河西盐渍土的低温冻土三轴试验与模型研究

盐渍土在冻结过程中,结构孔隙中的盐溶液逐渐转变为盐溶冰,盐渍土结构由之前的"土骨架结构"变为"土-盐溶冰骨架结构"导致力学行为发生了较大变化。以张掖地区某道路工程盐渍土路基填料为研究对象,通过低温冻土三轴剪切试验,分析了不同冻结时长、不同冻结温度下盐渍土的变形特性及本构模型。研究了冻结盐渍土的Duncan-Chang模型参数,基于Duncan-Chang模型利用SPSS回归分析建立了冻结盐渍土主应力差(σ_1-σ_3)及切线模量E_t与温度T和围压σ_3的多因素耦合模型。研究发现:(σ_1-σ_3)-ε_1曲线呈3阶段发展,随着冻结时间的增加,冻结温度降低,主应力变差,黏聚力及内摩擦均增大;耦合模型参数a_1和b_1与温度T呈正相关,与围压σ_3呈负相关,其主导变量均为围压σ_3。最后将耦合模型计算结果与试验结果对比,发现耦合模型能够较好地预测计算冻结盐渍土的本构关系。     

红层泥岩土邓肯-张模型参数试验研究

针对遂渝铁路代表性红层泥岩土,进行了四种围压下压实度为95％试样的三轴试验,并通过霍尔效应传感器精确测定了试样的轴向与径向应变、体变等;进行数据处理后,确定了邓肯-张模型的相关参数,为红层泥岩路基应用邓肯-张模型进行沉降变形的数值计算提供了依据。     

冻融循环对粉质黏土力学性质的影响及邓肯-张模型

为了描述冻融循环下压实黏性土不排水剪切性状的变化规律,建议了一种能够反映冻融循环影响的修正邓肯-张模型。首先,以青藏高原粉质黏土为对象,进行一系列冻融循环试验和常规不固结不排水三轴压缩试验。然后,基于邓肯-张双曲线模型,通过三轴压缩试验得到应力-应变关系,确定邓肯-张双曲线模型参数随冻融循环次数的变化规律及相应的回归关系。最后,根据模型参数的函数表达式,建立以冻融循环次数为影响因子的修正邓肯-张模型,并编制该修正模型的计算程序。结果表明:粉质黏土试样的应力-应变曲线形式基本呈应变硬化型,破坏强度随冻融循环次数的增加而逐渐减小,冻融循环劣化作用随围压的增加而逐渐减弱;模型参数中,抗剪强度指标、初始切线模量、极限偏应力和常数K均随着冻融循环次数的增加呈逐渐减小的变化规律,可以采用Logistic函数进行拟合;破坏比随着冻融循环次数的增加呈逐渐增大的变化规律,可以采用ExpAssoc函数进行拟合;常数n随着冻融循环次数的增加呈先减小、后增大的变化规律,可以采用三次多项式函数进行拟合;模型计算结果与试验结果对比表明,两者得到的应力-应变曲线基本吻合,说明该模型可以用来描述粉质黏土变形和强度特性在冻融循环下的劣化特征。     

基于路堤粗粒土填料力学特性的改进邓肯-张模型

为研究动力及含水率变化对路堤粗粒土填料力学特性的影响，制作了不同含水率w的路堤粗粒土填料试样，先对其施加一定荷载频率f的动应力，再进行静三轴压缩试验，分析不同试样静偏应力σ₀-应变ε₁曲线变化规律，之后结合Janbu公式探讨动偏应力σ_d、w及f与参数n、K的联系，建立初始变形模量E_i、极限偏应力(σ₀)_ult与各控制变量的拟合公式，提出考虑动力及含水率影响的路堤粗粒土填料改进邓肯-张模型，最后开展验证试验，对比分析该改进模型的有效性。研究结果表明：三轴试验中粗粒土试样在ε₁>0.5%时由弹性变形进入塑性变形阶段，不同控制因素下的σ₀-ε₁曲线在0.5%<ε₁<2.0%范围内出现明显差异，切线变形模量E_t在该范围内迅速降低，降低幅度达到58%～76%;当ε₁>2%时E_t变化逐渐减缓并...     

