直接快剪条件下黏土抗剪强度影响因素探讨

为了了解孔隙比、含砂率对长沙市岳麓地区黏土抗剪强度的影响,对不同孔隙比和含砂率的12组土样进行一系列直接快剪试验,得出相关试验结果。并应用最小二乘法对试验数据进行拟合,得出黏聚力、内摩擦角与孔隙比、含砂率2种因素的相关方程。在试验结果的基础上,对孔隙比、含砂率影响机理进行分析和讨论。研究结果表明:随着密实度增大,即当孔隙比减小时,黏聚力增强,内摩擦角增大;随着含砂量增大,黏聚力减小,内摩擦角减小。     

水泥砂浆桩无侧限抗压强度影响因素正交试验研究

通过正交试验方法,研究掺砂量、砂的细度模数、水泥掺入比和土样含水率等因素对水泥砂浆桩无侧限抗压强度的影响,分析各因素的敏感性及各水平的效应。试验结果表明,水泥掺入比敏感性最大,其次是含水率,较小的是砂的细度模数和掺砂量。水泥砂浆桩无侧限抗压强度随着水泥掺入比的增大而增大,随着含水率增大而减小,掺砂量存在一个最优值。     

砂率对干硬性混凝土性能的影响

研究了砂率对干硬性混凝土力学性能及耐久性能的影响,对不同砂率的干硬性混凝土试件进行力学试验、快速冻融试验、毛细吸水试验,测定不同砂率下干硬性混凝土试件的抗压强度、相对动弹模量、质量损失和毛细吸水特性。试验结果表明:随着砂率的增大,干硬性混凝土抗压强度和相对动弹模量先升高后降低;质量损失和单位面积吸水量均随着砂率的增加而减小。综合评定,砂率45%时干硬性混凝土力学性能和耐久性能指标最优。     

软土电动化学注浆加固技术室内试验研究

以滨绥(哈尔滨—绥芬河)铁路一段地基中软土为试验对象,开展电动化学注浆加固试验,研究试验过程中土体中的电流、排水量和能耗,探讨CaCl2溶液对土体的改性加固效果。试验结果表明:黏土的排水量受土体含水率和电流的影响,随着土体的胶结范围不断扩大,电流不断减小,排水速率不断降低; CaCl2溶液中的Ca2+在电势梯度的作用下发生胶化作用,从而加固阴极区域的土体;电动化学注浆能够以较小的能耗有效提升土体的承载力。     

电渗联合真空预压技术处理高速铁路软土地基

研究目的:本文以川南城际铁路IDK 87+180～IDK 87+220段软土地基工程为依托,总结采用导电插塑板电渗联合真空预压快速固结处理技术的设计与施工的效果。本研究将电渗法与真空预压法有机结合,以实现软土地基的快速排水固结,形成新型电渗联合真空预压加固技术。研究结论:(1)电渗联合真空预压法可以用来处理渗透系数低的软土地基;(2)电渗联合真空预压法实现软土的快速脱水。在建设周期较短的情况下,可通过调整分层数量、电极板间距、通电电压、通电周期等因素进一步缩短处理时间;(3)电渗联合真空预压法可实现软土的快速沉降,一般在30余天内完成施工,加固软土的各项指标都获得了较大程度的提高;(4)电渗联合真空预压法首次在高速铁路地基相关工程加固中获得了成功应用,具有显著的社会与经济及环保效益,可在铁路、道路相关工程中推广应用。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响北大核心

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明：砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

砂率对固定当量粉体体积机制砂自密实混凝土工作性能的影响

采取当量粉体体积法设计机制砂自密实混凝土试验配合比,首先通过砂浆稠度试验确定各粉体的当量系数并试配出合理的当量粉体体积,然后在固定当量粉体体积的条件下,研究砂率变化对自密实混凝土工作性能的影响。通过坍落扩展度试验、J环试验和L型仪试验测试机制砂自密实混凝土拌合物的填充性、间隙通过性和稳定性等工作性能。试验结果表明:砂率在47%~59%时,机制砂自密实混凝土拌合物的自密实性总体上随砂率增加先增强后减弱;砂率在53%~56%时存在最优砂率,使得固定当量粉体体积的机制砂自密实混凝土的自密实性最佳。     

