干密度对海相及河相软土邓肯—张模型参数的影响

通过三轴排水剪试验研究了海相及河相软土的工程特性,并将试验结果用邓肯-张模型进行整理分析,获得了海相及河相软土的邓肯-张模型参数随干密度的变化规律。试验结果表明,随着干密度增大,海相及河相软土的粘聚力和内部摩擦角都有增大的趋势,切线弹性模量和切线体积模量均随着干密度的增加而增大。     

干密度对海相及河相软土邓肯-张模型参数的影响

通过三轴排水剪试验研究了海相及河相软土的工程特性,并将试验结果用邓肯-张模型进行整理分析,获得了海相及河相软土的邓肯-张模型参数随干密度的变化规律.试验结果表明,随着干密度增大,海相及河相软土的粘聚力和内部摩擦角都有增大的趋势,切线弹性模量和切线体积模量均随着干密度的增加而增大.     

重塑非饱和黄土的强度和变形特性研究

以西北黄土为对象,通过常规三轴试验对非饱和黄土的强度、变形特性进行了研究。结果表明：非饱和黄土的粘聚力和内摩擦角均随含水率的增大而逐渐减小：粘聚力随干密度的增大而增大,在含水率较低时,内摩擦角随干密度的增大呈先增大而再稍减小的规律,在含水率较高时,内摩擦角则随干密度增大而增大;在含水率较低或围压较小时,黄土的三轴剪切出现剪胀现象,含水率较高或围压较大时则出现剪缩现象。     

冻融循环对粉质黏土力学性质的影响及邓肯-张模型

为了描述冻融循环下压实黏性土不排水剪切性状的变化规律,建议了一种能够反映冻融循环影响的修正邓肯-张模型。首先,以青藏高原粉质黏土为对象,进行一系列冻融循环试验和常规不固结不排水三轴压缩试验。然后,基于邓肯-张双曲线模型,通过三轴压缩试验得到应力-应变关系,确定邓肯-张双曲线模型参数随冻融循环次数的变化规律及相应的回归关系。最后,根据模型参数的函数表达式,建立以冻融循环次数为影响因子的修正邓肯-张模型,并编制该修正模型的计算程序。结果表明:粉质黏土试样的应力-应变曲线形式基本呈应变硬化型,破坏强度随冻融循环次数的增加而逐渐减小,冻融循环劣化作用随围压的增加而逐渐减弱;模型参数中,抗剪强度指标、初始切线模量、极限偏应力和常数K均随着冻融循环次数的增加呈逐渐减小的变化规律,可以采用Logistic函数进行拟合;破坏比随着冻融循环次数的增加呈逐渐增大的变化规律,可以采用ExpAssoc函数进行拟合;常数n随着冻融循环次数的增加呈先减小、后增大的变化规律,可以采用三次多项式函数进行拟合;模型计算结果与试验结果对比表明,两者得到的应力-应变曲线基本吻合,说明该模型可以用来描述粉质黏土变形和强度特性在冻融循环下的劣化特征。     

非饱和黄土结构强度特性的试验研究

分析了非饱和黄土强度的组成和结构强度的来源,通过常规三轴试验对非饱和黄土的结构强度和抗剪强度规律进行了研究。结果表明:非饱和黄土的结构强度可用其天然结构破坏时所丧失的强度表示;同一含水率下结构强度随围压的增大而增大,在同一围压下结构强度随含水率的增加而逐渐减小,呈较好的幂函数关系;结构强度与其粘聚力之间有显著的线性相关关系。     

基于含水率和温度变化的冻融黄土性能试验

为了解冻融作用对黄土路用性能的影响,以Q2黄土为研究对象,采用增湿法配制不同含水率试样,并在不补水条件下进行不同温度冻融循环后,分别开展液限、塑限、单轴固结及直剪试验,得出了Q2黄土液限、塑限、压缩模量、粘聚力及内摩擦角等物理力学指标与含水率、测试温度的关系.研究结果表明:天然含水率试样冻融后,塑性指数随测试温度降低而略有增大,土样压缩模量及抗剪强度随含水率增大而降低;测试温度对黄土力学性能的影响取决于试样的含水率,其中压缩模量随测试温度降低而降低,且其降幅与饱和度之间存在近似二次函数关系;当含水率小于临界值时,粘聚力随测试温度降低而增大,含水率大于临界值时粘聚力则减小;试样内摩擦角随测试温度的降低呈增大趋势,且含水率越大,内摩擦角的增幅越大.     

