重金属污染物对压实膨胀土渗透及膨胀特性影响研究

公路汽车排放的重金属等污染物对膨胀土路基渗透及膨胀性能的影响受到越来越多的关注。通过渗透试验和膨胀变形试验研究了不同干密度和金属污染物浓度对压实膨胀土渗透和膨胀性能的影响。试验结果表明干密度1.5 g/cm~3的压实膨胀土试样蒸馏水的渗透系数约为2×10~(-9)m/s;随着压实膨胀土试样干密度增大渗透系数显著减小。因金属污染物对膨胀土扩散双电层(DDL)的影响,压实膨胀土试样渗透系数随着金属污染物Cu~(2+)浓度的增大而增大。由于渗透固结作用,压实膨胀土试样膨胀变形随金属污染物Cu~(2+)浓度的增大而减小。     

风积沙压缩特性的影响因素试验研究

为探究干密度、含水率及含泥量三因素对风积沙压缩特性的影响,通过单轴固结仪,分别对不同初始干密度、含水率及含泥量的风积沙试样进行室内侧限压缩试验,进而得到风积沙压缩模量和压缩系数在不同条件下的变化规律,并采用统计学方法分析各因素对风积沙压缩性能的影响。结果表明:风积沙具有低压缩性;干密度、含水率及含泥量三因素对风积沙的压缩性能有非常显著的影响;干密度和含水率两因素之间存在交互作用,这一作用对试验指标的影响也非常显著。     

冻融循环对含碎石黏土抗剪强度参数的影响研究

以炉霍G317国道山坡上的含碎石黏土为研究对象,通过室内冻融循环试验,对不同干密度、含水量、冻融循环次数下的试样进行常规土力学试验,分析冻融循环前后土体对抗剪强度参数的影响。试验结果表明:随着冻融次数的增多,含水量为16.7%和21.4%的试样黏聚力增大,内摩擦角减小,而含水量为19.0%的试样则是黏聚力减小,内摩擦角增大;在相同的冻融次数下,不同含水量的试样内摩擦角均随着干密度的增大而增大,而黏聚力则相反;不同干密度的试样黏聚力和内摩擦角均随着含水量的增大而减小。     

含水率、干密度对红土强度影响规律的试验研究

试样取自南昌地区红土层,室内配制了64组不同含水率和干密度的非饱和击实试样分别进行直接剪切试验,以研究红土在不同含水率、干密度下抗剪强度的变化规律.试验结果表明,含水率、干密度对抗剪强度及C和φ的影响不是成简单的线性关系.相同干密度下,抗剪强度随着含水率的增大而减小;而相同的含水率下,粘聚力C随着干密度的增大而增大,内摩擦角φ与干密度的关系较复杂.     

黄土路基压实度影响因素

路基压实度是路基填筑过程中控制路基强度和稳定性的关键指标。本文以某高速公路黄土路基压实度为主要研究对象,研究了影响黄土路基压实度的主要因素。通过室内试验,分析了含水量、灰剂量和压实功对不同类型路基土体压实干密度的影响。通过现场试验,分析了实际施工过程中路基压实度的影响因素。研究结果表明,压实后土体的干密度随着含水量的增大而增大,超过最佳含水量后,压实干密度开始减小。灰剂量越大,土体达到最大干密度对应的最佳含水量越大。随着压实功的提高,土体的最大干密度增大,最佳含水量减小。实际施工过程中土体的干密度小于试验所得,土体的压实度收到压实工艺、含水量、灰剂量、松铺厚度等多方面的影响。     

重载铁路粉质黏土填料回弹模量及预估模型研究

以朔黄铁路广泛应用的粉质黏土填料为研究对象,采用杠杆仪法测定粉质黏土的回弹模量,研究含水率和干密度对重载铁路路基填料回弹模量的影响。研究表明：路基土体的回弹模量随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小;相比于干密度,土体的回弹模量对于含水率更敏感;提出可考虑含水率和干密度影响的路基基床土体弹性模量预估模型;通过实际铁路路基监测数据,验证模型在预估路基弹性变形方面的有效性。研究结果对于在外荷载和雨水联合作用下,进一步认识粉质黏土填料路基的弹性变形特性、状态评估与加固强化设计,具有参考价值。     

干湿循环作用下某路基土强度特性研究

我国南方地区公路路基土的含水量通常处于随季节降雨而不断变化过程中,土的力学性能随干湿循环而呈现明显的周期性变化。通过进行某路基压实红粘土的干湿循环试验和固结压缩试验,对某路基红粘土湿化膨胀及干燥收缩和力学性能进行了研究。试验结果表明干湿循环过程中压实试样膨胀和收缩变形均随着循环次数的增加而减小;湿化膨胀和干燥收缩过程中累积的塑性变形随着干湿循环次数的增加而减小;初始饱和压实试样的屈服应力为70 kPa,弹性压缩指数为k=0.032,塑性压缩指数为λ=0.179;两次干湿循环后力学参数变大,多次循环后(四次)由于试样中微裂隙的产生导致力学性能变差。     