细粒土的压实特性与土体物理性质的关系研究

首先介绍了当前有关细粒土压实特性研究的最新成果—全压实曲线及方程,分析了方程参数对压实曲线形状的影响,并对方程式的正确性进行了验证;探讨了压实曲线形状与土体物理性质的关系,并建立起了土体物理性质指标与全压实曲线方程参数之间的量化关系,这样我们便可通过对土体物理性质指标的量测,直接确定土体的全压实曲线方程参数及方程,从而为确定土体击实最大干密度和对应的最佳含水量提供了一种简便方法。     

高速公路粉土路基填料结构特性三轴试验研究

为了研究高速公路粉土路基在交通荷载作用下的变形与破坏规律,以安徽省蚌埠至五里河高速公路的粉土路基为研究对象,利用DDS-70动三轴试验系统,开展以围压、压实度为变量的三轴压缩试验。结果表明:原状土σ-ε关系随围压增大依次应变曲线呈应变软化型、理想弹塑性型、应变硬化型变化,重塑土是理想弹塑性型、应变硬化型;在固结围压增大、应变增大、压实度降低过程中,应力比结构性参数m_η是递减的;在围压、压实度增大时,初始应力比结构性参数m_η0是递减的,且受压实度影响较大;在围压增大时,结构性损伤量m_ηd呈先增后减变化,提高压实度可使m_ηd减小;m_η0、m_ηd与围压之间呈三次多项式的关系,与压实度呈线性关系。     

填土路基振动压实过程的数值模拟研究

基于某在建高速公路填土路基振动压实试验,运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,通过单因素与灰色关联法分析压实度变化规律,研究填土路基振动压实作业参数和填土材料性质对压实效果的影响.研究表明:采用32t振动压路机相比于22t最终路基压实度提高3.7％左右;填土模量的提高能提高压实效率,但对路基最终压实度影响较小;填土与...     

基于突变理论的软粘土蠕变变形经验公式研究

将尖点突变模型和燕尾突变模型应用于软粘土三轴剪切蠕变试验的蠕变变形经验公式研究,得到了不同应力水平的剪应力-轴向应变-时间(q-ε1-t)之间的关系表达式,以及能综合描述各种应力水平的围压-剪应力-轴向应变-时间(σ3-q-ε1-t)之间的关系表达式,两种表达式均与数据吻合良好。     

基于钢渣+橡胶颗粒的新型填料抗剪强度特性试验

为了研究基于钢渣+橡胶颗粒的新型填料抗剪强度特性,采用全自动三轴仪开展考虑橡胶颗粒掺入比和橡胶颗粒粒径影响的固结排水试验,分析新型填料的应力、应变特性、破坏偏应力特征和抗剪强度指标等随橡胶颗粒掺入比和橡胶粒径影响的变化规律,并将新型填料的抗剪强度指标与传统土类的抗剪强度指标进行对比;最后,采用邓肯-张模型模拟新型填料的本构模型,分析邓肯-张模型参数,评价邓肯-张模型模拟新型填料本构模型的优劣。结果表明:橡胶掺入比为10%的新型填料密度与传统土类相近,抗剪强度指标则相对较高,可应用于软土地基换填处理,也可替换砂土应用于一些回填工程中;当橡胶掺入比为10%,橡胶粒径为2~4mm时,新型填料的抗剪强度最高,且因橡胶颗粒含量较高,孔隙比较大,透水性好,新型填料可用于边坡挡土墙的回填料;新型填料主要用于浅层回填,轴向应力不大,采用邓肯-张模型模拟新型填料的本构模型能够恰到好处地发挥其优势,但邓肯-张模型无法反映橡胶颗粒含量较高的新型填料的剪胀特性,凸显了邓肯-张模型模拟新型填料的劣势。新型填料抗剪强度特性的试验研究成果和本构模型的理论分析结果可为新型填料工程应用提供理论参考和施工指导依据。     

基于干湿循环与三维条件下污泥固化土邓肯-张模型研究

为研究城市污泥固化土作为路基填料时其在复杂应力状态下的力学特性，通过GCTS真三轴试验仪对城市污泥固化土进行不固结不排水试验，探讨其在不同干湿循环次数和中主应力比条件下的应力-应变特性和抗剪强度指标变化规律，并在三维条件下对邓肯-张模型进行了双重修正。研究结果表明：当干湿循环次数和围压一定时，污泥固化土的结构屈服应力随着中主应力比的增大而增大；当中主应力比和围压一定时，污泥固化土的结构屈服应力随着干湿循环次数的增加而降低，且干湿循环次数为3时降幅最大，干湿循环次数大于5之后土体结构屈服应力降幅较小；此外，对比污泥固化土的真三轴试验曲线与邓肯-张模型预测曲线，发现理论曲线与试验曲线存在一定差异，而通过考虑中主应力比、干湿循环次数和中、小主应力差作用的影响对污泥固化土邓肯-张模型进行2次修正，使得到的邓肯-张模型预测曲线与真三轴试验曲线基本一致，该预测曲线可准确反映污泥固化土的真实受力状态，可为其在路基工程中的应用、施工提供理论指导和预测分析。     

软质风化岩击实试验的研究

针对用软质风化岩作路基填料压实度控制的问题,分别对砂质板岩和含砾砂岩进行击实试验,得出砂质板岩和含砾砂岩在不同粒径粗细比之下的击实曲线,提出用压实系数来检验软质风化岩压实的方法。     

气孔构造玄武岩填料压实质量控制方法研究

气孔构造玄武岩具有成岩材料质地坚硬、整体强度低的特点,是一种特殊的硬质软岩,如何对这类岩石填料进行压实质量控制有待深入研究.本研究在海口市选择典型气孔构造玄武岩填料进行现场试验,对压实前后和压实过程中路堤进行灌水法、沉降量、颗粒级配检测,然后引入分形理论对压实前后气孔状玄武岩填料的颗粒结构特征进行分析.结果表明:压实后...     

