固结比对饱和砂土液化的影响研究

在影响砂土液化的众多因素中，固结比的作用已经引起了广大科研工作者的注意，研究表明这是影响饱和砂土液化的一个重要因素，本文通过动三轴实验，研究了在不同固结比下砂土的液化全过程，分析表明，固结比影响了砂土液化过程中的应力状态，从而造成在不同固结比情况下，砂土的应变，液化强度和孔隙水压力发展出现明显不同。固结比的不同会影响到砂土的液化应力状态，从而造成应变发展的没，固结比为1的实验受拉破坏先于受压破坏，对于其它的固结比，拉压破坏先后顺序与土的特性和孔隙水压力的发展有关。并且，由于因结比大的砂土在动荷载作用下易于达到剪胀，从而应力－应变曲线迅速向稳定形态过渡；随着固结比的增加，导致影响反应剪力出现所需要的动应力也愈大，从而砂土液化强度会有所提高，但是，因固结比增加引起砂土强度的增加的趋势会受到动摩强度的限制，大固结比情况下的砂土进入剪胀较早，因而抑制了砂土残余孔隙压力的积累，影响了极限孔隙水压力的发展，研究表明，固结比愈大，砂土的极限孔隙水压力呈线性下降趋势。     

胶济客运专线非饱和原状粉质黏土固结试验

饱和度的高低是影响非饱和土固结变形特性的重要因素.针对不同饱和度的原状粉质黏土进行固结试验,得到粉质黏土的应力-应变及变形-时间的关系曲线,在此基础上综合分析应力、应变和时间三者之间的关系,进而对非饱和原状粉质黏土和浸水饱和后粉质黏土的固结压缩特性进行研究.     

细粒尾矿固结度、压实度及其力学指标间的规律研究

细粒尾矿在堆坝过程中由于尾矿坝高度不断增大，其固结度也在不断改变，相应的抗剪强度指标也随之改变，抗剪强度指标对堆积坝的稳定性分析至关重要。对尾矿砂进行相应的固结试验及直剪试验，以及不同压实度下的直剪试验，推导了固结度与压实度之间表达式。结果表明：随固结度增大，土体粘聚力减小而内摩擦角增大；随压实度增大，粘聚力及内摩擦角均有增大趋势；尾矿砂固结度与压实度之间满足一定的关系。不同固结度下尾矿抗剪强度指标可以方便地通过不同压实度下的直剪试验获得。     

原状黄土的结构强度变形特性分析

研究目的：在试验的基础上，分析原状黄土微结构性状及黄土的强度变形特性与黄土微结构的内在联系。 研究方法：采用扫描电镜图象分析及室内静三轴剪切试验的方法，对Q3、Q2原状黄土的结构性状及强度变形特性。研究结果：黄土的结构特性随着埋藏深度的增加，由支架大孔微胶结结构逐渐变为镶嵌微孔半胶结结构，支架大孔孔隙发育变为粒间孔隙发育，再为微孔孔隙发育。黄土的结构性是控制其强度变形特性最为重要的因素之一，上层Q3黄土的结构可稳性较大，可变性较小，在受荷过程中其应力应变曲线表现为较明显的变形软化性质；随着埋藏深度的及围压的增加，下层Q2黄土的结构可变性逐渐变大，而可稳性变小，在受荷过程中其应力应变曲线表现出较明显的变形硬化特性。 研究结论：黄土的强度变形特性是黄土结构可稳性和可变性的综合反映，和黄土颗粒的连接特性及排列特性相关。     

软土抗剪强度与固结度关系的试验研究

通过对常(德)-张(家界)高速公路软土路基中的土样进行大量的固结和直剪试验,探讨了在不同固结压力作用下,抗剪强度指标c,φ随固结度U的变化规律,研究了一次性加载与逐级稳定加载对抗剪强度指标随固结度变化规律的影响.结果表明,荷载1次施加时,内摩擦角φ随固结度U的增加而增加,粘聚力c在固结度U＞30%时会随U的增加而有所增大,不同加载方式对抗剪强度指标c的影响较大而对φ的影响较小.给出了固结度与抗剪强度指标之间的拟合公式,其拟合结果对软土路基的安全填筑具有指导意义.     