石太客专路基冻胀融沉特性试验与冻害控制措施

为减少路基冻胀和融沉对石太客专的影响，对石太客专路基砂卵石地层冻胀融沉特性开展试验研究。试样取自石太客专路基，测定试样在不同干密度（1.91 g/cm3,2.05 g/cm3,2.15 g/cm3）条件下，饱水砂卵石在开放系统和封闭系统条件下的温度场、冻胀量和融沉量。试验结果表明，砂卵石土冻胀力、冻胀量和融沉量随干密度的增大而减小，冻胀融沉后的砂卵石试样不会回到初始状态；封闭系统中砂卵石试样冻结达到稳态的时间大于开放系统，干密度愈小，砂卵石试样冻结达到稳定的时间愈长。根据石太客专路基砂卵石地层冻胀和融沉特性，采取疏通排水、注盐、增加外保温层、路基注入高分子材料等预防措施，保障石太客专的安全运营。     

初始条件对砂含水率测试精度的影响

采用微波法含水率测定仪在传感器安装角度10°～90°,砂含泥量0. 5%～3. 5%,细度模数2. 2～3. 2以及松散堆积和紧密堆积2种堆积状态下测试了砂的含水率。结果表明:微波法含水率测定仪传感器的安装角度介于30°～60°时测量值相对集中,误差偏小,测试精度高,最佳安装角度为40°～50°;含泥量波动对含水率测试精度影响较小,测试结果均未超出0. 3%的误差限值;砂细度模数在2. 4～2. 8波动对测试精度的影响基本可以忽略,太细或者太粗的砂则难以保证含水率的测试精度;初始含水率越高,砂的堆积状态对测试精度的影响越大。因此,微波法含水率测定仪使用前应选择与现场堆积状态相一致的砂料进行基线校准。     

预崩解炭质泥岩路堤填料工程性能试验研究

预崩解炭质泥岩作为路堤填料已在我国西南地区路堤工程中广泛应用,通过室内试验系统分析压实度、含水率以及酸碱环境对预崩解炭质泥岩路用性能、力学性能及渗透特性的影响,并结合娄底龙琅高速对其应用情况进行研究。研究结果表明:预崩解炭质泥岩的回弹模量、CBR值、抗压强度随压实度的增大呈线性增长,随含水率的增大呈现先增大后减小的波动趋势;CBR值和抗压强度随pH值的增大呈负相关变化,而回弹模量则随pH值的增大呈正相关变化;预崩解炭质泥岩渗透系数随压实度的增大逐渐减小,随含水率的增加逐渐增加,pH值的增大均可使渗透系数增大,其中压实度对预崩解炭质泥岩的渗透系数影响最大;随含水率的增加,预崩解炭质泥岩微观结构由粒状转变为片状,酸性环境下试样片状结构的厚度较碱性环境薄,碱性环境下试样微观结构呈块状且粉末状成分增多。     

冻融循环对粉质黏土工程特性的影响

冻胀与融沉作用可改变岩土体的结构和构造,进而影响岩土体的物理力学性质。本文选取锦州粉质黏土为研究对象,对其进行有水源补给的多次冻融循环试验,对冻融前后的土样分别进行位移、含水率、密度和抗剪强度测试。试验结果表明:锦州粉质黏土经过多次冻融循环后,土的体积有所增加,随着冻融次数的增加,冻胀量和融沉量先增大后减小;土体中含水率在前面2次冻融循环过程中上升较快,经历3次冻融循环后基本稳定;土体的密度则有所降低,由1.833 g/cm3降低至1.730 g/cm3;土体黏聚力显著降低,内摩擦角先增大后减小,经过7次冻融循环后,内摩擦角与冻融前相当。     

