干湿循环作用下长沙高速粉质黏土软化特性试验研究

针对高速公路路基土体在干湿循环作用下易发生软化的特点,以长沙绕城高速公路为依托,结合室内试验和数值分析等手段对其进行研究。通过原状土快剪试验及压缩试验分析了干湿循环次数对粉质黏土软化特性的影响,然后采用最小二乘法得到了长沙高速公路粉质黏土在干湿循环作用下的软化公式,并基于此分析了粉质黏土软化规律。研究结果表明:(1)粉质黏土的粘聚力、内摩擦角、压缩模量均随干湿循环次数增大而减小,三者均在前2次干湿循环过程中衰减最为严重;(2)干湿循环次数对各参数的软化影响强弱次序:粘聚力c内摩擦角φ压缩模量E(50 kPa)压缩模量E(100 kPa)压缩模量E(200 kPa)压缩模量E(300 kPa)。     

木质素改良季冻土工程性质研究

依托吉舒高速公路工程,通过重复加载动态回弹模量试验、承载比试验和导热性试验,研究分析了粉质黏土在不同木质素掺配比例、养生时间及冻融循环条件下的力学性质。试验结果表明:随着木质素掺量的增加,木质素改良粉质黏土的回弹模量减小;冻融循环作用下木质素改良粉质黏土的回弹模量及CBR减小幅度较小,导热系数随着木质素掺量增加而减小。木质素掺入路基土,提高了其抗冻性,降低了导热性,推荐季冻区粉质黏土路基最佳木质素掺量为4%。     

高强粉质黏土-水泥搅拌土固化剂配比研究

为提高粉质黏土-水泥搅拌土强度，使其与钢筋或型钢共同作用形成水泥土搅拌墙。以南昌地区粉质黏土为例，在现有水泥土改良剂性能研究基础上，通过选择合适的固化剂，采用正交试验，对16组粉质黏土改良方案形成的搅拌土开展室内无侧限抗压强度试验和渗透试验，研究水泥、水玻璃、生石膏和生石灰不同配比对粉质黏土改良后强度性能的影响，并对试验结果进行了极差和方差分析。结果表明：对搅拌土的抗压强度影响程度从大到小依次为水泥掺量、水玻璃掺量、生石膏和生石灰掺量，确定粉质黏土固化改良的最优配比为水泥掺入比24%、水玻璃6%、生石膏2%、生石灰0、萘系减水剂1.5%，并推荐在水灰比为1.5、粉质黏土含水率为12%时使用。经过筛选固化剂和优化配比后，粉质黏土在标准龄期28 d时强度可以达到8.6 MPa。最后通过扫描电镜试验，对高强粉质黏土-水泥搅拌土的微观结构进行了分析，阐述了高强水泥搅拌土的产生机理。     

沪昆客专软弱粉质黏土斜坡填筑路基变形及稳定性分析

以沪昆客运专线云南段粉质黏土斜坡填筑路基及其工程处理措施为分析对象,针对不同加固处理方案,采用三维快速拉格朗日有限差分法,建立土工格栅及CFG桩加固粉黏土斜坡路基的模型,分析了粉质黏土斜坡填筑路基在无工程措施时、CFG桩及土工格栅加固后的变形与稳定性规律.结果表明:粉质黏土层是主要滑移层,在无工程措施时,路基产生较大竖向沉降、差异性沉降及水平滑移,影响路基稳定性;综合采用CFG桩加固粉质黏土地基,土工格栅加固路堤土体方案,控制路基变形,提高其稳定性的效果显著.     

木质素改良季冻土微观机理研究

为了研究冻融作用对木质素改良粉质黏土微观结构的影响,采用计算机图像提取与处理技术,对冻融前后的素土和木质素改良粉质黏土进行微观结构单元体、孔隙分布定性与定量分析,结果表明,木质素的掺入提升了粉质黏土的抗冻性。     

热压自然通风室内污染物浓度演变特性

为探究热压自然通风向稳态发展过程室内气态污染物的迁移规律，对不同高度处污染物浓度演化进行了分析. 首先结合预测热分层瞬时变化的非均匀三层模型，针对室内不同的下层污染物混合特性，建立了均匀混合和纯置换两种热压自然通风室内污染物输送模型；其次，采用4阶龙格-库塔（Runge-Kutta）方法迭代求解，得到了通风过程室内污染物层高与浓度演变特性；最后，分析了有效通风面积和浮力组合系数对污染物浓度变化的影响. 结果表明:垂直速度为0的界面与新鲜空气层界面是两个不同的分界面；有效通风面积越大，两者高度差的峰值越大，到达稳态所需时间越短；浮力组合系数越大，任意时刻两者高度差越大，且随有效通风面积的增大越发明显；下层污染物混合特性会影响污染物分层以及演变特性，但不改变稳定时刻污染物浓度分布，通风过程室内上层污染物浓度均要大于下层；纯置换模型下原有冷空气层污染物浓度随时间不断降低至定值，下层污染物浓度保持恒定，而上层污染物浓度在初始阶段急剧增大，后缓慢减低；均匀混合模型的上下层污染物浓度会缓慢衰减至定值；此外，增大有效通风面积可缩短污染物衰减时间，提高排污效率，而浮力组合系数对污染物浓度变化的影响则可忽略.      

