有机质污染下红黏土物理力学特性变化规律分析

桂林地区分布的红黏土,具有高液塑限、高含水率和较高承载力等特点。通过有机质影响红黏土的作用机理进行分析,采用室内试验的手段和单因子的试验方法,改变有机质的掺量和含水率,来研究有机质红黏土的物理力学性质指标的变化规律。结果表明:随着有机质含量的增加,试样的液限、塑限、塑性指数呈现出一定的增长规律。随着有机质含量的增加,在一定范围内,试样的抗剪强度不断减少而压缩性不断的增加。随着含水率的增加,试样的抗剪强度不断减少而压缩性不断的增加。     

含水率差异对膨胀性红黏土隧道施工力学行为的影响

膨胀性红黏土因其特殊的水敏性,使得自身遇水膨胀,是造成隧道围岩失稳的重要原因。 为建立含水率与膨胀率的关系,从 而明确含水率变化对大断面膨胀性红黏土隧道及支护结构受力变形的影响,以银西高铁庆阳膨胀性红黏土隧道为研究背景,通过 现场监测确定围岩含水率波动范围;结合室内试验建立含水率与膨胀性和抗剪强度的对应关系;将土体含水率变化条件下的膨胀 关系同材料受热膨胀特性进行联系,利用ABAQUS内置的温度应力场模拟湿度应力场,分析不同含水率作用下隧道围岩压力、衬砌 结构内力与变形量值的重分布规律。 结果表明: 开挖后不同含水率最终趋于饱和时,随着初始含水率的降低,围岩及支护结构受 力增大,仰拱与拱脚处相对位移提高,拱顶、拱腰与边墙处相对位移降低,整体安全系数逐渐降低;对开挖后洞周平均含水率20.7% 而言,最终趋于饱和时围岩压力安全系数为2.2,衬砌安全系数为1.1,围岩相对位移为0.97%;相比于围岩压力和衬砌结构受力, 含水率变化对洞周围岩变形影响最大;基于特殊地质情况,建议将隧道预留变形量提至150~180 mm。     

基于球形硅微粉的新型透明黏土基本力学特性试验

透明土试验技术是近年来发展起来的一种新的变形可视化技术,包括透明土的制备和图像捕捉与处理方法等.通过此技术可以对透明土体内部的变形和渗流过程进行观测以实现土的三维变形、强度和渗流等问题的可视化研究.目前应用最多的透明土有2种:第1种是以熔融石英砂为土骨架,正十二烷和15#白油的混合溶液配制透明砂土,第2种是利用无定型硅...     

碱液对桂林红黏土物理力学性质的影响研究

红黏土属于特殊性土,由于其特殊的成因过程和成因环境,工程性质与黏土有很大的区别。选取桂林雁山区红黏土,以氢氧化钠作为碱类污染物,通过相对密度试验、界限含水率试验、直剪试验、压缩试验,研究红黏土受到不同浓度氢氧化钠溶液污染后,对物理力学特性的影响。结果表明:受污染红黏土,随碱浓度的增加,其比重增大,液限、塑限均增大,抗剪强度减小,压缩系数增大,压缩模量减小。     

含水率和法向循环荷载对残积土剪切特性的影响

为了研究花岗岩残积土的静、动力剪切特性,利用大型直剪仪进行了一系列法向恒荷载和法向循环荷载作用下的直剪试验,采用了不同的含水率(13%、17%、21%、25%)、振幅(5、10、20、30 kPa)、法向加载频率(0.5、1、2 Hz)和初始法向应力(50、75、100 kPa),研究了残积土的剪应力、体积变形、强度参数和微观结构的变化规律。试验结果表明：在单调直剪和法向循环荷载作用下的直剪试验中,随着含水率的升高,土体由剪切软化变为剪切硬化,黏聚力先增大后减小,内摩擦角逐渐减小;在法向循环荷载作用下的直剪试验中,土体上、下剪切强度均随着含水率的升高先增大后减小,当含水率为17%时达到最大。相比于单调直剪试验,法向循环应力削弱了土体剪切强度,且含水率越低,强度比越小,法向循环应力对土体强度的不利影响越大;剪应力和法向位移随法向应力发生周期性波动,且剪应力和法向应力间存在相位差;土体剪切强度和法向位移随着振幅的增加先增大后减小,且振幅越大,剪应力幅值越大;法向加载频率越高,土体剪切强度越小,体积剪缩量越大。     

