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)。     

基于干湿循环试验的黄土路堑浅层边坡长期稳定性分析

为评估干湿循环作用对黄土边坡浅层土体强度的劣化效应，对甘肃定西Q₃原状黄土开展了不同干湿循环路径下的室内直剪试验，分析干湿循环次数、循环幅度与下限含水率对土体抗剪强度的影响，建立了考虑干湿循环三参数的强度劣化模型，并运用强度折减法对比了不同干湿循环路径下黄土路堑浅层边坡的长期稳定性。试验结果表明：随着干湿循环次数增加，原状黄土的黏聚力呈现先减小后趋于稳定的变化趋势，可采用双曲线函数进行拟合，内摩擦角呈线性下降趋势，10次干湿循环后，原状黄土黏聚力与内摩擦角的最大劣化度分别为27.64%与9.88%;在相同干湿循环次数下，循环幅度对原状黄土黏聚力和内摩擦角的劣化效应大于下限含水率；干湿循环过程中黄土路堑浅层边坡的长期稳定性系数遵循指数下降函数，不同干湿循环路径下边坡稳定性系数最大降幅为61.5%,且在6次循环后稳定性系数降幅约占总减小值的85%;干湿循环中循环幅度和下限含水率影响着黄土路堑浅层边坡稳定性，表现为随着下限含水率增大，浅层边坡稳定性系数先增大后趋于稳定，但随着循环幅度增大，稳定性系数线性减小；工程实际中边坡不同深度土体含水率变化范围不同，干湿循环路径存在...     

长沙高速红砂岩路堤边坡稳定规律探究

红砂岩路堤边坡的高度相同时稳定性随干湿循环次数的增大而降低,前3次干湿循环下边坡稳定系数降低明显,第4次干湿循环后稳定系数降低幅度较小。干湿循环次数相同时路堤边坡稳定系数随边坡高度的增大而降低,得到长沙高速红砂岩路堤边坡稳定系数的理想公式。     

含高液限粘土残积土干湿循环条件下强度参数衰变试验研究

强风化边坡表面厚度较大的残积土土体的强度参数在受降水、温度变化等因素作用下的衰变规律对边坡的稳定性计算有明显影响。通过制备大量的剪切试件并在室内模拟干湿循环环境,探究了所取的含高液限黏土的残积土试件的强度衰变规律及其与干湿循环次数的关系,并得到了衰变后稳定值,所得结果为后续相关研究提供了数值参考和计算依据。     

碾压膨胀土开裂规律及影响因素试验研究

运用计算机图像处理和编程技术,对不同压实度、初始含水率和干湿循环次数影响下膨胀土的表面裂隙的特征进行了描述和定量分析,探讨了压实度、初始含水率和干湿循环次数对膨胀土开裂规律的影响。结果表明:节点个数、块区个数、裂隙率和分形维数可以用来表征表面裂隙的开裂程度;随着膨胀土压实度的增大,裂隙的开裂程度减小;膨胀土的初始含水率为塑限含水率时开裂程度小于最佳含水率时的开裂程度;裂隙的开裂程度随干湿循环次数的增加而增大,裂隙相关参数的变化率呈减小的趋势,第1次干湿循环对膨胀土开裂的影响最大,第5、第6次干湿循环对开裂的影响甚微。     

循环荷载作用下低液限黏土累积变形规律研究

在利用GDS三轴仪对某火车站地段路基低液限黏土进行了一系列的室内动三轴试验,研究其在循环荷载作用下的累积应变发展规律,并探讨了不同动应力幅值和不同围压对累积变形的影响。结果表明:土体累积应变随循环加载次数的增加而增大。在循环加载前期,土体累积应变迅速发展;在循环加载次数接近1000次时,土体累积应变基本不再发生,土体变形基本稳定。此外,基于试验数据选用了累积应变指数模型进行预估,该模型具有良好的预估效果,可以较为准确地预测低液限黏土累积应变。     

非饱和红黏土土水特性及强度特征研究

为研究红黏土土体非饱和特性,分别针对典型的原状和重塑红黏土,结合Geo-experts自平衡型压力板仪和ZJ型应变控制式直剪仪开展了不同干密度下土样的非饱和土水特征试验和直剪试验,探讨了红黏土的一些典型非饱和物理力学特征.研究结果表明:矿物赋存状态的改变和微结构的变化是导致红黏土重塑前后物理力学性质发生显著改变的重要因素;原状非饱和红黏土土水曲线呈现典型的三阶段型变化特征,具有较为明显的进气值和残余含水量,而重塑的非饱和红黏土则呈现半抛物线型变化特征;对于原状红黏土来说,非饱和土体黏聚力最大值出现在低含水率状态,对应的含水率比土水曲线的残余含水率高5%~10%.因此,在开展非饱和红黏土抗剪强度试验时,在相应含水率区间处适当增加试验组数可优化试验成果,对于重塑红黏土来说,可根据塑限含水率判断重塑红黏土内摩擦角开始显著减小的区间.      

