计掺超细矿粉水泥土配合比。结果表明,固化剂掺量一定时,水泥土无侧限抗压强度随超细矿粉取代率增加逐渐降低,超细矿粉取代率由20%增加至40%时,抗压强度降低显著,为20. 6%;水泥掺量对超细矿粉水泥土无侧限抗压强度影响效果最显著,氢氧化钙掺量次之,当水泥掺量≥6%或氢氧化钙掺量≥0. 6%时,抗压强度提高幅度较小;当超细矿粉掺量≥4%时,超细矿粉掺量增加1%,其抗压强度提高8. 1%以上。建议超细矿粉水泥土室内最佳配合比为水泥掺量6%、超细矿粉掺量8%、氢氧化钙掺量为0. 6%。     

公路工程固化土掺配参数的研究

公路工程中应用固化土制备技术对于工程节约成本、提高施工效率和保证道路施工质量具有应用意义。以无侧限抗压强度为主要评估指标,以固化土主要影响因素为研究对象,研究了工程土壤固化剂的加固效果。找到不同土壤固化剂用量、含水率、细砂掺量、水泥掺量对固化土的影响规律,实现参数优化。     

木质素改良土抗剪强度参数试验研究

为了提高高液限黏土的工程性能,采用造纸产业副产品木质素对其固化改良,通过直接剪切试验研究了改良土的抗剪强度及其参数指标的变化规律。试验结果表明,随着木质素掺量的增加,改良土的抗剪强度呈现先增大后减小的趋势,木质素掺量为3%时,改良土的抗剪强度最大。改良土的黏聚力与抗剪强度的变化规律类似,也是在木质素掺量为3%时达到最大值,而改良土的内摩擦角则随着木质素掺量的增加而不断增大。随着养护时间的增加,木质素改良土的抗剪强度、粘聚力和内摩擦角都是逐渐增大的,其中内摩擦角的增长幅度尤为明显。     

晋北黄土路堤填料力学特性研究

高速公路黄土路堤病害时有发生,为了解黄土填料力学性质,指导路堤设计参数合理取值,以山平高速公路工程建设为依托,对黄土路堤填料进行了室内压缩、直剪和三轴剪切试验分析。研究结果表明:该地区黄土路堤填料重塑土样属中压缩性土;土样黏聚力对含水率的变化比较敏感,在最佳含水率附近时填土黏聚力在30 kPa左右,内摩擦角受含水率变化的影响相对较小,填土内摩擦角总体在28°左右;100 kPa时含水率对抗剪强度的影响较大,随着压力的增大,含水率对填土的抗剪强度影响不大。     

级配碎石动态模量及永久变形影响因素分析

采用室内动态模量三轴试验,对级配碎石的动态模量和永久性变形的影响因素进行分析,结果表明:含水率、应力状况对级配碎石的动态模量均有显著影响;弹性变形和永久变形均随含水率的增加而增加,与材料的固有频率、加载频率及阻尼有关的系数β呈递减趋势;具有非线性特性的级配碎石动态模量受应力影响较大,围压对级配碎石模量的影响远大于偏应力,在一定应力范围内,动态模量随着围压的增大不断地增大,永久变形系数γ受动态模量的影响较大。因此,以级配碎石为防反射基层材料时,应严格控制含水率不大于最佳含水率w_(opt),且应提高下基层的强度,增加级配碎石的偏应力约束,以提高其抗变形能力。     

水泥掺量对盐渍土的力学性能影响

通过试验对不同掺量的水泥对盐渍土的黏聚力、内摩擦角、无侧限抗压强度的影响进行分析,结果表明：掺加水泥能显著改善盐渍土的力学性能,并且随着水泥掺量的增加,盐渍土的力学性能也逐步提高.     

回收粉对水泥稳定碎石基力学强度的影响

回收粉是沥青混合物生产的主要副产品，其回收利用对保护环境和节约资源具有重要意义。为了探究回收粉在半刚性基层中规模化利用的可行性，研究了掺量对水泥稳定碎石力学性能的影响规律。结果表明，回收粉的掺加对水泥稳定碎石击实特性和力学强度影响显著，表现在最大干密度随掺量先增加后小幅下降，而最佳含水率随着掺量剧增，掺量大于4%以后趋于稳定；无侧限抗压强度随着回收粉掺量的增加而呈现抛物线趋势，并且存在最佳的回收粉掺量；劈裂强度随回收粉掺量线性增加。     