纤维加筋黄土抗剪特性研究

为了研究纤维加筋黄土的抗剪强度特性,按不同纤维掺量、不同压实度和不同含水率的多种组合工况制作纤维加筋黄土及素黄土试样,进行直剪试验.经对试验数据的整理和分析,得到以下主要结论:①纤维掺量较高时,可以使黄土从应变软化型转变为应变硬化型;②当纤维掺入量大于0.3％时,纤维的掺入可以明显提高黄土的黏聚力,并且随纤维掺量的增加其黏聚力随之增大;③素黄土和纤维黄土的黏聚力和内摩擦角都随压实度的提高而显著增长,并随含水率的增大而明显下降.     

固化红黏土的强度特性及邓肯—张参数研究

固化红黏土强度特性和崩解性的改善是其在工程中广泛应用的重大前提，为研究不同F1和水泥掺量对固化红黏土强度特性、崩解性和邓肯-张模型参数的影响，开展不同F1和水泥掺量下固化红黏土的无侧限强度试验、崩解试验以及三轴试验。研究发现：F1可显著改善土体的水敏性和密实度，极大地提高固化土的无侧限抗压强度，加入水泥的固化土冻融5 d后强度显著增大，随着冻融循环次数的增加，固化土的强度均表现出衰减的趋势，F1掺量越高，衰减趋势越低；F1和水泥亦能显著改善红黏土的崩解性；固化土邓肯-张模型参数破坏比R_f随F1掺量的增大而增大，随水泥掺量的增大而减小；抗剪强度指标、初始弹性模量E_i和初始切线模量参数K均随着F1和水泥掺量的增大而增大，初始切线模量参数n随F1掺量的增大而减小，随水泥掺量的增大而增大。     

不同含水率重塑黄土变形特性分析

采用侧限压缩固结仪,对相同干密度、不同含水率的重塑黄土(Q3)进行压缩固结试验。借鉴原状黄土湿陷性的研究方法,分析了含水率对于重塑黄土的变形影响。结果表明:在给定应力水平下,土样的最终应变随着含水率的增大而增大。在给定含水率下,土样的最终应变随着应力的增大而增大。重塑黄土仍具有较大的湿陷性,在给定的应力作用下,随着含水率的增加,湿陷系数呈线性减小。     

基于钢渣+橡胶颗粒的新型填料抗剪强度特性试验

为了研究基于钢渣+橡胶颗粒的新型填料抗剪强度特性,采用全自动三轴仪开展考虑橡胶颗粒掺入比和橡胶颗粒粒径影响的固结排水试验,分析新型填料的应力、应变特性、破坏偏应力特征和抗剪强度指标等随橡胶颗粒掺入比和橡胶粒径影响的变化规律,并将新型填料的抗剪强度指标与传统土类的抗剪强度指标进行对比;最后,采用邓肯-张模型模拟新型填料的本构模型,分析邓肯-张模型参数,评价邓肯-张模型模拟新型填料本构模型的优劣。结果表明:橡胶掺入比为10%的新型填料密度与传统土类相近,抗剪强度指标则相对较高,可应用于软土地基换填处理,也可替换砂土应用于一些回填工程中;当橡胶掺入比为10%,橡胶粒径为2~4mm时,新型填料的抗剪强度最高,且因橡胶颗粒含量较高,孔隙比较大,透水性好,新型填料可用于边坡挡土墙的回填料;新型填料主要用于浅层回填,轴向应力不大,采用邓肯-张模型模拟新型填料的本构模型能够恰到好处地发挥其优势,但邓肯-张模型无法反映橡胶颗粒含量较高的新型填料的剪胀特性,凸显了邓肯-张模型模拟新型填料的劣势。新型填料抗剪强度特性的试验研究成果和本构模型的理论分析结果可为新型填料工程应用提供理论参考和施工指导依据。     

郑西客运专线黄土边坡种植混合基材应用研究

通过对以砂质黄土为主的客土进行配比试验,研究有机质和保水剂含量对客土层的饱和持水量、田间持水量、萎蔫持水量、有效持水量、渗透系数、吸水速度等水分参数的影响,为郑西客运专线黄土边坡种植混合基材的配制提供依据,并经现场试验验证了其适应性,取得了良好效果。     

非饱和粉质黄土拟超固结特性试验研究

通过对西安地区粉质黄土进行压缩试验,研究了非饱和扰动黄土的拟超固结特性。试验表明,不同含水量试样的压缩曲线差别很大,含水量较小时压缩曲线中孔隙比随有效应力的增大近似呈线性减小,含水量愈低,前期固结压力愈高,拟超固结比愈高,拟超固结愈明显。含水量较高时,其e-lg p曲线符合灵敏粘土特性,曲线初始阶段平滑。当荷载超过前期固结压力后,曲线呈急剧下降趋势。这些特性对该区工程建设有一定参考价值。     