非饱和黄土渗透系数对其强度的影响

基于非饱和土渗透系数与其强度相关的特性,将黄土视为非饱和土,分析研究不同压密状况对其渗透系数的影响规律。在试样土体初始含水量相同的情况下,采用水气运动联合测试仪进行渗透试验,测定5种不同干密度试样土体的渗透系数。试验研究证明,试样土体干密度不同,其渗气系数变化趋势相同;干密度的变化对土体渗气、渗水系数的影响较大,土体渗气系数和渗水系数均随干密度增大而减小;土体干密度减小,渗水系数随渗气系数的增大而增大。     

非饱和重塑黄土的三轴试验研究

通过不同初始干密度、含水率的非饱和重塑黄土的常规三轴试验,研究分析了初始条件对非饱和重塑黄土的强度及变形特性的影响。结果表明,试样的粘聚力与干密度呈指数关系,内摩擦角受干密度影响不大,初始干密度大的试样呈现出明显的剪胀现象;随着含水率的增大,粘聚力、内摩擦角均减小,体变剪缩性更明显。     

轻质混合土单向压缩固结变形特性分析

通过无侧限抗压强度试验和单向压缩固结试验,对轻质混合土的单向压缩固结特性进行了分析,并采用简化公式对单向压缩固结变形随时间的变化关系进行拟合计算。结果表明:轻质混合土的单向压缩屈服应力与抗压强度为线性关系;在施加荷载没有超过压缩屈服应力的情况下,密度、水泥掺入比不同时,单向压缩固结变形曲线随时间变化的趋势相似,且密度、水泥掺入比对固结变形的影响小于荷载的影响。     

动三轴CT条件下粗粒土填料的力学特性与细观力学性能分析

在多重环境因素长期作用下,粗粒土路基填料的动力特性会发生改变,目前对不同荷载频率、压实度及含水率下粗粒土填料的长期稳定性能尚缺乏统一认识。为了研究以上因素作用下粗粒土填料长期动力特性,采用大型动静三轴仪器开展粗粒土填料的三轴试验,同时运用工业CT对三轴试验前后2个阶段的试样进行断层扫描,分析不同荷载频率、压实度及含水率对粗粒土填料动力特征与损伤演化的影响规律。研究结果表明：循环荷载达到1 000次之前,为粗粒土填料颗粒之间的挤密阶段,以颗粒间的挤密压缩为主,横向膨胀为辅,颗粒间压缩挤密引起的密度增加量远大于试样横向膨胀变形引起的密度减小量;当循环荷载增加到1 000次以后,试样横向变形引起的密度减小量迅速增大,而由颗粒间压缩挤密引起的密度增加量减缓,并在之后阶段表现出稳定状态,试样从应变软化型向应变硬化型转变;荷载频率越高,试样表现出的回弹模量越大;高频率作用下应力-应变滞回圈曲线近似为线性,试样在高频率下其泊松比有所下降,材料的动能损耗降低;随着三轴试验的进行,横剖面局部颗粒受挤压程度增加,最终状态下扫描层内的CT值存在差异性,试样颗粒在循环荷载作用下存在挤密、错动、融合的现象。     

干旱荒漠区天然砂砾路基填料压实特性分析

为研究天然砂砾路基填料的振动压实特性,首先采用筛分法对干旱荒漠地区多条在建高速公路的天然砂砾路基填料进行颗粒组成分析,其次进行表面振动压实试验,采用湿土法分析含水量对天然砂砾干密度的影响,采用干土法分析含石量、级配特性和振动时间对天然砂砾压实效果的影响。基于不同粗颗粒组含量下的最大干密度结果,拟合了天然砂砾最大干密度与粗颗粒中各粒组含量之间的关系式,并利用粗颗粒粒组含量确定天然砂砾的最大干密度。研究结果表明:新疆干旱荒漠区天然砂砾路基填料为不均匀土,级配不良的主要原因为曲率系数较小,填料中细粒含量较少;天然砂砾的干密度随着含水量增大会有谷值与峰值,与黏性土的单峰值变化有明显区别;天然砂砾含石量对最大干密度有显著影响,其最大干密度随含石量的变化分为明显的3个阶段,当含石量为60%时,可以得到最大干密度的最大值;不同级配的天然砂砾的干密度对振动时间的敏感性有明显区别。     

基于干湿循环与三维条件下污泥固化土邓肯-张模型研究

为研究城市污泥固化土作为路基填料时其在复杂应力状态下的力学特性，通过GCTS真三轴试验仪对城市污泥固化土进行不固结不排水试验，探讨其在不同干湿循环次数和中主应力比条件下的应力-应变特性和抗剪强度指标变化规律，并在三维条件下对邓肯-张模型进行了双重修正。研究结果表明：当干湿循环次数和围压一定时，污泥固化土的结构屈服应力随着中主应力比的增大而增大；当中主应力比和围压一定时，污泥固化土的结构屈服应力随着干湿循环次数的增加而降低，且干湿循环次数为3时降幅最大，干湿循环次数大于5之后土体结构屈服应力降幅较小；此外，对比污泥固化土的真三轴试验曲线与邓肯-张模型预测曲线，发现理论曲线与试验曲线存在一定差异，而通过考虑中主应力比、干湿循环次数和中、小主应力差作用的影响对污泥固化土邓肯-张模型进行2次修正，使得到的邓肯-张模型预测曲线与真三轴试验曲线基本一致，该预测曲线可准确反映污泥固化土的真实受力状态，可为其在路基工程中的应用、施工提供理论指导和预测分析。     