石灰改良下蜀黏土用作填料的含水量控制范围试验研究

下蜀黏土属第四系上更新统地层．冲积、洪积成因．在长江及其支流高阶地被切割形成的岗丘上广泛分布．一般为粉质黏土或黏土．具有易湿化．水稳性差．浸水前后强度相差悬殊的特点．属C组或D组填料。下蜀黏土掺入石灰改良后,强度指标大幅提高,压缩性显著降低,水稳性明显改善．工程性质良好。     

公路长隧道污染物的运移机理及一维解析分析

公路长隧道通风问题是公路建设者们所关心的问题之一。隧道通风过程同时也是污染物在风流中的运移过程 ,污染物在风流中的运移主要包括分子扩散、对流运移、紊流扩散、衰减转化四种形式。据质量守恒定理 ,分别推导出了污染物移流扩散方程和污染物紊流扩散方程。扩散方程、风流流动方程、边界条件及初始条件便构成了污染物、空气二元混合气体的对流—扩散的数学力学方程。最后进行了在定常条件下的一维理论分析和实例计算 ,结果表明进行公路长隧道风流中的污染物运移模拟计算时 ,只需考虑污染物移流和紊流扩散     

量子漂移扩散模型解的指数衰减

研究了量子漂移扩散模型解的指数衰减．该模型来自于量子流体动力学模型,是一个非线性四阶抛物型偏微分方程组,由于比较原理对于四阶偏微分方程不再成立,进而最大模估计成为本质困难．利用熵函数的方法,结合差分法,能量估计,梅造差分方程解的迭代．从而在时间增大时,得到解在L^1意义下以指数速度衰减到常定态．     

粉质黏土隧道支护体系力学特性试验研究

隧道穿越稳定性较差且构造节理发育的粉质黏土的施工过程中支护体系力学特性较为复杂,通过开展杨家岭1#隧道粉质黏土段支护体系现场试验,研究粉质黏土段隧道初期支护中的围岩压力、钢架应力、喷混凝土应力及支护变形规律。结果表明：由于隧道左右两侧地质条件的不同（即粉质黏土的不均匀性）,初支上的围岩压力存在一定偏压情况,且围岩压力较大;喷混凝土应力及钢架应力值均较大,说明该段粉质黏土隧道围岩的稳定性较差,若初支仅考虑对围岩的封闭作用采用较小的喷混凝土厚度且不施作钢架,隧道的施工和结构安全存在较大风险;对于本工程,虽然偏压会对衬砌受力形成一定的不利因素,但是变更后的初期支护能够保证施工期间的安全。     

层状黏性土中静压桩贯入特性颗粒流的数值模拟

为深入探讨层状黏性土中静压桩的贯入机制,结合离散元PFC2D软件在处理大变形、非线性等问题的优势,考虑到接触黏结模型对模拟土体的优越性,建立了静压桩贯入层状黏土中的离散元模型,实现了离散元中静压桩的贯入过程;探讨了静压桩贯入过程中压桩力、桩端阻力、桩侧摩阻力以及桩侧径向压力随贯入深度的变化规律,从细观层次上分析了不同桩径的静压桩贯入层状土中土体接触力链的分布特征,明确了沉桩过程中土体位移的变化规律. 试验结果表明:随着桩径的增大,土层的变化对压桩力的影响逐渐减小;桩侧摩阻力和桩侧径向土压力的变化规律相似,在同一贯入深度处均出现明显的退化现象;不同土层接触力链的表现形式不同,桩端位于粉质黏土层时,桩端的影响范围约为7D （D为桩径）,桩端位于粉土层时,桩端的影响范围约为9D;粉质黏土中土颗粒主要以径向位移为主,而在粉土层中土颗粒位移受其上下土层的软硬程度制约.      

