高速铁路路基粗颗粒填料最大干密度影响因素试验研究

从室内试验出发,对粗粒土最大干密度的影响因素进行研究。试验结果表明粗颗粒土混合料的最佳含水率一般是在2%~10%之间,粗颗粒土混合料最佳含水量主要依赖于细颗粒含量,粗颗粒土混合料的最大干密度是与粗粒含量、粒径大小等多种因素有关的多元函数,粗颗粒填料的最佳振动时间为18 min。     

浅议粗粒料大型三轴试验的一些问题

粗粒料是由粒径较大的颗粒彼此充填而成的堆积体,一般采用大型三轴试验研究其力学特性。由于颗粒粒径相对较大造成粗粒料大型三轴试验中存在一些问题,如橡皮膜的嵌入问题和缩尺效应问题;此外三轴试验还存在一些共性问题,如端部约束效应、只能模拟轴对称应力状态等。在介绍大型三轴试验原理的基础上,分析了粗粒料大型三轴试验中存在的一些问题,并针对存在的问题提出了一些建议。     

粗粒土的路用性能试验研究

为研究粗粒土的路用性能,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的粗粒土进行系统的击实试验,并对不同粗颗粒质量分数的粗粒土开展无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验,结果表明:粗粒土的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使粗粒土的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定粗粒土的最大干密度,否则会降低压实标准;粗粒土的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量.     

粗粒土的路用性能试验研究

为研究粗粒土的路用性能,采用自行研制的大型击实仪对不同粗颗粒质量分数、级配、击实方法及击实功情况下的粗粒土进行系统的击实试验．并对不同粗颗粒质量分数的粗粒土开展无侧限抗压强度、CBR及回弹模量试验,结果表明：粗粒土的级配在泰勒理想级配范围内,其压实性能最好,且压实过程中,击实功不易太大,否则易使粗粒土的级配退化;在实际工程中,最好选用大型击实法来确定粗粒土的最大干密度,否则会降低压实标准;粗粒土的力学性能较好,且浸水后膨胀量小于一般细粒土的膨胀量。     

三峡泄滩滑坡滑动带土的改进Mesri蠕变模型

为进行滑坡建模和稳定数值分析的需要，进行了三峡泄滩滑坡体滑动带土的三轴排水蠕变试验．在此基础上，给出了排水条件下粘性土的Mesri蠕变模型，即剪应力-应变关系采用双曲线模型、应变-时间关系采用幂函数来描述土体的弹粘塑性；提出了改进Mesri蠕变模型，其应变-时间关系采用分段拟合方法．模型计算曲线与试验数据的比较表明，改进Mesri蠕变模型较Mesri蠕变模型对粘性土蠕变性能的拟合能力得到了显著改善．     

试样尺寸及制样粒径大小对粗粒土三轴试验抗剪强度的影响

三轴试验是确定土的抗剪强度的主要方法,试样尺寸是影响三轴试验结果的重要因素之一.粗粒土的三轴试验需要采用大尺寸的试样进行,相应需要采用大尺寸试验装置及更多的制样用土.与大尺寸三轴试验相比,采用小尺寸三轴压力室,所需的试样较小,制样用土较少,且小尺寸三轴试验过程更快,试验成本更低.但采用小尺寸试样对粗粒土进行三轴试验时,往往得到偏小的抗剪强度参数,导致实际工程设计过于保守而不经济.为了降低试验成本,可以采用小尺寸试样进行试验,通过对试验结果进行修正来获得大尺寸试样试验结果,进而使工程设计具有良好的经济性.针对以上问题,本文对比研究了不良级配砾质砂混合物在采用去粗法前后制样试验所得的抗剪强度,提出了采用不同尺寸试样进行试验时对试验结果进行修正的方法及计算公式.     

饱水状态对浸水马歇尔试验结果的影响

试件的饱水状态对沥青混合料水稳定性检验的试验结果有较大影响.通过改变沥青混合料试件浸水时间和温度,进行浸水马歌尔试验,分析了饱水率随时同和温度的变化规律,评价了饱水率对混合料水稳定性的影响.结果表明:对于不同空隙率的混合料试件,浸水48 h无法保证达到完全饱和状态,普通浸水马歇尔试验难以准确评价混合料的抗水损害能力.提出了以饱和浸水残留稳定度作为沥青混合料水稳定性的评价指标,建议对于空隙率不大于4%的试件可以在60℃条件下浸水48 h后检验其水稳定性;当空隙率大于4%时,应根据实际情况调整浸水时间以保证其达到浸水饱和状态.     

