结构性对软土压缩特性的影响分析

软土的结构性对土的物理、力学性质影响较大。文章针对太湖湖沼相天然沉积土,研究了软土的结构性对其压缩特性的影响。通过室内固结试验,分析了原状样和重塑样的压缩特性以及加荷速率的影响。试验结果表明,软土结构性对其压缩特性具有显著的影响。原状土的压缩曲线为前缓后陡的曲线形,而重塑土的压缩曲线近似为一条直线。加压速率越大,对土体结构扰动损伤越大,会导致地基产生过大的附加沉降。加荷速率采用1∶0.25或1∶0.5为宜。     

粉质黏土在不同应力路径下剪切变形特性研究

针对无锡地区代表性的原状粉质黏土,模拟基坑开挖不同应力路径条件,探索土体在不同应力路径条件下的应力-应变状态规律,为合理选择本构关系和合适参数提供基础。通过对无锡地区代表性的原状粉质黏土进行不同应力路径的模型试验,将得到的应力应变双曲线图归一化,采用HSS模型对试验进行模拟,并与试验结果作对比。得出:无锡粉质黏土具有明显的非线性特性,不同应力路径对土体的变形及强度有着显著的影响。HSS模型计算土体应力应变时,模型会根据加卸载状态选择相应的模量,能够更好地模拟无锡粉质粘土的不同应力路径对初始模量的影响。     

水泥土搅拌桩空搅工艺在斜坡软土地基处理中的应用

针对高原斜坡软土地基处理施工中,单向水泥土搅拌桩成桩困难这一问题,结合镇雄车站地基处理施工,通过灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验分析表明:斜坡软土成因复杂,软土成分、土层性质差别大,是导致单向水泥土搅拌桩难以成桩的主因;通过对灰色软黏土原状样与重塑样的室内试验数据分析表明,这种斜坡软土经过扰动后,无侧限抗压强度为原状土的30%左右,黏聚力为原状土的15%左右。以此为依据,提出了“增加空搅”的正反向旋转水泥土搅拌桩施工工艺,并通过工艺试验确定了工艺参数,大大提高了成桩质量。     

初始含水量对重塑土压缩性质影响规律研究

软黏土具有高含水量、高压缩性的特性,本文通过对不同区域的软黏土土样压缩固结试验,探讨了初始含水率对重塑土压缩参数,尤其是对压缩指数的变化规律的影响,分析了Burland压缩参数C*c的变化规律,建立了考虑初始孔隙比和液限孔隙比影响的定量表达式。     

非洲红黏土强度及变形特性研究

对三种不同含水率的原状红黏土以及重塑红黏土进行了三轴固结不排水试验,分析非洲热带雨林高液限红黏土的强度及变形特性。试验表明,三种不同含水率的原状红黏土的应力应变曲线表现出明显的应变软化特征,软化现象随着含水率降低而愈发明显,三种不同含水率的重塑红黏土应力应变曲线则表现出应变硬化特征。原状及重塑红黏土的黏聚力及内摩擦角随含水率增加而降低,含水率相同的原状红黏土残余强度值与重塑红黏土强度相近。     

土样的不同制备方法对其性质的影响分析

岩土材料具有典型的结构性,土工试验是研究土体各种性质的一个重要手段。该文以从广州南沙地区钻取的原状软土和采用击样法以及预压固结法制备的重塑软土为研究对象,分别进行了压汞试验、渗透试验以及直剪快剪试验。试验结果表明:原状土的小孔数量占比较大、渗透系数最小、抗剪强度最大;击样法制得土样中大孔占比较大、渗透系数最大、抗剪强度最小;而采用预压固结法制得的土体试样的以上性质介于原状土和击样法制得土样之间。这是由于不同的制样方法制得土样的结构性不同所引起的。     

杭州黏土层基本物理特性试验研究

黏土的基本物理特性参数是反映土体力学性能的一些指标,也是土力学研究及岩土工程设计的重要辅助参数。针对杭州地区软黏土层,取杭州紫金港浙江大学校区附近某基坑工地附近地层钻孔得到的原状土,对自地表向下20 m埋深范围内与城市工程建设相关的土层,开展了杭州黏土层的基本物理特性及其参数试验研究,分析并总结了密度、比重、含水量、孔隙比、液塑限、颗分曲线及黏粒含量等基本物理特性的埋深分布。     

ISS改性路基土的试验研究

利用离子土壤固化剂(Ionic Soil Stabilizer,简称ISS)对山东省青岛市某公路工程路基填土进行化学改性试验研究。试验中ISS溶液的配合比例为1∶38。通过对改性路基土进行室内击实试验、无侧限抗压试验、固结压缩试验及水浸泡试验,与原状土对比研究发现,掺加ISS的改性土最优含水量、最大干密度、抗剪强度指标都呈增大趋势,而且土体具有更好的水稳定性。另外,通过对不同黏粒含量的改性土试验研究表明,ISS固化剂对黏土质土壤改性效果更为明显。对于含黏土较少的砂质土壤,可以通过加黏土混合的方法,再利用ISS改性,以满足道路工程施工的需要。     