水泥稳定灰渣碎石的制备及路用性能初探

城市生活垃圾焚烧后残留了大量的灰渣,用灰渣替代部分集料制备水泥稳定灰渣碎石半刚性基层材料,进行了路用性能研究。结果表明:灰渣掺量为31.6%的情况下,与传统水泥稳定碎石相比,最大干密度降低3.9%,而最佳含水率增大62%;水泥含量增加0.5%,则材料的无侧限抗压强度提高0.52~0.63 MPa,但与相同水泥含量的传统材料相比,强度降低4.4%;水泥的含量对材料的最大干缩应变和干缩系数影响较大,当水泥含量为4.0%和4.5%时,水泥稳定灰渣碎石的最大干缩应变分别为151.8μ和185.8μ,平均干缩系数分别为40.5μ.%-1和44.0μ.%-1;与传统材料相比,平均干缩系数降低了9.2%~11.5%。     

砂—粘土抗剪强度的三轴试验研究

通过室内不固结不排水的三轴压缩试验,在最佳含水率的条件下对不同剪切速率,不同砂土掺量的红粘土进行研究。根据摩尔—库仑破坏准则,运用"理正土工试验软件"绘制应力莫尔圆包络线求其抗剪强度的两大主要参数:内摩擦角Φ和粘聚力C。通过分析可得:红粘土中砂土含量不变时,随着剪切速率的增加,粘聚力C逐渐减小,内摩擦角Φ逐渐增大,抗剪强度呈增大趋势;剪切速率一定时,红粘土中随着砂土含量的增加,粘聚力C逐渐减小,内摩擦角Φ逐渐增大,抗剪强度发生变化,在砂土与红粘土质量比为3:1时抗剪强度达到最大值,为514.932 5 k Pa。     

双聚材料固化机理研究

研究了应用于新疆交通建设集团吉木乃-吉木乃口岸公路改建项目边坡加固工程中的双聚材料的固化机理。研究结果表示,当双聚材料与砂土拌和后处理边坡时,可在起到土体内加筋的效果,充分发挥作用时,可加固土体,提高土体强度,双聚材料属于边坡加固效率高且环保无污染的公路边坡土体防渗固化新材料。     

改良盐渍土冻融条件下力学性质试验研究

通过室内试验,测试了改良剂石灰对硫酸盐渍土击实性能的影响,主要探究了改良盐渍土冻融循环条件下土体抗剪能力的重要指标粘聚力c值及内摩擦角φ值的变化规律,研究结果表明:在石灰掺量为8%的改良盐渍土中,土样的最佳含水率显著降低,最大干密度小幅增加。冻融循环条件下,通过固结不排水剪切试验得到,随着冻融循环次数的增加,土样的粘聚力c值与内摩擦角φ值分别以κ0=1.2、κ0=0.9的平均速率下降,第9次冻融循环后下降速率分别降为κ=0.55、κ=0.50并趋于稳定。且第一次冻融循环后,粘聚力c值及内摩擦角φ值过渡平稳,未出现异常。     

兰州地区红层泥岩物理力学特性试验

兰州地区红层泥岩形成于干旱、半干旱环境,其矿物成分及物理力学特性与其他地区的红层泥岩存在差异.对G6京藏高速兰海段的红层泥岩进行X射线衍射试验和常规土工试验,分析兰州地区红层泥岩矿物成分及物理力学特性.由于红层泥岩水稳定性极差,又通过UU三轴试验,研究含水率对红层泥岩物理力学特性的影响.研究结果表明:兰州地区红层泥岩属于低液限黏土,其主要矿物成分为:石英石、多水高岭石、石灰石.含水率小于最优含水率时,破坏形式为剪切破坏;含水率大于最优含水率,破坏形式为鼓状破坏.内摩擦角、黏聚力与含水率分别呈对数曲线与二次抛物线关系,随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,内摩擦角减小的幅度更大,究其原因是含水率对黏聚力和内摩擦角的影响机理不同而导致.     

平顶山膨胀土水分影响的抗剪强度试验研究

以河南平顶山膨胀土为研究对象,试验研究膨胀土不同压力、不同含水量的抗剪强度变化规律,相同干密度和含水量情况下,随着压力的增加,抗剪强度逐渐增加。相同含水量情况下,抗剪强度随密度变化不明显。相同干密度情况下,内摩擦角随含水量增加呈线性减小,含水量增加到一定程度,内摩擦角减小到0,继续增加含水量,内摩擦角保持为0。含水量较小时,粘聚力随着含水量增加而增加,当增加到一定程度时,随含水量升高而逐渐减小,相同压力下的抗剪强度显著降低。     

含水率影响下煤系土边坡稳定性双折减分析

煤系土黏聚力和内摩擦角均受含水率的影响,但两者的变化趋势相差较大,不适于采用传统的单折减系数的强度折减法进行边坡稳定性分析。通过室内试验,得到了不同含水率情况下,煤系土黏聚力和内摩擦角之间的关系,并基于这种关系编写了双折减法程序,对煤系土边坡进行了稳定性分析,为同类型边坡的稳定性监测与控制提供一定的参考。