黄河冲积粉土的吸力和强度特性关系

采用GDS非饱和三轴仪对黄河冲积粉土击实土样进行同时控制净室压力和吸力的三轴剪切试验,研究了吸力和土样强度之间的关系．试验结果表明,非饱和与饱和土样均呈现出应变硬化的双曲线形应力．应变关系;非饱和状态下土样的内摩擦角近似等于饱水状态下的有效内摩擦角,同时总黏聚力随吸力增加而线性增大;随着吸力的增大,土样的强度提高,说明吸力对土体具有强化作用;土样临界状态线的斜率是一个与吸力无关的常数,临界状态线在q轴上的截距μ反映了吸力对强度的贡献,对该击实粉土,μ和s呈线性关系．     

山区公路路基填料大型三轴试验研究

通过大型三轴试验,对粗粒料的力学特性进行了研究。结果表明:初始密度相同时应力-应变关系曲线与围压有关,低围压下表现为弱应变软化型,高围压下表现为应变硬化型;低围压下,粗粒料在剪切过程中先剪胀后剪缩,随着围压增大,体变表现为剪缩,但体缩率逐渐减小并趋于稳定;粗粒料在剪切过程中具有表观凝聚力,内摩擦角随围压增大而减小。     

级配和密实度对粗粒土三轴试验影响离散元分析

利用4种级配的颗粒生成了不同的三轴试样,并分别对各试样在相同相对密实度和相同孔隙率下进行了三轴剪切的模拟和分析,同时提出了利用实际土体的相对密实度D_r换算得到模拟时孔隙率的方法。结果表明:PFC~(3D)模拟松填法和振动台法分别求得模拟土体的最大、最小孔隙率,再根据相对密实度D_r换算得到模拟时孔隙率的方法是可行的;相对密实度D_r是影响粗粒土力学行为的重要因素,剪切峰值强度(σ_1-σ_3)和内摩擦角φ与D_r成正相关,颗粒级配不同的试样,处于相同的初始孔隙率时,相对密实度不同,则三轴剪切性状及内摩擦角呈现出显著差异;而颗粒级配不同的试样处于相同的相对密实度时,三轴剪切性状相差不大。     

卵石粗粒土变形模量和剪胀角预测方法研究

针对某级配的砂卵石料,对不同密度试样开展大量的常规三轴固结排水剪切试验,探讨了围压和制样初始密度对粗粒土变形特性和强度特性的影响。研究结果表明:粗粒土变形模量与围压基本呈线性关系。而变形模量随着密度增加或孔隙比降低,以递增的速率增长。通过引入孔隙比方程,建立了不同围压和密度下卵石粗粒土变形模量的预测方法。采用考虑围压和密度影响的剪胀指数,建立了预测卵石粗粒土最大剪胀角的方法。剪胀指数与最大剪胀角具有很好的线性关系。一旦获取土体所受的有效应力和密度,此方法可预测不同围压和密度下卵石粗粒土的变形模量和最大剪胀角。     

冲击荷载作用下饱和粉土变形和强度试验

围海造地是解决土地紧张的有效途径,其中对软弱吹填土地基进行有效加固处理是围海造地的关键．结合强夯法加固饱和粉土地基的工程实例,通过MTS动三轴试验研究强夯冲击荷载作用对饱和粉土的变形和强度特性的影响．通过动三轴试验采用不同的围压、冲击次数和冲击能量对饱和吹填粉土进行动力固结,结合静三轴试验对比分析了不同的冲击荷载作用后试样强度的变化特征．结果表明：冲击次数和冲击能量是影响饱和粉土地基加固效果的重要因素,存在一个最佳的夯击方式,在该方式下强夯的效果最好．     

饱和粘土蠕变特性研究及参数确定

将两种弹-粘弹性模型(Burgers和H-2K模型)的一维蠕变方程,转换成三维状态下的应力-应变-时间关系,分别推导出常应力下两种模型的轴向应变随时间变化的方程.采用分级加载法进行室内长期单轴压缩蠕变试验,结合两种模型三维应力状态的轴向应变表达式,对试验结果进行拟合,得出相应模型的本构参数.试验结果表明:饱和粘土在新增荷载作用下2～3d变形趋于稳定,Burgers模型和H-2K模型均能较好地模拟饱和粘土的衰减蠕变过程;而H-2K模型能更好地模拟土样在常应力作用下的蠕变特性.     