确定地基土先期固结压力Pc试验方法的对比研究

研究目的:通过2种试验方法的对比和综合分析,提出用非标准固结试验方法测定先期固结压力的修正方法,提高了试验的生产效率,与铁路客运专线勘察设计工期要求相适应。研究方法:通过对标准和快速固结试验结果分析对比,确定次固结修正法和K值修正法的修正方法,对修正后的结果与标准试验结果进行了误差分析,根据数理统计学原理进行检验分析。研究结果:对比试验数据表明,12 h快速固结试验经两种方法修正后,以95%置信度与标准固结试验所得结果无显著差异,试验工期由9 d可缩短为5 d。研究结论:对比试验研究提高了试验效率,缩短了试验工期,其结果已经纳入了《铁路工程土工试验规程》(TB 10102—2004),并被铁路勘察设计系统应用于铁路客运专线工程的土工试验中,有效地缓解了地质勘察设计的工期压力。     

水泥改良软土次固结变形特性试验研究

人工配制不同水泥掺量的水泥土,进行一维固结蠕变试验,研究水泥掺量对水泥土次固结特性的影响;测定水泥土吸附结合水含量,确定吸附结合水含量与水泥掺量的关系,探究水泥对软土次固结特性的影响机制。研究结果表明,水泥土的结构强度随着水泥掺入比的增加而增大,水泥掺入比低于10%,其增速缓慢;超过10%,增速明显。水泥土的主固结时间几乎不受固结压力影响,随着水泥掺入比增大明显减小。水泥改良软土的次固结系数Cα与固结压力p的关系曲线在结构强度附近存在峰值点,起始阶段,次固结系数随着固结压力增加逐渐增大;超过峰值后,随着固结压力增加先是明显减小,最后逐渐趋近于基本不再变化的常数。施加的固结压力低于水泥土的结构强度时,e-lg t关系曲线近似呈直线,主、次固结界限模糊,主、次固结划分点难以确定;超过水泥土的结构强度时,e-lg t关系曲线呈反S形,固结压力越大,线形特征越明显,主、次固结分界点越清晰。水泥土的次固结系数Cα与压缩指数Cc的比值近似为一常数,水泥土的Cα/Cc值明显低于原状土,几乎不到原状土Cα/Cc值的一半,Cα/Cc值与水泥掺入比aw呈线性递减关系。水泥土的吸附结合水含量Wg与水泥掺入比...     

Magnan一维固结模型及应用

Ｍａｇｎａｎ提出的一维固结模型除一维应变外，未保留任何太沙基经典理论中的初始假设。它能考虑参数ｅ０，ｅ，Ｋｖ，ｄａ／ｄｅ是土层厚度Ｚ和固结时间ｔ的函数；地基的分层性；土骨架的变形；非饱和状态和孔隙流体的压缩性等。为了在实际工程中应用Ｍａｇｎａｎ的一维固结模型，作者编制了计算机程序。本文介绍该程序在理论研究和现场实测结果分析两方面的应用情况。     

珠海海相软土次固结变形特性及其系数取值研究

次固结变形是导致深厚软土区基础设施过大工后沉降的重要原因,为研究珠海海相高含水率软土的次固结特性和次固结系数的变化规律,对珠海典型区域不同深度原状土样进行一维次固结压缩试验,分析固结压力、超固结比、不同加荷比对珠海软土次固结性状和次固结系数的影响。试验结果表明：次固结时程曲线呈反S型,同一土样累计次固结变形量约占总变形量的25%,在压缩变形过程中不可忽略;次固结系数随固结压力的增大先增大再减小最后趋于稳定,在固结压力200 kPa左右达到峰值;次固结系数随超固结比的增大呈非线性减小,超固结比越大,土体次固结系数减小的程度越大;次固结变形随加荷比的增大而增大,但最终固结沉降量由所加的最大荷载决定。将试验得到的珠海软土次固结系数与其他沿海地区软土次固结系数对比发现：珠三角软土次固结系数在0.015～0.02之间,大于长三角和天津地区软土次固结系数,其次固结特性相对长三角和天津地区的更明显。在试验结果的基础上结合已有文献中的试验数据,建立珠海软土次固结系数与压缩指数、天然含水率和塑性指数的线性经验公式。研究结果可为珠海地区软基处理合理设计和长期变形准确预测提供参考。     