基于流固耦合的海底隧道注浆圈渗流场影响分析

将存在裂隙的岩体视为等效连续介质,建立海底隧道稳定渗流分析计算模型,并对渗流场相关特性进行探讨;结合青岛胶州湾海底隧道工程计算注浆圈对渗流场影响.结果表明:海底隧道防排水应采取“以堵为主,限量排放”的原则;注浆圈堵水效果与其厚度相关,且注浆圈厚度与其渗透系数成正比.但当围岩渗透系数与注浆加固圈渗透系数之比大于100,且注浆圈厚度不小于10 m时,注浆圈渗透系数、注浆圈厚度对隧道涌水量均影响不大;隧道涌水量和控制排水量之差越大,衬砌外水压力越大;为减少涌水量,可以采用注浆圈封堵地下水渗流通道,衬砌外水压力将显著降低.当处于自由排水阶段时,衬砌不承担水压力,隧道涌水量与控制排水量相等.     

荷载条件下原状膨胀土浸水膨胀变形试验研究

以兰新铁路第二双线一处典型原状膨胀土为研究对象,进行厚度为2 cm的原状膨胀土在不同荷载条件下的分级浸水膨胀变形试验,以研究含水率和上覆荷载对原状膨胀土膨胀量的影响。试验结果表明:原状膨胀土的膨胀时程曲线呈阶梯型增长,且在某一含水率下的膨胀量随时间变化呈现出直线剧烈膨胀阶段、外凸弧线减速阶段和直线缓慢膨胀阶段;上覆荷载对膨胀量起抑制作用,上覆荷载越大,膨胀土的膨胀量越小,上覆荷载越小,膨胀土的膨胀量越大,且膨胀土最终达到膨胀稳定时的饱和含水率随上覆荷载的增大在逐渐减小;在上覆荷载一定的情况下,含水率和原状膨胀土的膨胀量呈良好的对数关系,再依据不同上覆荷载对公式参数进行拟合,建立了含水率和上覆荷载耦合作用下原状膨胀土膨胀量计算模型,模型计算结果与实测数据吻合较好。     

石粉含量对机制砂颗粒形貌参数的影响

以圆形度、流动时间、间隙率、胶砂流动度为评价指标,研究石粉含量对机制砂颗粒形貌参数的影响,分析机制砂颗粒形貌不同评价参数间的相关性。结果表明:在试验测定范围内,随石粉含量的增加,机制砂圆形度、间隙率减小,流动时间增大,胶砂流动度先增大后减小。圆形度和流动时间有很好的相关性,流动时间和间隙率相关性较差。     

水泥土渗透性及强度与冻胀性关系研究北大核心

为了揭示土中掺入水泥对冻胀特性的影响,本文对南京地区典型黏土和砂土掺入不同比例的水泥进行冻胀试验、变水头渗透试验和直接剪切试验。试验结果表明:水泥的掺入改变了土的力学性能,两种土质水泥土渗透系数均随水泥掺量的增加明显减小,内摩擦角和黏聚力均随水泥掺量增大而增大;冻胀率均随渗透系数减小而减小,随水泥土黏聚力和内摩擦角增大而减小;水泥的掺入可堵塞水分迁移的通道,从内部减弱水分迁移的动力,而且掺入水泥后改变了土体级配,增大土体强度,使土颗粒间结合力和抵抗土颗粒骨架变形能力增强,从而使最终冻胀率减小。     

高速铁路微膨胀泥岩破碎土非饱和渗透特性研究

非饱和渗透系数是非饱和膨胀泥岩土体渗流分析及水-力耦合研究的基础,对工程建设和工程病害预防具有重要意义。以新疆哈密地区微膨胀泥岩破碎土为例,制备4种不同初始干密度重塑土样,采用压力板法和滤纸法试验测量其土-水特征曲线,采用变水头试验测量土样饱和渗透系数;通过自主研制的土柱渗流试验装置进行恒定体积条件下一维土柱入渗试验,探究湿润锋前进法和瞬态剖面法的适用性,以获得不同初始干密度土体的非饱和渗透性曲线,并结合试验值对Childs和Collis-Geroge (CCG)渗透系数预测模型进行修正。结果表明：新疆哈密微膨胀泥岩破碎土的基质吸力范围为1～10⁵ kPa,渗透系数范围为10^-9～10^-4 cm·s^-1;试验土样初始干密度越大,大孔隙占比越小,阻渗作用越明显;CCG渗透系数预测模型可较好地反映土体渗透性曲线发展趋势,但在量值上随吸力的增加逐渐“远离”土体实测渗透性曲线;修正后的CCG渗透系数预测模型可反映不同初始干密度下土体渗透性曲线的发展规律。     

