南宁膨胀土剪切蠕变特性及流变模型研究

利用改装的剪应力控制式直剪仪对南宁非饱和膨胀土进行了一系列直剪蠕变试验和加–卸载剪切回弹试验,得到了剪切蠕变曲线和剪切回弹曲线。试验结果表明,膨胀土在同一竖向应力条件下,剪应力和含水率越大其塑性和流变特性越明显;在同一含水率、同一剪应力条件下,竖向应力越小其塑性和流变特性越明显。根据对试验曲线的分析得到了膨胀土的剪切变形是由瞬时弹性变形、瞬时塑性变形,弹性滞后变形,粘塑性变形等组成。提出了膨胀土剪切蠕变的九元件模型,并通过拟合确定了相应的剪切蠕变方程和流变参数.研究结果为膨胀土流变问题的进一步研究提供可靠理论依据。     

非标准试验条件下水泥改良膨胀土抗剪指标影响研究

膨胀土具有明显的吸水膨胀和失水收缩特性,常会造成公路工程建筑物基础的倾斜、变形、边坡的失稳坍塌以及开裂等等一系列工程危害,目前很多公路工程中都会遇到膨胀土问题,对于大面积的膨胀土需采用改良方法改良其不良特性。文章以水泥为改良材料,在标准条件下土工直剪试验的基础上,通过改变试验条件,重点研究在非标准条件下改良后的膨胀土抗剪强度指标的变化规律。研究发现:掺入水泥能显著提高膨胀土的粘聚力和内摩擦角,随着水泥掺量的递增,粘聚力有很大幅度的提高,但内摩擦角增幅不大。剪切速率越小,土体粘聚力越小,内摩擦角越大;剪切速率越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。上覆荷载越小,土体的粘聚力越小,内摩擦角越大;上覆荷载越大,土体粘聚力越大,内摩擦角越小。掌握这一规律后可根据工程中土体实际情况并结合具体工程要求,确定最佳的水泥掺量以及在最不利条件下测出土体的抗剪强度指标,为工程的设计和施工提供更可靠的安全参数。     

控制吸力下低应力条件的合肥膨胀土抗剪强度试验

膨胀土边坡在变饱和条件下可能发生浅层滑塌失稳。为了研究非饱和膨胀土在低应力条件下的强度特性,采用非饱和三轴仪设置多组不同基质吸力和应力条件,进行合肥膨胀土的三轴剪切试验,对试验数据进行分析。试验结果表明：当膨胀土所受净围压应力不断降低时,其应力-应变曲线会由应变硬化向应变软化过渡;非饱和膨胀土强度随基质吸力增大而增大;浅层膨胀土的抗剪强度会呈现明显降低,具有非线性特点;非饱和膨胀土的黏聚力对抗剪强度影响显著,低应力条件下黏聚力会显著降低,内摩擦角明显增大;净围压应力对低应力段土体强度影响明显,而基质吸力对低应力段土体强度影响较弱。     

南宁非饱和膨胀土蠕变特性试验研究

通过压缩蠕变试验与改装的剪应力控制式剪切蠕变试验对南宁非饱和膨胀土进行了系列室内试验研究,探讨了非饱和膨胀土的非线性流变特性。试验结果表明：土体具有明显的非线性流变特性。同时,通过对蠕变曲线的拟合可以发现,南宁非饱和膨胀土的流变可以用Bu体模型来描述,并能得出其相应的本构方程和蠕变方程。     

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。     

石灰改良南阳膨胀土的强度特征与微观机理研究

以南阳膨胀土为研究对象,对掺灰比4%~12%膨胀土进行直接剪切试验,研究不同掺灰比膨胀土应力-位移关系,分析不同掺灰比对膨胀土强度的影响规律。通过电镜扫描试验,探求掺灰改良膨胀土微观结构变化的机理。结果表明:在相同上覆荷载下,膨胀土强度随着掺灰比的提高而增强,掺灰比由7%增至10%时膨胀土抗剪强度增幅明显,掺灰比超过10%后抗剪强度增幅较小。电镜扫描结果显示石灰与膨胀土颗粒形成团聚体结构,使改良膨胀土中粗颗粒含量提升,增强了土体结构性。     

橡胶颗粒改良膨胀土路基的三轴应力试验研究

为探究橡胶颗粒改良膨胀土路基的抗剪切性能,以南京市江宁区某地的弱-中等膨胀土为试验对象,在不同橡胶掺量和各级围压下进行三轴固结不排水（CU）试验。试验结果表明：随着橡胶掺入量的上升,土体黏聚力呈持续下降趋势,内摩擦角先增大,在10%橡胶掺量时几乎维持不变,而后减小;土体抗剪强度在橡胶掺入量为5%时取得最大值。在掺胶率大于10%时,改良土黏聚力和抗剪强度大幅下降,在应用到膨胀土改良工程时,需要有所考虑。     

碎石土边坡现场直剪试验及稳定性分析

基于某碎石土边坡处治工程,通过现场剪切试验分析了碎石土边坡在不同含石量的受力状态与破坏机理,并运用现场直剪试验所得相关参数,通过MIDAS/GTS软件,采用强度折减法对比分析了碎石土边坡的稳定性。现场剪切试验表明:碎石土边坡的现场直剪试验依次经历了弹性、屈服、塑性破坏3个阶段;碎石土的抗剪强度受含石量的影响较大,当含石量较大时,碎石土的抗剪强度越大;碎石土的剪切破坏呈塑性破坏,且当垂直荷载较小时(≤88k Pa),碎石土出现持续剪胀现象,当垂直荷载较大时(88k Pa),碎石土出现先剪缩后剪胀现象。碎石土边坡稳定性分析表明:碎石土边坡在地震作用时的稳定性最差;静力条件下碎石土边坡的稳定性最好,降雨后,边坡的稳定性将受到影响。     

重塑膨胀土直剪试验中的应力-应变曲线特性

通过不同干密度、不同初始含水率在施加不同压力下的重塑膨胀土的直剪试验,研究了南(宁)-友(谊关)路膨胀的应力-应变特性以及强度指标的变化情况。研究表明:干密度的增加能大幅提高土体的峰值强度,但对残余强度影响不大,土体的粘聚力与干密度成良好的指数关系,内摩擦角受干密度影响较小;随初始含水率增加,膨胀土体峰值强度的剪切位移增加,而峰值强度、粘聚力、内摩擦角有先增大后减小的趋势;垂直压力的增大对提高重塑膨胀土峰值强度和残余强度都有一定帮助。     

石屑改良膨胀土的剪切特性试验研究

为了研究石屑作为膨胀土物理改良材料的可行性,通过直剪试验研究了石屑掺量、初始干密度对石屑改良膨胀土的抗剪强度及其指标的影响。结果表明:石屑可显著改善膨胀土的抗剪切性能,但石屑掺量、初始干密度对膨胀土的抗剪强度参数和抗剪强度的影响各异。过大的石屑掺量会降低膨胀土的黏聚力,提高膨胀土的内摩擦角,但降低膨胀土的抗剪强度。提高初始干密度可提高膨胀土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度。在石屑改良膨胀土路基施工中,适宜的石屑掺量和较高的压实度,对提高石屑改良膨胀土路基施工质量有利。