红粘土裂隙发育及与低应力抗剪强度的关系研究

通过Matlab软件的图像处理功能对干湿循环作用后的红粘土表面裂隙参数进行定量分析,并进行低应力条件下的快剪强度试验,探讨了红粘土表面裂隙参数与抗剪强度的关系。结果表明;第1~2次干湿循环作用对表面裂隙最终形态的确定起主要作用。随干湿循环次数的增加,裂隙发育沿着原有裂隙扩展,以变宽、变长为主,新的裂隙较少,最终趋于一种稳定状态。裂隙的产生对土体抗剪强度有重要的影响,可通过裂隙率、分形维数与抗剪强度参数的良好的线性关系,来预测裂隙结构强度参数。     

超声波在灰岩模拟材料强度测量中的应用

利用水泥、石膏和砂模拟灰岩的岩性,在室内进行小样配方试验的基础上,选择合适的配方,进行了室外岩溶顶板的模拟试验.利用声波仪,用超声波法检测了模拟岩溶顶板试样的纵波波速和横波波速,得出了相应试样的动弹性模量和动泊松比.结合试验数据,分析了纵波波速与横波波速之间的关系,以及它们与抗压强度、抗弯强度和动弹性模量之间的关系,证明纵波波速较横波波速能更好地反映模拟试样的抗压强度和抗弯强度,并且纵波波速随试样的强度和动弹性模量的增长而增大.     

强度折减法分析干湿循环下红砂岩路堤边坡稳定性

通过红砂岩填料的室内干湿循环试验,得到红砂岩填料在不同干湿循环次数作用下的剪切强度,依据库仑定律反推出强度参数。红砂岩填料得到强度参数在干湿循环下有着较大幅度的强度衰减,对路堤边坡的稳定性影响巨大。基于强度折减法理论,结合室内试验得到红砂岩填料干湿循环下的强度参数,选用ABAQUS软件对选定的红砂岩路堤边坡稳定性进行分析,得到红砂岩填料边坡的稳定性随干湿循环次数的增多而减小,在干湿循环作用下边坡的稳定性系数由2.128降低到1.672,降幅约为21%。     

干密度和含水率对红黏土崩解特性的影响研究

红黏土在中国南方大量分布,由于其水稳定性较差,浸水后极易出现崩解现象,从而造成工程地质灾害。因此为了研究不同含水率和干密度下红黏土的崩解特性规律,以三明将乐动车站右侧取土场的红黏土作为试验土样,以含水率和干密度作为变量,通过湿化崩解试验,以最终崩解时间和最快崩解速率作为指标,研究不同含水率和干密度对红黏土崩解特性的影响。研究结果表明：红黏土的最终崩解时间与含水率和干密度呈正相关;红黏土的最快崩解速率与含水率和干密度呈负相关;红黏土的初始含水率越大或者初始干密度越大,其抗崩解特性越好。     

干湿循环作用对泥质板岩冲击动力性质的影响

设计了考虑干湿循环作用影响的泥质板岩分离式霍普金森压杆试验,通过试验研究得到冲击荷载作用下泥质板岩的动强度、动弹性模量、动泊松比和峰值应力对应的应变等参数随干湿循环次数的变化规律.研究结果表明:随着干湿循环次数从0增大到15,动强度、动弹性模量以及峰值应力对应的应变均不断降低,降低幅度分别为20.7％、16.1％和16...     

低液限粉土及其改良土干湿循环特性试验研究

路基土的耐干湿循环特性反映了其抵抗自然环境中水分变化产生破坏的能力,是路基填土耐久性最重要的指标之一。结合室内试验研究了低液限粉土及其改良土（水泥改良土和石灰改良土）在不同的干湿循环次数条件下的工程特性,分析了干湿循环次数对土体抗压强度及其变形的影响规律,提出了低液限粉土宜于水泥改良的结论,为工程应用提供了技术参考。     

不同工况下填筑红粘土的开裂规律研究

基于室内模拟试验的基础,运用MATLAB图像处理软技术,对不同压实度、干湿循环次数、加筋与未加筋的红粘土表面裂隙的特征进行了描述和定量分析,探讨了填筑红粘土在不同工况条件下的开裂规律。试验结果表明:第1次干湿循环作用对红粘土裂隙发育影响最为明显,裂隙开裂的宽度急剧加大,随着干湿循环作用次数的增加,裂隙率逐渐增加,最终趋于一种稳定状态;土样压实度提高,裂隙率降低;加筋可有效地抑制红粘土裂隙的发育。     