活性MgO改性红黏土试验研究

通过室内击实试验和固结不排水(CU)剪切试验,研究了不同掺量活性MgO改性红黏土的击实特性和抗剪强度变化。试验结果表明:红黏土的最大干密度随活性MgO掺量的增加而减小,最优含水率随活性MgO掺量的增加而增加;在相同压实度下,活性MgO可明显提高红黏土的抗剪强度;剪切时活性MgO改性红黏土抗剪强度峰值更明显,孔隙水压力越大,土体有效和总黏聚力随活性MgO掺量的增加先增加后减小,有效和总内摩擦角随活性MgO掺量的增加而增加,试验中活性MgO最优掺量为5%。     

黏土质砾强度特性与影响因素研究

通过对黏土质砾土样进行室内物理力学试验,研究了黏土质砾抗剪强度和承载强度的主要影响因素。研究表明,细粒土含量、含水率对黏土质砾土样的黏聚力、内摩擦角和加州承载比CBR强度有显著影响。含水率研究范围覆盖最佳含水率和天然含水率。随着细粒土含量增多,黏聚力逐渐增大,而内摩擦角逐渐减小;随含水率增大,黏聚力和内摩擦角均减小,细粒含量增多对黏聚力下降明显,而对内摩擦角影响较小;细粒土含量越多,CBR越小;当含水率超过最大CBR含水率时,击实功效果随含水率增大逐渐减弱,细粒土含量越多,不同击实功之间差异性越小。建立了黏聚力、内摩擦角及CBR同含水率和细粒土含量的关系,提出的经验公式可为现场填料的强度预估提供理论依据。     

红黏土研究现状综述

对红黏土成因、微观结构、矿物成分、物理力学特性、影响因素及改良措施等方面作综合论述,为后续研究发展提供参考。     

红黏土重塑结构的抗剪强度影响因素试验研究

为探究基于红黏土重塑结构的强度特征及其影响因素,通过现场采集和室内筛分设置4种材料级配,在不同的级配结构、含水率和竖向荷载条件下,采用直剪仪对重塑样品进行剪切强度测试。基于测试结果研究各因素影响下的重塑体结构强度,并进行显著性分析,探讨各因素对重塑结构强度的影响程度。     

微生物诱导产物改良红黏土的影响因素试验研究

采用微生物菌种巴氏芽孢杆菌和铁细菌,通过将微生物活化、培养,进行两种菌种的微生物生长曲线研究,分别探究改良红黏土的效果,得到其进入稳定增长期的时间。再将微生物培养至稳定增长期加入土体,通过K₀固结不排水剪切三轴试验的抗剪强度峰值对比,研究在不同菌液与胶结液配比、土体不同养护温度、养护天数3种因素对土体改良的效果,得到在菌液与胶结液为1∶1、养护温度为30℃、养护5天为最优,并且巴氏芽孢杆菌对红黏土的改良效果优于铁细菌。     

云南蒙自红黏土的强度和压实特性研究

云南省境内分布着大量的红黏土,这些具有特殊性质的高液限土,需进行试验研究,才能确定是否能用作高速公路工程的路基填料。通过现场取样的详细室内试验,对云南蒙自红黏土的含水率、压实度与CBR、密实度、膨胀量、回弹模量的关系进行分析。结果表明:云南蒙自红黏土在含水率22.5%~24.5%之间,能满足《公路路基设计规范》(JTGD30—2004)规定的最小强度、压实度和水稳性要求。     