压实石灰黄土压缩特性试验研究

通过击实试验，获得了不同石灰掺量石灰黄土的最大干密度和最佳含水量。通过对不同压实度、石灰掺量和龄期的压实石灰黄土进行压缩试验，得到了各参数对压缩变形的影响规律及施工中选择依据。绘制出不同压实度石灰黄土的归一化压缩曲线，从而可方便地计算不同压实度石灰黄土路基的沉降。发现侧限割线模量和压力成正比，表明侧限压缩割线模量分析法适用于压实石灰黄土。给出了计算压实石灰黄土路基沉降的3种方法。     

冻融循环对阳曲隧道黄土强度影响对比试验研究

为了研究冻融环境对黄土强度的影响,以山西阳曲1号公路隧道不同含水量的黄土为研究对象,设计冻融循环次数和含水量变化的对比试验,通过进行冻融前后的直接剪切试验,获得含水量不同的黄土经过不同次数冻融循环后的强度变动规律。结果表明： 原状土样和重塑土样在含水量变大的过程中,抗剪强度与黏聚力均在减小,内摩擦角基本保持稳定,但原状土样的抗剪强度与黏聚力始终高于同含水量的重塑土样。在含水量较高的情况下进行冻融试验,发现黄土干密度变化非常明显,此现象表明影响黄土冻胀劣化的主要因素是含水率的大小,黄土中水分含量越大劣化征象越显著。     

黄土结构强度常规三轴试验研究

强度指标是地基工程、边坡工程和地下工程设计的重要参数.对于结构性土体,特别是结构性黄土,更是如此.保持生态环境与水土流失,均与黄土密切相关.基于黄土结构强度极为重要,利用三轴试验,研究了黄土结构强度与含水量、围压的关系.研究结果表明:含水量的增加对于结构强度起着软化作用,围压的加载对结构强度起着强化作用.     

改良黄土的路用性能试验研究

以陕西省某高速公路扩建工程为依托，对路基黄土填料掺加石灰进行改良，并开展室内常规土工试验，研究了改良黄土的路用性能。结果表明:①石灰土比黄土的最佳含水量大；②石灰土CBR值较黄土的CBR值提高了14.9倍；③石灰土浸水后的CBR值较浸水前的CBR值有所提高；④石灰土的膨胀量明显减小，水稳定性有较大的提高。     

土-水特征曲线在黄土边坡稳定分析中的应用研究

以南水北调中线穿黄工程南岸连接渠边坡为研究对象，采用压力板法获得了非饱和黄土边坡的土-水特征曲线，用Van Genuchten模型对试验数据进行了拟合，将拟合参数代入Vanepalli非饱和土的抗剪强度经验公式，预测不同吸力和含水率下的非饱和土的抗剪强度值，并与常吸力三轴剪切试验结果进行对比，验证了预测公式的准确性；试验结果和预测结果都表明非饱和黄土吸力和含水率的变化对黏聚力影响显著，对内摩擦角影响较小。通过建立含水率与非饱和黄土抗剪强度的关系，将不同含水率的抗剪强度运用到非饱和黄土边坡稳定性分析中，不但能对该区域黄土边坡的稳定性给予科学的评价，还可以减少不必要的浪费。     

复合BTS固化剂加固黄土的试验研究

分析了复合BTS固化剂加固土的强度形成机理和优点,对素黄土、石灰加固黄土和复合BTS加固黄土分别进行了击实试验、无侧限风干抗压强度试验、无侧限饱水抗压强度试验和CBR试验。结果表明:复合BTS固化剂加固土比素土、石灰土具有更高的强度、水稳定性和CBR值。     

黄土路基双灰桩联合电渗法排水试验研究

非饱和黄土路基由于增湿会产生附加变形，降低路基强度。为研究非饱和土排水过程中含水率、离子含量、土体强度的变化规律，提出了双灰桩联合电渗法的排水技术，采用自主设计的试验系统进行了室内模型试验。试验表明:通过双灰桩联合电渗法使非饱和黄土路基内部的水分产生向双灰桩侧的迁移，含水率平均下降15 %；两侧双灰桩中的Ca2+等离子向土体内部迁移，结合双灰桩的膨胀挤密作用以及胶凝反应，提高了路基土体的强度，对路基产生一定的加固作用。