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。     

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。     

冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响

将冻结速度分别设定为3.33、1.67、1.11、0.83℃·h-1,在封闭条件下对不同含水率土样进行冻融循环,测试了不同冻结速度时土样的含水率、干密度、液塑限、抗剪强度及压缩性,分析了冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响规律.试验结果表明:经过冻融循环后,试样含水率普遍较初始含水率大,随着冻结速度的增大,含水率的增幅呈降低趋势;当含水率较低时,冻结速度对试样干密度影响较小,当含水率较高时,随着冻结速度的增大,试样干密度降低;土样液限随着冻结速度的增大呈增大趋势,塑限无明显变化;粘聚力随着冻结速度的增大总体呈增大趋势,内摩擦角随冻结速度的变化规律与试样含水率密切相关;冻融后黄土的压缩性较未冻结土样强,且随着冻结速度的增大,土样的压缩模量增大.     

含盐量对蒙脱石粘土电渗影响试验研究

为了研究电场作用下含盐量不同的蒙脱石粘土的渗透特性,利用自制的室内电渗试验装置,完成了4种含盐量的蒙脱土电渗试验,对试验过程的排水量、电流、电势及试验后含水率进行监测。结果表明:蒙脱土在电场作用下的渗透性显著增大,40V电压情况下电渗排水速率约为常规渗透速率的1000倍;受蒙脱石自身分子结构及电解质浓度的影响,电渗系数随含盐量的增加先增大后减小,在0.5%附近达到最大排水量;土体两端有效电势随含盐量增加而减小,电流反之增大,阴阳两极电势降增大,表明界面处的能耗随含盐量增加而增大;阴阳两极板短接后,电渗过程中电荷发生重分布,电渗结束后,土体内电势分布不均匀,中间区域电势最低,土体各处电流方向不一致。      

硫酸盐渍土的吸渗化学灌浆处理方法

选取2种干密度与3种含盐量配比的土样,分别进行了素土对纯水和盐渍土对氯化钡溶液的吸渗试验,测试了反应后剩余硫酸钠含量,得到了采用吸渗灌浆方法处理硫酸盐渍土的完全处理长度。分析了完全处理长度的影响因素,计算了完全处理长度的修正系数。试验结果表明:吸渗化学灌浆能够显著降低土样中硫酸钠含量,当土样干密度为1.4g·cm-3,含盐量分别为1%、2%、3%时,吸渗氯化钡溶液约22h后,土样的完全处理长度分别为22、14、6cm;当土样干密度为1.6g·cm-3,含盐量分别为1%、2%、3%时,吸渗氯化钡溶液约70h后,土样的完全处理长度分别为10、6、6cm,故土样的干密度越小,含盐量越低,吸渗化学灌浆处理效果越好,完全处理长度越长。完全处理长度会受到浸湿长度、氯化钡溶液浓度、土样含盐量与含水量增量的影响,计算得到完全处理长度的修正系数为0.53。     

不同含水率下的原状全风化花岗岩强度与变形试验研究

运用新型发明专利——应力控制式三轴仪对广州—佛山—肇庆高速公路研究路段全风化花岗岩边坡原状土进行低围压控制的室内三轴试验,得出了原状花岗岩残积土与原状全风化花岗岩的抗剪强度指标与弹性模量在不同含水率下的变化曲线。研究表明含水率对原状土体性质影响很大,含水率越大土体抗剪强度指标越小,弹性模量随含水率的增大呈现先增大后减小的趋势,在最佳含水率附近达到最大值。     

膨润土膨胀变形与膨胀力试验研究

膨润土被选为高放废物深层地质处置库的缓冲/回填材料,有必要研究其力学性能。使用固结仪对不同干密度和含水率的钙基膨润土进行了膨胀变形与膨胀力的试验研究。试验结果表明：膨润土的膨胀应变主要取决于膨润土的初始干密度和含水率,随着初始干密度的增加而增加,随初始含水率的增加膨胀变形逐渐减小。     

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.      

