桩—垃圾土界面力学特性的试验研究

桩基础是垃圾填埋场地再利用的主要地基处理方式，桩-垃圾土的界面力学特性是分析桩-垃圾土相互作用的关键。为了研究桩-垃圾土接触面剪切特性，利用大型直剪仪开展桩-垃圾土大型界面剪切试验，系统研究了界面粗糙度、纤维含量、含水率等因素对桩-垃圾土界面力学特性的影响。结果表明：桩-垃圾土界面剪切应力随着剪切位移增大而增大，增长速率为先增大后趋于稳定，两者关系符合双曲线模型。不同法向应力作用下，随粗糙度的增大，抗剪强度呈先增大而后基本稳定的状态，桩侧粗糙度适当增加可以提高桩侧摩阻力以增加桩基的承载力。接触面剪切破坏符合摩尔-库仑剪切破坏准则，接触面黏聚力先增大后趋于稳定，内摩擦角逐渐增大，并在土体自身剪切强度附近变化。含水率对桩-垃圾土的抗剪强度影响较小。随着垃圾土纤维含量的增加，内摩擦角减小，黏聚力增大；在一定的法向应力下，随着纤维含量的增加，剪切强度减小。     

粗粒土与混凝土接触面剪切特性试验研究

采用大型直剪仪进行了不同法向应力下粗粒土与混凝土结构接触面剪切试验,通过在混凝土表面预制规则的半圆形凹槽来模拟不同粗糙度结构面,研究结构面粗糙度对接触面剪切位移曲线以及强度参数的影响。试验结果表明:随着粗糙度的增大,接触面剪切位移曲线的应变硬化特征越来越明显;接触面剪切应力比(即剪切强度与法向应力比值)随法向应力的增大呈指数型衰减,随粗糙度的增大而增大;表明粗糙度的增大能提高接触面的剪切强度,能显著提高接触面的表观黏聚力,但对内摩擦角的影响很小。     

不同桩-土界面直剪试验研究

为探讨桩-土界面的摩擦特性,进行了混凝土-土、钢板-土、HDPE-土3组桩-土界面室内的直剪试验,每组试验均施加6个法向应力。结果表明:不同桩-土界面的剪切强度均随垂直压力的增大而增大;在同一法向应力下,三种不同界面的剪应力-位移曲线的初始阶段变化不大,但曲线的后半段随法向应力的增大有明显变化;法向应力较小时,各界面的剪应力变化不大;法向应力较大时,表现出HDPE-土界面的剪切强度最大。     

界面粗糙度对桩土界面剪切特性的影响研究

为了研究桩侧表面粗糙度对桩土接触面力学特性的影响,进行了砂土与不同粗糙表面混凝土板的大型直剪试验,分析粗糙度对桩土接触面力学特性的影响。试验结果表明:砂土-混凝土接触面剪切应力-位移曲线表现为理想弹塑性型,界面粗糙度的增加能明显提高接触面的剪切强度,但随着法向应力的增大,粗糙度对接触面剪切强度的影响逐渐减弱。接触面的剪切破坏符合摩尔库伦强度准则;粗糙度的增大能明显提高接触面的黏聚力,但是对接触面摩擦角的影响很小。     

高应力下粗砂-结构接触面颗粒破碎影响因素试验研究

为了研究高应力下粗砂与结构接触面的剪切破碎影响因素,采用改装后的RMT-150B试验系统的直剪试验仪进行接触面直剪试验,对高法向应力作用下含水率为0%,8%,16%,24%的粗砂与具有4种不同粗糙度、强度混凝土基底的接触面直剪试验结果进行了分析,结果表明:基底硬度增大,基底硬度与相对破碎率关系曲线趋于下降趋势,相对破碎率减小;相对破碎率随着含水率增加而增加,随粗糙度的增加破碎量减小;法向应力对颗粒破碎影响明显,相对破碎率的增大速率也表现出随法向应力增大而增大的趋势。保持含水率不变,法向应力与颗粒破碎曲线规律性较好;保持基底硬度和接触面粗糙度不变,法向应力与颗粒破碎关系较为离散,总体保持颗粒破碎随法向应力增加而增加。进行方差分析表明:接触面粗糙度对粗砂-混凝土结构接触面剪切破碎的影响较显著;法向应力、基底硬度与含水率对结构接触面剪切颗粒破碎的影响均特别显著,显著性从大到小依次为:砂的含水率、基底硬度、法向应力、接触面粗糙度。针对不同试验所得到的法向应力对颗粒相对破碎率影响规律进行讨论,认为:从零法向应力开始,随法向应力的增大相对破碎率增加速率增大,当剪切应力达到集中段颗粒抗剪破强度后,相对破碎率增加速率随法向应力增加而减小。     

