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.      

晋南非饱和土土水特征曲线研究

土水特征曲线对于研究非饱和土的水力与力学特性有着重要作用,采用晋南某Q3黄土进行非饱和固结试验,测试土体基质吸力随含水率及荷载的变化规律,试验结果表明:对于原状黄土及重塑黄土,随着竖向荷载的增大,土体更加密实均匀,虹吸现象更显著,基质吸力略微增大;原状黄土与重塑黄土基质吸力增量并不会随着荷载的增大而呈无限增大,而是存在...     

黄土高路堤三维固结数值解法

针对黄土的结构性、欠压密性、非饱和性与各向异性特点,将黄土视为非饱和土,基于非饱和土力学理论,建立了相应的三维固结方程组,利用有限元法,分析了黄土的固结变形特征。分析发现黄土高路堤经压实后,其垂直位移最大值发生在路堤中部,呈抛物线趋势;位移在路堤坡脚处最小,路堤变形趋势在上部呈向内、向下移动的趋势,即呈现“凹盆”,在1/3~2/3路堤高处呈向外“挤出”趋势;对于非饱和黄土,在瞬时加载后,其表层沉降变形可分为瞬时沉降和土体固结沉降,前者为主要变形。结果表明建立的非饱和黄土三维固结方程能很好地模拟与分析黄土路堤的固结变形,具有较好的应用前景。     

排水固结法施工质量控制要点

排水固结法是基于土的固结原理而发展起来的一种软土地基处理方法,这种方法适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基,由排水系统和加压系统两部分共同组合而成。根据固结理论,饱和软黏土地基在荷载作用下,孔隙水压力升高,随着孔隙水压力消散,孔隙中的水被慢慢排出,孔隙体积慢慢地减小,地基发生固结变形,同时,有效应力逐渐提高,地基土的强     

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。     

软基固结沉降规律理论研究

为研究软基路堤在固结过程中的节点位移、单元应力~应变和超孔隙压力变化规律,采用二维比奥固结理论,分三级加载。结果表明软土固结主要是由于受荷使土体中产生超孔隙压力,超孔隙压力使软基中的水体不断向低压力的区域渗透而排出地基,因此,软基路堤沉降变形与超孔隙压力的分布和消散方式密切相关。     

超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究

利用合肥地铁站基坑黏土进行了5种超固结比(OCR)下的原状和重塑饱和土快剪试验,分析了原状土和重塑土在不同OCR下的剪切性状、抗剪强度及强度指标黏聚力(c)和内摩擦角(φ)的变化规律。结果显示:不同OCR原状土多为应变硬化性状,重塑土超固结时多为应变软化、欠固结多呈应变硬化性状;同竖向应力时,重塑土峰值抗剪强度随OCR增加而增大;同OCR时,重塑土峰值抗剪强度随竖向应力增大而增大;同前期固结应力(p_c)和OCR时,原状土峰值抗剪强度较重塑土大;重塑土按同OCR求抗剪强度指标时,OCR增大c减小、φ增大;重塑土按同pc求抗剪强度指标时,p_c增加c先增大后减小、φ增大;原状土抗剪强度破坏曲线在p_c值处呈明显向下弯折性状。     

重塑黄土邓肯-张模型参数初步研究

我国黄土分布广泛,许多建设工程位于黄土分布区内,为配合实际工作的需要,研究黄土的工程力学特性,从工地现场取回扰动土样,进行了重塑黄土的室内三轴试验,并用邓肯张模型分析了实验结果,获得了重塑黄土的邓肯-张模型参数.所得参数可作为黄土地区工程设计、计算的参考值.     

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.     

塑料排水板加固软基三维BIOT固结分析探讨

针对砂井加固地基沉降计算中常常将荷载假定是一次瞬时施加的缺陷，结合塑料排水板在某高速公路中的应用，采用基于分级加载的三维Biot固结有限单元法来分析路堤的沉降变形过程。计算模拟结果表明，有限元法能较好地反映软弱地基沉降变形随着孔隙水压消散的变化的过程和规律。