水泥或石灰改良红黏土的力学强度特性试验研究

采用水泥或石灰对江西省某高速公路红黏土进行改良,并采用击实试验、承载比（CBR）试验和无侧限抗压强度试验,研究改良红黏土的击实特性和力学强度特性。结果表明:水泥或石灰的掺量越高,改良红黏土的最大干密度和最优含水率均增大;水泥用量为10%～15%或石灰用量为5%～10%时,改良红黏土的CBR、无侧限抗压强度和回弹模量较大;尽管干湿循环对改良红黏土的强度不利,但水泥或石灰用量越高,干湿循环后的CBR和无侧限抗压强度越大。建议改良红黏土的水泥用量范围为10%～15%、石灰用量范围5%～10%。     

干湿循环下重塑砂质粉黏土强度及变形特性研究

砂质粉黏土是一种广泛存在于富水区域的土,容易受到地下水位的升降和季节变换的影响。为得到满足工程需要的设计参数,了解合肥南淝河附近轨道交通东门换乘站工程的砂质粉黏土在干湿循环下的强度变形特征,基于室内直剪试验,获得了砂质粉黏土经历干湿循环后的抗剪强度指标及其变形情况。试验结果表明:重塑砂质粉黏土在经历干湿循环后,抗剪强度先增大后减小,发生了衰减,最终趋于稳定,且稳定值小于初始值;剪切破坏滑动面由较为完整变为有明显的裂缝而丧失完整性。从机制上分析了剪切强度变化的原因,认为重塑土的损伤变量在干湿循环时开始了演化,导致土体发生强度衰减。     

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...     

轮胎高速力学特性影响因素研究

为分析轮胎高速力学特性的影响因素,对不同状态(稳态、准稳态、瞬态)、不同试验条件(气压、载荷、滚动速度、加载速率、加载方式)下轮胎的力学特性进行了试验研究,并研究了不同磨耗条件下轮胎力学特性的变化情况,结果表明:准稳态试验方法合理可行;在准稳态试验过程中,应严格控制试验条件;胎面磨损对侧偏刚度和回正刚度影响较大。     

离子土壤固化剂固化红黏土强度特性

为研究液态离子型土壤固化剂加固红黏土的强度特性，采用美国Road Bond公司生产的液态离子型土壤固化剂对浙江金华地区的红黏土进行加固。在试验确定的最佳离子土壤固化剂掺量0.014%条件下，通过在试样土中加入不同掺量水泥、石灰，成型2种不同压实度（96%、98%）试件，分别进行固化土混合料的抗压回弹模量、抗压强度、劈裂强度和冻融强度试验，分析离子土壤固化剂加固红黏土的强度变化规律，并铺筑试验路进行验证。研究结果表明：红黏土中加入离子土壤固化剂后，其塑性指数有所降低，形成更为密实结构，固化剂、水泥或石灰的掺入都能增加混合料的抗压回弹模量，且在其他条件相同的情况下，掺入石灰对抗压回弹模量的增强效果优于水泥；各配合比混合料的7 d无侧限抗压强度受压实度影响较为显著，98%压实度固化效果优于96%压实度，固化剂、水泥、石灰的掺入均可较好提升试件的劈裂强度，随着水泥掺量的增加，其冻融抗压强度损失BDR也随之提高，其抗冻性能越好。结合现场试验路的情况，建议在实际工程中严格控制其压实度。     

贵阳地基红黏土的Singh-Mitchell蠕变模型研究

为了准确地了解贵阳地基红黏土的蠕变特性,以贵州铝厂分级过滤车间地基红黏土为研究对象,采用分级加载法进行了室内三轴固结排水蠕变试验,获得该地基红黏土蠕变试验数据和曲线,并通过采用Singh-Mitchell应力-应变-时间经验蠕变方程,结合所得到的试验数据,分析得出了贵阳地基红黏土在不同应力条件下的蠕变形式。该方程参数少,能够较好地拟合试验曲线及更好地描述贵阳地基红黏土的蠕变特性。     