硫酸盐渍土热-质迁移试验与耦合模型

为研究西部寒旱区盐渍土传热传质行为，首先，在无压补给条件下进行非饱和硫酸盐渍土的单向冻结试验；其次，考虑结晶潜热、结晶阻抗及结晶消耗等因素，建立非饱和硫酸盐渍土水-热-盐三场耦合模型；最后，采用COMSOL Multi-physics对耦合模型进行数值模拟，将模拟结果与试验数据进行对比分析.研究结果表明：盐渍土内温度随冻结时长呈三阶段发展，逐步形成上冷下暖的温度梯度；在温度梯度和基质吸力双重驱动下，水、盐向冻结锋位置迁移，冻结锋位置水、盐含量出现峰值，峰值含水率、含盐量相较初始值分别增加2.16%和0.28%；冻结锋沿冻结温度线移动，形成冻结锋面；土柱最大冻结深度约为15.5 cm.     

氯盐渍土溶陷特性试验研究

通过对氯盐渍土进行溶陷试验,研究了氯盐渍土在不同含水量和含盐量条件下的溶陷变形特性,定性地分析了氯盐渍土溶陷系数与含水量、含盐量的关系。试验结果表明:氯盐渍土随着初始含水量的增大,溶陷系数下降,同时,峰值溶陷压力和峰值溶陷系数减小;在压力增加到一定值时,溶陷系数随着含盐量的增加而增大,随着含水量的增大而减小;在盐分刚开始溶解或溶解结束阶段,溶陷的敏感程度弱,而在中间阶段,溶陷的敏感性加强。     

含盐施工用水对路基填料工程特性的累加效应

针对不同含盐量的砾类硫酸盐渍土, 开展了在加入不同次数、不同含盐类型的施工用水工况下的大型压缩试验、盐胀试验、溶陷试验; 试验以现场调查数据为依据, 基于现场原位土配制了加入不同含盐施工用水类型、不同加入次数的试验土样, 观测不同土样分别在400 kPa荷载条件下、单次降温条件下以及加水溶陷条件下的变形量随时间的变化特点; 分析了多次添加含盐施工用水对砾类硫酸盐渍土工程性质的影响机理。研究结果表明: 随着含盐施工用水加入次数的增加, 砾类硫酸盐渍土的压缩变形呈现先增大后逐渐稳定的趋势, 其压缩模量表现出典型的3阶段变化规律, 且这种规律与含盐施工用水的含盐类型无关; 在降温影响下, 含硫酸盐施工用水的逐渐加入使砾类硫酸盐渍土的盐胀量呈现先显著增加后趋于稳定的趋势, 盐胀量最大增加了7.9倍, 含氯盐施工用水的逐步加入使土样的盐胀量先明显降低后趋于稳定, 最终盐胀量仅为原盐渍土盐胀量的1/13, 且含盐施工用水的加入对砾类硫酸盐渍土的盐胀特性有明显累加效应; 随着含盐施工用水加入次数的增加, 土样的溶陷变形呈不断累加趋势。可见, 盐渍土地区含盐施工用水中的易溶盐即使含量较少, 但多次使用产生的累加效应明显, 亦会对路基工程特性产生较大影响, 在施工过程中需采取预防措施。      

红粘土的击实特性与力学强度特性

以击实试验研究了江西省某高速公路施工现场红粘土的击实特性,并采用承载比(CBR)试验和无侧限抗压强度试验研究了其强度特性。试验结果表明,湿法确定的最大干密度偏小、最佳含水率偏大;不同土样的击实特性存在差异;击实功越大,最大干密度越大、最佳含水率越小;含水率、压实度对红粘土强度影响较大,高于最佳含水率3%左右时红粘土强度达到最大值,强度随压实度增大而提高。     