基于室内试验的黄泛区土质力学参数研究

鉴于黄泛区公路路基路面病害多发情况,依托某高速公路,按规程对现场路基填土采样分别进行了颗粒分析试验、界限含水率试验、承载比(CBR)试验和三轴压缩试验,确定了该类土的颗粒级配、界限含水率、CBR值、粘聚力和内摩擦角,并提出了该类土的压实建议,可为黄泛区公路路基的设计与施工提供参考。     

CBR试验作用机理与影响因素探讨

分析了CBR试验作用机理,通过不同压实度与不同浸水时间的CBR试验,得出了路基土的CBR强度和压实度之间的关系,探讨了浸水时间对CBR值的影响。     

粗粒土的最大干密度理论计算方法研究

通过引入细粒料最大干密度的校正系数及粗粒土的密度干涉系数和最佳含水量系数,在室内大型击实试验的基础上建立密度干涉系数及最佳含水量系数与粗颗粒含量之间的双对数关系,从而可得出粗粒土最大干密度和最佳含水量的理论计算公式.其中密度干涉系数与细粒料最大干密度修正系数、粗颗粒含量及粗颗粒干比重有关,最佳含水量系数与粗颗粒含量、细粒料最佳含水量及粗粒土的最佳含水量有关.     

粗粒土的最大干密度理论计算方法研究

通过引入细粒料最大干密度的校正系数及粗粒土的密度干涉系数和最佳含水量系数．在室内大型击实试验的基础上建立密度干涉系数及最佳含水量系数与粗颗粒含量之间的双对数关系．从而可得出粗粒土最大干密度和最佳含水量的理论计算公式,其中密度干涉系数与细粒料最大干密度修正系数、粗颗粒含量及粗颗粒干比重有关．最佳含水量系数与粗颗粒含量、细粒料最佳含水量及粗粒土的最佳含水量有关。     

重塑饱和黄土K_0固结特性研究

基于GDS静三轴仪,对西安重塑饱和黄土进行了不同加载速率的连续加载K0固结试验,研究分析了K0固结过程中加载和孔压消散两个阶段土体的变形特性。试验研究结果表明:饱和重塑黄土的应力—应变关系具有明显的非线性特性,并且均为稳定硬化型;试验过程中侧向土压力系数、孔隙水压力、孔隙比等的变化均与加载速率有关。为研究K0固结过程饱和土的变形特性提供理论指导和依据。     

重塑黄土的湿化变形规律及细观结构演化特性

为了研究填土在三轴浸水过程中的湿化变形规律及其细观结构演化特性,用改进的非饱和土CT-三轴仪对延安新区的重塑Q₂黄土做了3组共17个偏压固结浸水试验. 在三轴浸水过程中对试样的两个断面进行了多次CT扫描,得到了固结和湿化过程中土样的宏观变形以及土样内部细观结构演化的CT图像和相应的CT数据,基于CT数定义了土的结构性参数和结构演化变量. 研究结果表明:干密度、净围压、基质吸力和偏应力均对试样的湿化变形特性有显著影响;提高干密度可有效减小湿化变形量和降低湿剪破坏的风险（干密度1.52、1.69 g/cm3的试样浸水过程中体应变分别为–0.58%～4.66%、–0.58%～2.43%,干密度1.79 g/cm3的试样体应变为0.019%）;湿化过程中试样越来越密实,试样的CT数均增大;浸水初期,试样原有结构发生破坏,CT数变化较剧烈,均能达到总变化量的60%;同时干密度、净围压、基质吸力、偏应力及含水率对土的结构性参数和结构演化变量有显著影响. 研究成果对填土工程的设计具有重要参考价值,为建立非饱和重塑黄土的结构损伤演化方程与结构性模型提供了科学依据.      

粗粒土压实特性的研究

粗粒土一般是指砂卵石、砂砾石、石渣、堆石料、爆破开采的石料等粗颗粒土石料.具有抗剪强度高、压实密度大、沉陷变形小、透水性能强等工程特性,是一类良好的路基填筑材料.因此,研究它的工程特性对于指导工程设计与施工具有重要意义.从以往对粗粒土的研究上看,仅限于粗颗粒含量与密实度、弹性模量、CBR值等关系的研究,缺乏对粗粒土抗剪强度、水稳定性的研究,以及与工程实际的联系.所以本文重点对粗粒土压实密度特性、抗剪强度特性和水稳定性进行研究.