温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响

为了明确因冻结温度和结晶差异造成的温度对盐渍土抗剪强度和变形特性的影响,以高含盐量和不同盐分类型的盐渍土为研究对象开展试验研究。首先,选用青藏高原察尔汗-格尔木高速公路沿线采集的含盐量为10%~36%的氯盐含量高、硫酸盐含量低的盐渍土土样（HC-1,HC-2）和硫酸盐含量较高而氯盐含量较低的盐渍土土样（CS）3种高含盐量盐渍土作为试验土样,对3种土样进行冻结温度试验,验证其降温至-20℃时,土体不会发生冻结。其次,在5个不同控制温度（-20℃、-10℃、0℃、10℃和20℃）下,分别进行盐渍土直剪试验以得出温度与抗剪强度参数关系函数。最后,分析温度对抗剪强度和弹性模量的影响,同时,利用数值拟合建立考虑温度影响下的盐渍土抗剪强度和切线弹性模量公式。研究结果表明：当温度由20℃降低至-10℃,3种盐渍土的抗剪强度和初始切线弹性模量均增大后趋于峰值,而随温度继续降低至-20℃后,HC-1和HC-2土样指标呈下降趋势,CS土样各参数结果却趋于稳定;不同含盐类型的盐渍土,温度对其破坏比R_f的影响也不同;在温度由20℃降至-20℃的过程中,HC土样的R_f在-10℃出现峰值,且在较低荷载（100 kPa）下,呈现出先增大后减小的特点,在较高荷载（200,300,400 kPa）下呈现出先增大后趋缓的特点;CS土样的R_f在20℃~10℃、10℃~-10℃和-10℃~-20℃降温段呈现出先增大中趋缓后减小的分段式变化特点。     

水入渗前后重塑红黏土抗剪强度特性研究

基于不固结不排水三轴压缩试验,探究蒸馏水入渗前后不同干密度重塑红黏土的应力-应变关系以及抗剪强度变化,并结合电镜扫描试验和X射线荧光分析试验从微观结构及矿物成分变化角度来分析水入渗对不同干密度重塑红黏土抗剪强度的影响机理。研究结果表明:重塑红黏土应力-应变关系随干密度的增大由应变硬化型逐渐变为应变软化型,水入渗后重塑红黏土达到破坏点时的轴向应变较大;黏聚力随干密度的增大呈指数变化,内摩擦角随干密度增加呈线性变化;水入渗前后土样抗剪强度变化说明水入渗对高干密度重塑红黏土的影响较为明显,微观结构和矿物元素成分变化则说明高干密度可有效保持土样内部结构和减少矿物元素成分的流失。     

基于荧光示踪法的含裂隙带红黏土边坡渗流特性研究

为准确高效地分析含裂隙带红黏土边坡在降雨条件下渗流特性,基于荧光示踪法和数字图像处理技术,开展降雨条件下不同裂隙带参数红黏土边坡室内模型试验,实时拍摄降雨过程中含裂隙带红黏土边坡模型水分渗流路径荧光图像,通过识别含荧光强度图像,分析边坡模型中坡表湿润锋、暂态饱和区及体积含水率的变化规律。研究结果表明：随着降雨历时增长,对比有无裂隙带边坡,湿润锋深度的变化随裂隙带深度和位置等裂隙带参数的不同呈不同的发展趋势,且裂隙带深度和位置的变化对湿润锋深度影响最大;降雨过程中,湿润锋深度与裂隙带深度呈正相关,而含水率变化幅度与裂隙带深度基本呈现负相关;裂隙带参数对暂态饱和区面积形成的影响程度由大至小依次为深度、位置、角度;暂态饱和区主要出现在裂隙底端及边坡表层,裂隙带深度越小,两处的暂态饱和区越容易连通;裂隙带深度增大时,雨水可沿裂隙直接渗入边坡深处,并在裂隙底端形成大面积暂态饱和区,饱和区内基质吸力减小使土体抗剪强度降低,体积含水率增加使得土体重度增加进而引起下滑力增大,将对红黏土边坡稳定性造成不利影响。