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。     

降水入渗条件下氯盐渍土水盐迁移规律

为探究降水入渗导致氯盐渍土盐分流失问题，以人工配置的不同含盐(氯化钠)量粗粒土和细粒土为研究对象，通过自行设计的室内降水入渗模拟试验装置，获取了14种工况下近500组试验数据，对比分析了降水入渗次数、土样粒径与含盐量对土样水盐迁移特性的影响；建立了降水入渗作用下土体盐分迁移与水分迁移之间的联系，确定了入渗影响深度，揭示了水分与盐分经降水入渗作用后在土柱中的分布特征。研究结果表明：对于细粒盐渍土，随着降水入渗次数从1～4的增加，其含水率和含盐量的峰值点均明显向下发生移动，盐分将逐渐向土柱中底部积聚；对于粗粒盐渍土，2次降水入渗后，含水率在土柱高度范围内分布较为均匀，且降水入渗次数的继续增加并没有改变这种均匀性，而盐分将随着水分快速向土柱底部积聚；氯盐渍土这种“盐随水走”关系与其易溶于水有关，所以氯盐渍土填料路基应加强防水措施，特别是粗粒土填料，虽然其可压实性优于细粒土，但浸水后溶陷强烈，病害更为严重；一定范围内含盐量的增大不会改变细粒土或粗粒土水盐迁移的整体规律，但会降低土体水盐迁移的速率，与含盐量较低的细粒土相比，含盐量较高的细粒土的水分与盐分峰值点出现深度均滞后5～15 cm;在降水...     

滨海地区水泥改良盐渍土强度特性及其机理研究

从滨海地区盐渍土的工程应用角度出发,利用水泥对其进行改良。通过试验研究,分析探讨了改良盐渍土抗剪、抗压强度随改良剂含量、龄期、饱水条件的变化规律,并利用电镜对改良盐渍土的强度发展机理进行了研究。试验结果表明,滨海地区盐渍土经水泥固化处理后,其抗剪、抗压强度和水稳性能得到较大程度的提高,能用作公路路基填料。     

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。     

不同因素对沥青路面层间黏结的影响研究

通过试验,研究了竖向荷载、沥青种类、温度和乳化沥青洒布量等因素对沥青路面层间抗剪强度的影响。结果表明:沥青路面层间抗剪强度随着竖向荷载的增大而增大,且在乳化沥青洒布量为0. 4 kg/m~2的条件下,两者有着较强的相关性,相关性高达98. 2%;抗剪强度最大的沥青材料是Super PCR,且其抗剪强度随升温而减小;随着乳化沥青洒布量的增加,层间抗剪强度出现先增加后减小的变化趋势,因此,实体工程中对于乳化沥青洒布量的选择应慎重。同时,通过灰色关联分析可知,竖向荷载对沥青路面层间抗剪强度影响最大。     

GFRP筋混凝土梁抗剪承载力影响因素

为深入研究玻璃纤维(GFRP)筋混凝土梁的抗剪性能,通过57根混凝土梁的试验,对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响因素进行了研究.重点分析了箍筋和剪跨比对GFRP筋混凝土梁抗剪承载力的影响;在配筋率、几何尺寸、混凝土强度和剪跨比相同的条件下,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁的抗剪承载力进行对比分析,探讨了GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数与剪跨比的关系.结果表明:箍筋能使GFRP筋混凝土梁的初裂抗剪强度提高7.4%~30.0%;GFRP筋混凝土梁达到极限承载力时,箍筋的最大应力远小于其抗拉强度,验明了有效应变控制抗剪能力的正确性;随剪跨比减小,GFRP筋混凝土梁的抗剪承载力先增大,后减小;GFRP筋对混凝土抗剪能力的影响系数随剪跨比减小而增大.     

粉煤灰固化淤泥在普通干线公路路堤填筑中的应用

以231省道兴泰公路为工程依托,系统研究了粉煤灰固化淤泥的路用性能、力学性质和路堤填筑工艺。粉煤灰固化淤泥的最大干密度随粉煤灰掺入量增加而减小,最优含水量随粉煤灰掺入量增加而增大,固化淤泥的c值和无侧限抗压强度随粉煤灰含量增加而增加,φ值随粉煤灰含量增加略有增加。电渗法能有效地降低淤泥中的自由水含量。电渗法降低含水量的最低极限为32%。     

沥青混合料高温抗剪强度指标与动稳定度相关性研究

通过重交通沥青混合料和改性沥青混合料的高温车辙试验和大型三轴剪切试验,研究了沥青混合料的抗剪强度指标c、φ与动稳定度DS的关系,得出沥青混合料的抗剪强度指标c、φ与动稳定度DS之间的相关系数均大于0.90.结果表明,动稳定度指标可用作推算沥青混合料的抗剪强度指标c、φ,以验证沥青混合料和沥青路面高温抗剪切能力.