分级加载下铁路路基粗粒土 动力特性研究

利用大型动三轴试验仪对铁路路基粗粒土填料开展分级加载的循环三轴试验,分析围压、加载频率对粗粒土动应力-动应变关系、动弹模以及阻尼比等动力特性的影响。试验结果表明:随着围压或频率的增加,土体的动强度、动弹性模量和阻尼比均增大;动应变较小时频率或围压对阻尼比的影响较小,动应变较大时频率或围压对阻尼比影响较大。在试验基础上建立基于Hardin-Drnevich骨架曲线和符合广义Masing准则的粗粒土非线性动本构模型,并在ABAQUS中UMAT二次开发平台编制相应的子程序。通过与试验结果比较,验证了粗粒土非线性动本构模型的正确性。     

青藏铁路原状冻结砂土动力特性参数试验研究

以青藏铁路抗震研究为背景,研究原状冻结砂土动力特性参数。基于低温动三轴试验仪分析原状冻土动弹性模量、阻尼比及其与振动频率、围压和试验负温的关系。试验结果表明:动三轴试验温度-10~-0.6℃、围压0.1~0.5 MPa、荷载振动频率0.5~5Hz时,含水量为16.1%的青藏铁路DK1047+000段清水河原状冻结砂土动弹性模量试验值为900~1 350 MPa,阻尼比为0.04~0.15;随着荷载振动频率增大,冻土动弹性模量呈对数曲线增长;围压对冻土的作用分为增强效应和减强效应,围压较小时动弹性模量随着围压的增加而增大,达到临界围压后动弹性模量随着围压的增加而减小;动弹性模量随着温度降低线性增长,负温对动弹性模量影响较明显;频率、负温对阻尼比的影响与其分别对动弹性模量的影响呈近似相反的规律,随着围压的增加阻尼比分布变得分散。     

原状、挤密黄土地基的有限元法计算及分析

通过对原状、挤密黄土地基的有限元法计算及分析,探讨了原状黄土地基的变形、强度特征以及挤密对它的影响,得出由于灰土挤密层变形模量增大,使强度增大,变形减小;挤密地基的应力分布范围比原状土地基大,使下卧层的原状土附加应力减小,受力条件得以改善.     

剪切速率对黏土不排水强度影响的试验研究

通过三轴试验和直剪试验,研究了剪切速率对于饱和黏土三轴不排水抗剪强度与固结快剪强度的影响.对于固结不排水三轴试验结果分析表明,随着剪切速率的增加,三轴固结不排水强度和内摩擦角不断增大;随着剪切速率的增加,固结直剪强度和内摩擦角不断减小;固结压力较小时,剪切初期速率对于应力应变关系的影响较小;固结压力较大时,速率的影响更显著.     

黄土湿化特性的三轴试验研究

研究目的：本文旨在通过三轴试验，研究黄土湿化应力应变关系、强度特征及影响因素。 研究方法：通过等围压固结湿化试验和三轴剪切湿化试验进行研究。 研究结果：获得不同围压条件下固结湿化变形随时间变化规律，初始含水量、压实度的影响规律；获得不同应力水平下湿化应力应变关系、剪切湿化变形规律以及湿化对强度的影响等成果。 研究结论：（1）湿化变形受初始含水量及压实度的影响很大；（2）湿化条件与不浸水条件下，应力一应变关系均表现为应变硬化特性；（3）剪切湿化体积变形随应力水平的增加而减小，轴向变形随应力水平的增大而增大；在同一应力水平下，体积变形与轴向变形均随平均主应力的增大而减小；（4）湿化不仅降低了黄土的强度，也降低了黄土达到破坏时的应变。     