公路黄土路基动力学参数的影响因素及其规律研究

基于动力测试手段针对黄土高原典型地区黄土路基试样进行了动力学参数的试验研究。结合已有成果,总结出黄土动力学参数与其主要影响因素具有如下规律:动弹性模量随含水量增大而减小,随着干密度增大而增大;阻尼比随着应变增大而增大,达到某一应变幅值后曲线变缓,趋于一个常值;动粘聚力随含水量增大而明显变小;黄土的动摩擦角当含水量低于塑限时,随含水量的增大而变小,含水量超过塑限后,基本不随含水量变化;黄土动力学参数随地区及采样点的不同而表现出较大差别。     

高速公路改良风化砂-红黏土路基填料永久变形试验研究

为提高风化砂-红黏土地区路基在车辆荷载作用下的稳定性和耐久性，研究了掺砂比、初始干密度和循环荷载对改良风化砂-红黏土永久变形行为的综合效应，并通过室内三轴永久变形试验分析了这些因素对变形特性的影响。试验结果表明：1)在初始干密度一定的情况下，随掺砂比的增加，永久变形终值先减小后增大，在掺砂比为10%时达到最小值；2)在一定掺砂比下，随初始干密度的增大，最终永久变形终值也增大；3)当掺砂比和初始干密度一定时，土体的永久变形值与循环荷载次数呈对数关系。在此试验结果基础上，建立了综合考虑掺砂比、初始干密度和循环荷载效应的改良风化砂-红粘土永久变形预测模型，并对其进行了鲁棒性验证。鲁棒性验证结果表明，所建模型具有较高的准确性与适用性，可应用于路基工程路基填料永久变形量的预测。     

高温淬火后预制孔洞花岗岩力学特性试验研究

运用弹性接触理论对不同温度热处理淬火后的含预制孔洞花岗岩试样开展三轴压缩试验和微米压痕试验,研究含缺陷孔洞花岗岩的物理力学性能受温度影响的变化特征,对比分析了花岗岩试样在不同高温热处理淬火后相关力学参数的变化规律。试验结果表明:在0 MPa围压时,岩样峰值强度随着热处理温度升高呈先增大后减小的趋势;在5 MPa围压时,随着热处理温度升高,花岗岩试样峰值强度逐级降低。花岗岩试样的弹性模量在200 ℃时呈略微增大趋势,随着温度的不断升高而逐渐减小,岩样的泊松比无明显的变化规律,而岩样的体积应变逐渐增大。花岗岩试样维氏硬度在200 ℃和400 ℃时呈增加趋势,而在600 ℃时发生骤降。     

级配不均匀天然砂砾的压实控制标准

鉴于天然砂砾的压实控制标准是路基填筑质量的重要影响因素之一,采用一种改进的方法确定砂砾的最大干密度及最大干密度与最佳含水率和颗粒组成之间的关系,并通过室内试验和现场压实质量控制对此方法的可靠性进行分析。结果表明:级配不均匀砂砾路基的压实标准的确定方法和控制标准是可行的,满足道路路基承载能力要求;最大干密度随着含石量的增大呈现先增大后减小的趋势。     

云母片岩风化土路基填料湿化变形研究

为解决云母片岩强风化土路基填料难以压实和浸水湿化变形问题，通过现场试验，优化云母片岩强风化土路基填筑结构，采用灰色理论模型对新型路基工后沉降进行预测，并通过三轴湿化试验，分析风化土路基填料的湿化变形特性。结果表明:提出的“三夹二开山石渣”新型路基结构能够达到路基填筑要求，且路基长期变形预测满足高速公路沉降控制要求；随着初始有效围压的增大，风化路基土的强度及变形指标均呈递增趋势，而增大干密度能有效削弱外界水对风化土的劣化作用；建立的风化土路基填料湿化变形规律经验公式，与试验结果吻合较好。     

广西崇上路击实膨胀土的变形特性试验研究

通过室内大量膨胀土试验,对广西崇(左)上(思)二级公路3种膨胀土击实土样的变形特性进行了研究.试验结果表明: 膨胀土的起始含水量和起始干密度对其变形的影响是主要的外部因素;根据膨胀量试验、膨胀力试验和收缩试验的试验数据,得到了膨胀量、膨胀力和收缩量与起始含水量和起始干密度的相关关系.同时, 研究了干湿循环对击实膨胀土膨胀特性的影响.研究结果为膨胀土的路基设计和路基处理等膨胀土问题提供了重要的依据.     

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.