粒状土与结构接触面强度特性粒径效应影响研究

为研究颗粒粒径对典型粒状土与结构接触面剪切特性的影响,开展了不同粒径范围粗粒土与混凝土接触面大型直剪试验,分析颗粒粒径对接触面剪切强度及接触面强度参数的影响规律,探讨了接触面剪切强度的粒径效应影响机理。结果表明：接触面剪切强度随土体颗粒粒径的增大而明显增大,且当颗粒粒径与结构表面粗糙形貌比值接近1时,其继续增大对接触面剪切强度影响不再明显;不同剪切位移处接触面剪切应力与法向应力均能较好地满足摩尔库伦破坏准则,剪切过程中接触面内摩擦角随剪切位移的增大而增大并逐渐趋于稳定;而不同粒径条件下接触面表观黏聚力随剪切位移的变化规律有着明显的差异;颗粒粒径的增大能显著提高接触面表观黏聚力,对接触面最大内摩擦角无明显影响。     

含砂量对黏土与结构接触面剪切性质的影响

通过土体内部、土与钢以及土与混凝土的剪切试验,研究分析了土体含砂量对抗剪强度、摩擦角和黏聚力的影响。结果表明:土体内部、土与结构接触面的抗剪强度和摩擦角均随含砂量的增大而增大;土体内部的黏聚力随着含砂量的增大而减小,而土与结构接触面的黏聚力却随着含砂量的增大而增大。含砂量对土体的内摩擦角影响较大,而对土与钢和土与混凝土这两种类型的接触面影响较小。在试验参数范围内,对于任意含砂量和垂直应力,土体内部的抗剪强度、内摩擦角和黏聚力均大于土与钢和土与混凝土之间的抗剪强度、摩擦角和黏聚力。     

含水量对非饱和重塑膨胀土抗剪强度和压实度的影响

含水量是影响膨胀土抗剪强度和压实度的重要因素。通过多组室内快剪试验,采用多元线性回归方法,分别对非饱和重塑膨胀土抗剪强度指标和压实度与其含水量的关系进行了研究。试验研究结果表明,非饱和重塑膨胀土的压实度随着含水量增加而逐渐降低,且当法向应力较低时,抗剪强度随着压实度的增加而缓慢增大,但当法向应力较大时,抗剪强度随着压实度增加而增大较快。非饱和重塑膨胀土抗剪强度指标受含水量的影响较为明显,当法向应力较低时,抗剪强度随着含水量的增加而增大,但当法向应力较大时,抗剪强度随着的含水量增加而增大的不太明显,出现含水量增加而抗剪强度基本不变的情况。     

塑料类材料与砂土接触界面直剪试验研究

在桩身中性点以上增加一个预制塑料套筒是一种减小桩身负摩阻力的方法。为了研究该方法优化负摩阻力的效果,考虑塑料种类和砂土颗粒粒径变化两个因素,通过直剪仪进行了砂土与四种塑料类材料(PVC,ABS,PC,PP)及混凝土的剪切试验。试验结果显示:塑料类材料与砂土接触界面特性与塑料类材料种类及砂土粒径密切相关。塑料类材料与砂土接触界面剪应力随着相对剪切位移的增大而增大,最大剪应力随着法向应力的增大而增大。砂土粒径越大,接触界面抗剪强度越高。塑料类材料与砂土接触界面的抗剪强度都明显低于混凝土与砂土接触界面的抗剪强度。四种塑料材料与砂土接触界面的抗剪强度,PCPVCABSPP,选用PP塑料套筒减少桩身的负摩阻力效果最佳。     