填料性质对砂土填充沟隔振效果的影响试验研究

为了研究砂土填充沟对高速列车产生的振动波能的隔振效果,通过室内砂土填充沟隔振模型试验,分析了砂土粒径、含水率及密度对砂土填充沟隔振效果的影响。结果表明:在本文试验条件下,在近场主动隔振中砂土填充沟具有明显的隔振效果,降振幅度最大达80.20%;对于中低频振动,填充沟边缘处的隔振效果极为显著,距沟边缘越远隔振效果越弱;填充砂粒径的变化对隔振效果的影响并不显著;填料不宜选用级配优良的砂土;对于中低频振动砂土含水率越大隔振效果越明显,而高频振动不受砂土含水率的影响;填充砂密度与周围土体密度差的越大,砂土填充沟隔振效果越显著。     

水泥土渗透性及强度与冻胀性关系研究

为了揭示土中掺入水泥对冻胀特性的影响,本文对南京地区典型黏土和砂土掺入不同比例的水泥进行冻胀试验、变水头渗透试验和直接剪切试验.试验结果表明:水泥的掺入改变了土的力学性能,两种土质水泥土渗透系数均随水泥掺量的增加明显减小,内摩擦角和黏聚力均随水泥掺量增大而增大;冻胀率均随渗透系数减小而减小,随水泥土黏聚力和内摩擦角增大而减小;水泥的掺入可堵塞水分迁移的通道,从内部减弱水分迁移的动力,而且掺入水泥后改变了土体级配,增大土体强度,使土颗粒间结合力和抵抗土颗粒骨架变形能力增强,从而使最终冻胀率减小.     

单向冻结条件下饱水砂卵石冻胀融沉特性试验研究

以北京典型饱水卵石7#地层为研究对象,利用恒温恒压冻胀融沉仪,研究不同干密度饱水砂卵石在开放系统和封闭系统条件下的冻胀率、融沉系数、冻胀力及水分迁移量。试验结果表明:①饱水砂卵石的冻胀率和融沉系数均小于1%,远小于黏土、粉土的冻胀率和融沉系数,且随干密度的增大而减小;②封闭系统砂卵石冻胀率(力)和融沉系数大于开放系统;③饱水砂卵石冻胀过程是排水过程,排水量占土颗粒质量比例不超过1%;④无论是开放系统还是封闭系统,砂卵石经冻胀融沉后,总有一定的变形残余量。研究成果为冻结法在北京深层地下空间应用提供理论依据和参考。     

不同pH值下水泥土力学与渗透特性试验研究

为了更加全面地研究水泥土处于不同酸碱环境时的力学与渗透特性,针对湖南地区特有的红黏土,综合考虑含水率、水灰比和水泥掺入量等因素的影响,并基于正交设计方法进行一系列试验研究,得到龄期分别为3,7和28 d时水泥土的无侧限抗压强度和渗透系数,掌握了不同酸碱环境及各个试验因素对其影响规律,并利用SPSS软件对它们之间的关系进行拟合。试验结果表明:在不同酸碱环境下,水泥土均可较好地改善红黏土的力学与渗透特性;碱性环境下水泥土的无侧限抗压强度更高、渗透系数更低,酸性环境则呈相反趋势;这3种因素对水泥土无侧限抗压强度和渗透系数影响的主次顺序均是含水率→水泥掺量→水灰比,含水率是最主要的影响因素,随含水率增加试样的强度近似呈线性降低、渗透系数则明显变大;当含水率较低、水灰比较低或水泥掺入量较大时,红黏土的pH值对水泥土渗透特性影响很弱,这些因素发生改变后,水泥土渗透特性的变化规律则各不相同。