基于复合混合物理论的热-水力-力学污染物输运模型

污染物在饱和可变形多孔介质中的输运问题属于多场耦舍的范畴．为模拟含N种组分的液相污染物在可压缩固相多孔介质中的输运过程,在复合混合物理论的基础上将体积分数作为内变量引入,提出并建立了可压缩多孔介质中多组分污染物热．水力-力学耦合输运问题的热力学框架．将体积分数看作独立变量用于描述介质的微观结构,并形成动力相容条件来描述由多组分流体饱和的可压缩多孔介质界面处应力突变的微观力学机制．根据近平衡态理论以及线性化方法得到基于上述理论框架的线性化热．水力-力学耦合污染物输运模型．所提出的模型是在公理系统基础上建立的,榆运过程中的渗流和扩散过程最终可表示为与相的密度梯度、组分浓度梯度、体积分数梯度及温度梯度有关的形式,实现了多种因素的耦合．     

淤泥质粘土层深基坑SMW围护桩施工控制

西湖隧道在淤泥质粘土层深基坑中,采用SMW围护桩,经监测能够达到设计要求,其施工工艺和控制措施为淤泥质粘土地区深基坑的施工提供类似施工经验。     

水下盾构隧道施工管片上浮控制

以天津地铁3号线13标段盾构穿越新开河为背景,研究了盾构穿越河底粘土层、粉质粘土层条件下的管片上浮控制问题.研究结果印证了粘土、粉质粘土地层条件下注浆扩散跨过渗透注浆阶段,直接进入压密注浆阶段的结论;同时表明：在河底土层为粘土、粉质粘土地层条件下,管片上浮以局部管片上浮为主,局部管片上浮控制的决定性因素为壁后注浆动态上浮力和连接螺栓抗剪力,控制局部管片上浮的根本性方法是控制壁厚同步注浆压力.笔者还提出,盾构穿越新开河河底时,控制管片上浮的注浆压力不超过0.25 MPa,实际注浆压力为0.15~0.20 MPa,并在实践中取得了良好效果.     

夯实水泥土桩复合地基技术研究

夯实水泥土桩复合地基技术是一种新的工艺技术,适宜处理地下水以上的淤泥质粘土、粉土、粉细砂,且处理效果很好．具有良好的推广前景。     

基床翻浆冒泥土的物理力学性质

随着列车提速和轴重大幅增加,基床出现翻浆冒泥病害的几率加大.为了进一步研究翻浆冒泥发生机理和探究其发生条件,系统研究了60多组翻浆冒泥实例,分析了翻浆冒泥土的颗粒组成、可塑性指标、渗透性及矿物成分等物理力学性质.研究结果表明:翻浆冒泥土中,绝大部分黏粒含量大于20%、粉粒含量大于20%,黏粒含量大于30%和粉粒含量大于40%的土所占数量最多;翻浆冒泥土中粉粒的含量一般要高于黏粒含量;翻浆冒泥土（主要包括砂黏土、粉质黏土、黏土和部分低液限粉质黏土）液限大于23%,塑性指数大于6.5;翻浆冒泥土渗透系数小于1.0×10-5 m/s;翻浆冒泥土的渗透系数与细颗粒含量之间存在较好的负指数关系.      

北京地区不同类型土壤的吸附和降解性能

在静态条件下,研究了北京地区4种不同类型土壤对氨氮和有机物的吸附和降解效果,在室内进行了15℃和24℃情况下的静态吸附实验,以及室内静态降解实验．实验结果表明：氨氮在不同类型土壤中的吸附过程基本符合线性模式,有机物在不同类型土壤中的吸附过程基本符合指数模式,黏土和重粉质黏土试样对氨氮和有机物的吸附规律都是随着温度升高吸附量反而下降,氨氮和有机物在不同类型土壤中的降解过程符合一级动力学方程模式．     

第三系粉质粘土地层隧道施工风险评估

第三系粉质粘土地层具有流变性,当隧道穿越此类土层时,因水文地质条件较为复杂,围岩条件较差,施工风险较高,因此对施工技术要求高。如何避免此类地质条件下隧道施工事故,以防造成重大损失和社会负面影响,是此类隧道施工关注的重点,因此对此类隧道在开工前进行全方面的风险评估显得十分迫切。结合具体工程,对第三系粉质粘土地层隧道区段运用模糊综合评价法进行了较为系统的工程风险评估,有效的防止和降低了施工风险,达到了安全、经济、高效的管理目标。     

浅谈低液限粉（黏）土路基强夯法处理

本工程为低液限粉(黏)土路基的强夯法处理。通过强夯试验确定具体施工参数。本工程的强夯施工,达到了提高低液限粉(黏)土路基的强度和降低压缩性之目的。强夯法是成本低、速度快、技术较为可靠的地基处理方法。     

软土结构性影响系数的研究

以营口地区深灰色粉质粘土为研究对象,采用重塑的方法改变了天然原状软土的原始结构.将重塑土和原状土分别进行直剪蠕变实验并对实验结果进行对比分析,归纳出软土结构变化对宏观流变力学特性的影响.