高地温隧道围岩注浆节理不同法向应力下抗剪强度特性研究

采用高温变温的养护方法，制备初始养护温度分别为40，60，80 ℃与标准养护20 ℃的试件，在不同法向应力0.1，0.3，0.5 MPa下开展高地温隧道围岩注浆节理的直剪试验。结果表明:高温变温养护与法向应力都对注浆节理抗剪强度有明显影响。随法向应力增大，注浆节理抗剪强度不断提高，且随初始养护温度的增大，抗剪强度提高幅度更显著。高温变温养护的注浆节理抗剪强度会出现劣化现象；高温变温养护的注浆节理破坏模式主要表现为粘结界面破坏。     

细颗粒含量及含水率对粉砂土抗剪强度影响研究

依托某路基试验土样,通过不同细颗粒含量和含水率下的直剪试验,对粉砂土的黏聚力和内摩擦角进行分析.结果 表明:当含水率处于最优含水率左侧的过渡区时,随细颗粒含量增大,土体的黏聚力减小,当含水率大于最优含水率时,随着细颗粒含量增大,黏聚力增大;随着含水率增大,黏聚力呈现出先增大后减少的规律,当细颗粒含量为15％时该效应最为...     

降雨条件下楼房山隧道碎石土边坡的稳定性研究

通过建立楼房山隧道罐子沟端滑坡防治工程数值计算模型,研究降雨对碎石土边坡稳定性的影响机制,将降雨条件转化为含水率的变化,分析了不同含水率变化下边坡的应力场、位移场、塑性区及剪应变增量的变化规律。研究结果表明:在降雨条件下,碎石土边坡的稳定性随着含水率的增加呈先缓慢减小后急剧减小的特征,即存在一个与含水率有关的临界特性;降雨诱发碎石土边坡失稳的主要机理是雨水渗入后在地下水管道排泄系统作用下,将坡体下部碎石土中的细粒土带走,逐渐形成坍塌滑移,导致整个边坡破坏。     

含水率对经编土工格栅与土界面作用特性的影响

加筋土工程中,加筋与填土间的界面作用特性是最关键的技术指标,直接决定工程的稳定性,而土体含水率的变化会影响加筋与填土间的界面作用特性。通过室内拉拔试验研究了不同含水率条件下经编土工格栅与土体间的界面作用特性,试验结果表明:在相同的法向应力下,土工格栅被拔出破坏时对应的极限表观摩擦阻力随着土体含水率的增加而降低;不论土工格栅是整体被拔出破坏还是纵肋被拔出破坏,土工格栅和土体界面间的表观摩擦角和表观粘着力均随着土体含水率的增加而降低;土工格栅与土体界面间的破坏形式由土工格栅的整体被拔出破坏转变为纵肋被拔出破坏时对应的法向应力随着土体含水率的增加而增大。     

掘进机黏性渣土结泥饼机制及聚合物改良研究

针对掘进机在黏性地层中施工刀盘结泥饼的问题，以无锡地铁4号线某矩形顶管工程为例，通过添加不同质量的聚合物对不同含水率的渣土进行改良，测试改良前后渣土的黏附强度、不排水抗剪强度及高温环境下渣土的保水能力，并通过液塑限变化分析渣土改良的机制，借助泥饼形成风险分区图评估泥饼形成的风险与改良效果。研究表明： 1）添加聚合物和水对渣土黏附强度有一定影响，增大含水率能显著降低渣土的黏附强度，当渣土含水率为35%~45%时，添加聚合物能有效降低渣土的黏附强度； 2）含水率的增大会降低渣土的不排水抗剪强度，而添加聚合物能有效增强渣土的不排水抗剪强度，当添胶比达到0.15%后增强效果显著； 3）聚合物能提高渣土的液限和保水能力，保证渣土的流塑性满足施工需要； 4）结合泥饼形成风险分区图，比较渣土-金属界面的黏附强度和渣土的不排水抗剪强度，可以综合判断黏性渣土结泥饼的风险和改良效果。     