自重作用下黄土高路堤密实状态变化分析

通过典型黄土固结试验,计算分析了黄土高路堤不同深度处路基土压实度、空气率、饱和度等密实状态指标的变化特征。得出:压实度增量随上覆填土高度呈幂函数增长关系,上覆填土每增加10 m,路堤内部下伏黄土压实度有0.8%～1.6%左右的上升幅度,路堤边部压实度上升0.5%～0.8%左右;高路堤中黄土填料空气率随上覆填土高度呈幂函数下降,饱和度随上覆填土高度呈幂函数增长;路基上覆填土越厚,自重应力越大,路堤内部黄土填料压实度越高,在路面以下20 m处,常规高路堤在施工结束后内部压实度从93.0%上升至95.1%～96.1%。     

高等级公路填砂路基压实技术研究

为了将江（河）砂作为路基填料用于高速公路工程,对填砂路基的压实技术展开了研究。根据室内试验得出的代表性砂土的最大干密度,制定出路基不同层位的压实控制指标与标准。依据填砂路基压实功的需求与既有碾压设备的工作性能,确定了压实机械的振动加速度与施工碾压速度。通过现场试验确定了不同松铺厚度下压实度与碾压遍数的关系,以及现场干密度与填料含水量之间的关系,从而确定了现场施工时对松铺厚度、碾压遍数与填料含水量的选择。提出了填砂路基的施工工艺流程。     

压实黄土路基导水参数的试验研究

基于黄土路基压实后土体的基本性质,根据路基土中水分运动的基本方程,通过室内一维土柱入渗试验,得到不同压实度的黄土湿润锋湿度与平均湿度、水分入渗速率的关系曲线。由黄土中水分再分布过程确定压实黄土路基的导水参数和水分扩散参数,并分析压实黄土路基内水分迁移,得出相应的黄土路基中水分入渗规律,为黄土路基严格控制压实度提供重要的理论依据。     

路基沉降计算中的邓肯双曲线模型推导

邓肯模型能较好地反映土体的非线性特征,且概念清楚,参数测定容易,被广泛应用于路基沉降预测领域。模型中的应力应变关系表达式是双曲线形式。很多工程实践者从应力应变表达式上看不出其双曲线性关系,理解上出现困难。论文对这一问题进行了探讨,推导出模型的标准双曲线方程。     

基于双曲线法的人工填土地基超载预压卸载时间的试验研究

基于中石油云南某石化装卸场铁路专用线人工填土地基堆载预压大型现场试验,采用双曲线法对试验段实测沉降数据进行拟合,分析双曲线方程参数与堆载高度之间的关系,利用反分析法得到地基沉降系数并对工后沉降进行修正,以确定超载预压下人工填土地基合理卸载时间。分析结果表明:采用双曲线法对试验段沉降观测数据进行拟合时,曲线参数β与堆载高度h呈负线性相关;由工后沉降修正得到的卸载时间随超载比的增大呈幂指数减少趋势,而超载比达到1.5(堆载高度9 m)后基本不再变化,此时满足规范要求的卸载时间最少为     

黄土固结排水三轴试验研究

对原状黄土和压实黄土进行了固结排水三轴试验,求取Duncan-chang模型参数,以便用有限元法来计算分析黄土路堤变形特性,试验可能带来的误差包括橡皮膜顺变性、量测系统顺变性、试样饱和程度引起的误差及试样与端帽间的摩擦力。研究发现:在同一围压下,饱和原状土与非饱和原状土的曲线图相差不多,饱和原状土与非饱和原状土在较高围压时的(σ_1-σ_3)_f值也相差不多。在围压相同情况下,当剪压力相同时,饱和土的轴向应变较非饱和土的大。     

邓肯-张E-v模型参数对深基坑支护变形影响

利用邓肯-张E-v模型,针对双排桩支护结构参数敏感性,进行大量非线性有限元计算分析,得到了各参数与支护结构侧向位移和弯矩之间的关系,确定了模型中影响基坑支护结构变形的主要参数。     

风化岩高路堤强夯施工质量检测研究

利用风化花岗岩填土材料对潍坊市北海路南延深坑高填路堤进行分层强夯填筑，确定了相应的路基加固工艺和施工参数。通过灌水法密度试验、载荷试验、瑞利面波测试等多种现场原位测试方法对强夯前后路基的承栽力和压实程度进行了全面检测，建立起瑞利波速与压实度间的关系模型，达到了利用瑞利波速变化检测土石混填路基压实度的目的。为今后其他同类的检测工程提供了可借鉴的经验。