干湿循环对粉质粘土路堤边坡稳定性影响分析

反复干湿循环作用下粉质粘土强度参数发生衰减,抗剪强度降低,导致粉质粘土填筑的路堤边坡容易失稳破坏。粉质粘土路堤边坡的稳定性随干湿循环次数的增大而降低,稳定系数经过前3次较大幅度的降幅后逐渐趋于平稳状态。     

地铁循环荷载作用下隧道周边软黏土动力响应特性研究

以上海地铁9号线为工程背景,在现场实测的基础上,采用计算程序DBLEAVES对地铁循环荷载作用下隧道周边软黏土的动力响应特性进行了研究。研究表明:在地铁循环荷载作用下,隧道周边软黏土的沉降规律为绕隧道向外弧形扩散,沉降值越来越小,直至影响范围边界,地表沉降呈沉降槽形式发展;最大沉降发生在隧道正下方,通过拟合得出土体的最终沉降量为19.8 mm;加速度响应方面,其空间分布形式同沉降规律,隧道右下方土体内的加速度及其衰减速度均略大于右上方土体;在循环荷载加载初期,土体内的超孔隙水压力上升很快,几乎呈线性发展;随着循环次数的增加,逐渐趋于稳定并向边界消散;超孔隙水压力比土体的有效应力小得多,隧道下方土体在循环荷载作用下不会发生液化现象。     

干湿循环作用下充填节理岩石压缩特性

为探明干湿循环作用对充填节理岩石压缩力学强度与变形破坏特征的影响，人工制备多种不同充填物的节理岩石试样，对其进行0(全程干燥)、1、5、10、15、20次干湿循环预处理，使试样产生一定的累积损伤；在此基础上，对充填节理岩石试样进行静态单轴压缩试验和动态冲击试验，并在动态冲击试验过程中借助高速摄像机观察充填节理岩石的冲击破坏特征。研究结果表明：随着干湿循环次数的增加，充填节理岩石的静态和动态抗压强度不断降低，且降低幅度逐渐变小，20次干湿循环作用后岩样的静态和动态抗压强度总劣化度均为20%～30%;通过拟合发现岩样的动态抗压强度降低规律符合指数函数分布；随着干湿循环次数的增加，静态破坏模式由劈裂破坏逐步发展为剪切破坏，动态冲击中充填节理岩石破碎程度和充填节理层粉碎飞溅程度加剧，验证了干湿循环作用会严重影响充填节理岩石的变形破坏特征和动态抗冲击能力；应力波透射系数随干湿循环次数的增加而不断降低，20次干湿循环作用后岩样的应力波透射系数降低了约10%,说明干湿循环作用对应力波传播能力造成了显著影响。     

密度及干湿循环影响下的煤系土土-水特征曲线

利用PF土壤水分特征曲线仪,测定了不同干密度的重塑非饱和煤系土试样的土-水特征曲线;并对其中一组试样进行3次干湿循环试验,并利用VG模型对实测数据进行拟合,初步研究了煤系土土-水特征曲线在干湿循环条件下的变化规律。研究结果表明:干密度对煤系土的土-水特征曲线有较大影响,干密度越大的试样饱和含水率越低,失水速率也越慢,持水能力越好,土-水特征曲线也越平缓;干湿循环作用使得煤系土孔隙相互贯通扩张,孔隙率增大,土体的持水能力减弱,干湿循环对煤系土SWCC的影响主要集中在第1次干湿循环,3次干湿循环后煤系土SWCC基本稳定。     

飞灰在膨胀土路基加固处治中的应用

通过膨胀土直剪试验验证了膨胀土在干湿循环下会出现裂缝,随着循环次数增多裂缝随之增加扩展,并且裂缝的出现降低土体的黏聚力和内摩擦角,削弱了土体的抗剪强度导致路基在一定条件下发生失稳;通过无侧限抗压强度试验确定了作为稳定剂的焚烧飞灰和水泥的配比为1∶1;通过测量加入稳定剂后的膨胀土的膨胀率和膨胀力等一系列相关物理指标确定了稳定剂的掺入量为5%。     

客运专线全风化砂砾岩路基填料特性

将全风化砂砾岩作为客运专线路基填料,采用X射线衍射分析填料的矿物成分,测试了填料的自由膨胀率与阳离子交换率,比较了单个试件不同含水率循环击实和现场碾压下的粒径变化,分析了干湿循环作用下填料崩解和现场压实指标随时间的变化趋势,采用粗颗粒固结压缩试验测试填料变形特征。分析结果表明:填料不含亲水黏土矿物成分,自由膨胀率为23.6%,阳离子交换率为70.7mmol·kg-1,干湿循环下崩解率为0.81%,在动力作用下细颗粒含量为13.5%,雨后检测指标稳定,路基荷载下次固结系数为5.8×10-4。可见该填料具有很好的水稳性、动力稳定性与低压缩性,可用于客运专线路基填筑。