聚丙烯纤维增强的电石渣稳定土试验研究

为有效解决电石渣的堆放处置问题,实现电石渣材料资源化利用,尝试将电石渣用于制备道路基层、底基层稳定土材料。针对电石渣稳定土脆性强、强度较低等问题,将分散的聚丙烯纤维掺入到电石渣稳定土中进行试验研究,分析了聚丙烯纤维含量对电石渣稳定土无侧限抗压强度、劈裂强度及水稳性的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维含量在0~0.15%范围内,随着纤维含量的增加,电石渣稳定土的无侧限抗压强度、劈裂强度和水稳性均得到提升,确定了最佳纤维含量为0.12%,纤维的掺入对于延缓电石渣稳定土试件的受荷开裂效果明显。     

湿陷性黄土掺配煤矸石路基土石混合料路用性能试验研究

通过对宁夏地区产量丰富的煤矸石与黄土以不同的比例配制土石混合料,研究其作为高速公路路床土的基本性能,利用煤矸石的膨胀性和黄土的湿陷性的耦合作用,解决道路工程中存在的黄土湿陷性问题。试验结果表明:当煤矸石与黄土掺量相同时,土石混合料的最大干密度和最优含水率分别达到最大值1.78 g/cm3和最小值14.2 %;随着煤矸石掺量的增加,土石混合料的承载能力呈上升趋势,当煤矸石掺量为50 %时,CBR值达到9.6 %;随着黄土掺量的不断减少,土石混合料的膨胀量呈减小趋势;综合考虑,建议采用30 %以上煤矸石掺量的土石混合料作为路基的填筑材料。     

重庆地区典型土石混合体回填土区隧道围岩分级研究

为对重庆地区典型土石混合体回填土区隧道围岩进行分级，通过室内基本物理性质试验获得土石混合体回填土的天然密度、干密度、含水率、含石量等基本物理参数指标，通过室内大型直剪试验和大型三轴试验获得土石混合体回填土的强度和变形等力学特性随含水率、含石量、围压等因素的变化规律，并基于室内试验结果，分别以含水率和含石量为分类指标，对重庆地区土石混合体回填土进行分类，提出适用于重庆地区土石混合体回填土的围岩分级指标和方法。主要结论有： 1）重庆地区的土石混合体回填土属于级配不良的土体； 2）随着含水率的增大，土石混合体的黏聚力和内摩擦角都逐渐降低，且均表现为先快后慢的规律； 3）随着含石量的增大，土石混合体的内摩擦角呈慢-快-慢的增大规律，而黏聚力呈先快后慢的降低规律； 4）对于重庆地区的土石混合体回填土，其围岩分级指标重点选用含水率和含石量； 5）对重庆地区土石混合体围岩进一步细分为Ⅳ、Ⅴa、Ⅴb 3级，其中Ⅴa级和Ⅴb级分别为Ⅴ级稍好和Ⅴ级稍差围岩。     

加筋土界面作用参数的拉拔试验研究

进行了不同填料、不同法向应力和不同含水率下的拉拔试验研究,结果表明:填料的颗粒越均匀,填料与筋带的作用效果越好;含水率对筋土界面参数的影响表现为:界面摩擦角随含水率的增大先增大后减小,界面黏聚力随含水率的增大一直减小,同时根据试验研究结果对反映加筋土界面摩擦特性的双曲线模型进行了修正,用幂函数对似摩擦系数与法向力之间的变化关系进行拟合,其结果比较理想。     

黏粒含量对粉土抗压强度的影响

选用山东省齐河地区黄河冲击平原粉土,湖南的黏粒(红黏土)为原料,特制一种接近于粉土中黏粒的黏土,考虑到粉土中黏粒对土体的整体黏结性具有一定影响,采用宏观与细观结合的分析方法,研究黏粒对粉土抗压强度的影响.结果 表明:粉土在非浸水条件下的无侧限抗压强度随黏粒含量的增加呈先减小后增大的趋势,在黏粒内掺掺量为6％时达到最低;...     

加筋土筋土界面特性试验研究

通过直剪试验研究路堤填料含水量对筋土界面特性的影响规律。试验结果表明,当填料含水量大于其最佳含水量后,界面破坏时的剪切力随着填料含水量的增加而降低。通过拉拔试验,研究填料种类、填料压实度、加筋材料对筋土界面特性的影响规律,可为加筋土工程的设计和施工提供参考。