排水固结法加固软土路基合理填土速率的确定

铁路路基通过软土地区 ,采用排水固结法处理后的路堤填筑速率直接影响加固的效果。以袋装砂井处理的软基为例 ,在渗透固结分析的基础上 ,建立等强度方程 ,通过比选接近度曲线 ,选定合理的填筑速率 ,从而达到更好的加固效果。     

京沪高速铁路阳澄湖段软土的蠕变特性和次固结特性试验研究

基于京沪高速铁路阳澄湖地区原状软土的一维固结试验,探讨该地区软土非线性蠕变变形特性。研究先期固结压力、应力水平、加荷比、加载时间以及超载预压对次固结系数Ca值的影响,得到该地区软土Ca与Cc值之间的关系。试验结果表明:该地区软土在相同的应力水平条件下,加荷比大的土样蠕变变形更小,增大加荷比可以减小次固结系数;经预压处理后,土样的次固结系数Cα与预压力p和预压时间密切相关,超载预压可以减小软土的次固结系数,进而能够有效减少工后次沉降;加载的时间间隔对次固结系数有较大影响,加载时间间隔越长,次固结系数越小,主固结和次固结的区分越不明显;次固结系数与先期固结压力无明显相关,Ca和固结压力p可用双曲线拟合;试样的次固结系数Ca与压缩指数Cc之间呈现良好的线性关系,Ca/Cc值的范围在0.018～0.035之间。     

各向异性固结对饱和软土地基抗震性能的影响研究

实际工程中的土通常表现为各向异性固结状态。通过循环三轴试验对各向异性固结软土的动力特性进行研究,发现各向异性固结软土地基的动强度将随固结比加大而降低,在地震荷载作用下,土体更容易发生破坏。而以往抗震设计中仅考虑土体的各向同性固结动力性质,显然是偏于不安全的。     

黄土路基工后沉降预测模型对比研究

工后沉降是造成路基沉降变形的主要原因,研究路基工后沉降的规律并预测最终沉降量对工程设计具有重要意义.利用兰武二线黄土路基工后沉降的长期观测数据,提出一种新的分析预测模型--似固结模型,并与泊松模型、指数模型、对数模型、双曲线模型的预测结果进行对比分析.结果表明:双曲线模型与似固结模型的误差平方和与预测曲线的误差均较小,能较好地反映黄土路基工后沉降的规律,两者相互印证,提高了工后沉降预测的可靠度.利用各种预测模型对不同测点工后沉降进行预测分析后的对比研究表明,似固结模型对黄土路基工后沉降的预测有较广泛的适用性,研究结论对于黄土地区铁路建设具有一定的借鉴意义.     

淤泥质土及其改良土体动力特性试验研究

为探究佛山淤泥质土及掺加超细水泥改良土体的动力特性,依托佛山地铁2号线一期工程,对隧址区内的淤泥质土及掺加超细水泥的改良土体进行动三轴试验。研究结果表明:相同围压条件下,随超细水泥掺量增加,土体抗剪强度增大,动剪切模量增大,最大阻尼比减小;对于同一土样,随围压增大,土体抗剪强度增大,动剪切模量不断增大;不同围压条件下的阻尼比随剪应变的变化均可分为两个阶段,当剪应变较小时,阻尼比与围压呈负相关,在剪应变较大时,阻尼比与围压呈正相关;掺加超细水泥对淤泥质土具有较好的改良效果,掺加超细水泥400 kg/m~3土体的动黏聚力为4.4～7.5 kPa,动内摩擦角大小为1.9°～5.16°。本文测定出淤泥质土原状土及改良土体在振动作用下的各项参数,为研究隧道长期不均匀沉降特性提供基础数据。     

饱和粘性土三轴剪切性状的试验研究

对常德地区的饱和粘性土试样进行了三轴不固结不排水剪切、固结不排水剪切和固结排水剪切试验,获得了该地区饱和粘性土三轴试验的抗剪强度指标,通过对强度指标的分析比较,得出三轴慢剪指标作为设计、施工参数更合理,为粘性土路基的设计和施工提供了依据.