废机油污染膨胀土的压缩特性试验研究

为了研究废机油污染土劣化规律,制备了4种不同浓度机油污染膨胀土,对不同浓度机油污染膨胀土进行了室内一维固结试验。结果表明:随着机油浓度的增加,土体的压缩系数增大,压缩模量和回弹指数均减小,废机油的污染改变了土粒的物理化学特性,破坏了土的结构性,使土粒间联结力丧失,对土体压缩特性影响较大。此外,对压缩曲线建立4次多项式模型和Harris模型,通过Casagrande经验作图法计算先期固结压力,对两类模型计算结果分析,Harris模型的拟合效果更符合试验土样的压缩曲线变化规律,机油污染后膨胀土的先期固结压力减小,扰动性增强。     

地下连续墙开挖过程中力学性能分析

以实际工程为例,利用通用有限元软件建立地下连续墙与作用土体的三维实体模型。考虑支护结构与土体之间的协调变形和相互作用,对基坑分步开挖过程中基坑角部位移、墙体土压力、坑底隆起回弹、墙后地表土体沉降变化、地下水位变化及墙体应力分布等进行分析,可为同类工程施工提供参考。     

正常固结土层盾构隧道开挖对既有桥梁桩基的影响

研究了正常固结土中盾构施工对桩基的影响。将土体损失率与有限元模型相结合,建立了12个模型,分析了不同土体参数、损失率、不同埋深以及不同隧道开挖边界距离下土体的水平位移变形规律,并通过不同位置深度位移与隧道径向压缩量的关系,建立了盾构施工引发土体位移的预测模型。该模型弥补了常用的Winkler弹性地基梁模型未考虑地基土体抗剪作用以及空间效应的缺陷。此外,结合预测模型建立了简化地基梁模型,通过与理论分析数据以及实际工程数据对比,验证了模型的有效性,可为盾构临近桥梁桩基施工分析计算提供简便算法,为桩基保护措施的采取提供依据。     

逐级加载条件下低液限饱和黏土的渗透试验

为研究饱和黏土不同荷载下的渗透特性,利用改制的K_0固结仪进行逐级加载条件下的变水头渗透试验,考虑饱和黏性土的有效孔隙比概念,分析了逐级荷载条件下起始水头、有效孔隙比、渗透系数和有效渗透系数的变化规律。结果表明:原状土的起始水头变化可以分为快速增加和缓慢增加两个阶段;重塑土起始水头与总水头变化速率有一定关联;原状土样的有效孔隙随着固结压力的增加逐渐减小;重塑土无效孔隙比的变化规律类似于原状土;当土样的结构逐渐破坏,其结构差异性趋于一致,有效孔隙比大的土样,其有效渗透系数较大;黏性土的渗透系数不仅与土体结构相关,土样在固结过程中对应的初始孔隙比、有效孔隙比的变化规律、水头高度及水头高度变化速率也对其有重要影响。     

网纹红土抗剪强度的试验分析

以南昌地区第四系中更新统网纹红土为研究对象,通过控制相同干密度,用两种平行试验方法分别改变原状土和重塑土的含水率进行室内直剪试验,重塑土试验结果与原状土抗剪强度随含水率变化的规律基本一致。试验结果表明:随着含水率的增大,土的抗剪强度先增大后呈现近似线性降低,其中黏聚力逐渐减小,内摩擦角先增加后减小;重塑土的抗剪强度低于原状土的抗剪强度,含水率较高时重塑土的黏聚力损失越小而内摩擦角的损失越大,以上结果对于实际工程应用中合理地选择抗剪强度参数有着重要的参考价值。     

重载铁路粉质黏土填料回弹模量及预估模型研究

以朔黄铁路广泛应用的粉质黏土填料为研究对象,采用杠杆仪法测定粉质黏土的回弹模量,研究含水率和干密度对重载铁路路基填料回弹模量的影响。研究表明：路基土体的回弹模量随干密度的增大而增大,随含水率的增大而减小;相比于干密度,土体的回弹模量对于含水率更敏感;提出可考虑含水率和干密度影响的路基基床土体弹性模量预估模型;通过实际铁路路基监测数据,验证模型在预估路基弹性变形方面的有效性。研究结果对于在外荷载和雨水联合作用下,进一步认识粉质黏土填料路基的弹性变形特性、状态评估与加固强化设计,具有参考价值。     

FLAC3D进行土钉支护变形及支护参数分析

用FLAC^3D对基坑土钉支护进行数值模拟,对分步开挖支护时的不平衡力、土钉轴力、土体塑性区、竖向及水平位移进行研究,初步探讨了土钉支护参数对土钉轴力、基坑土体变形的影响,得到一些有参考价值的分析结果,为土钉支护优化设计提供了重要依据。     

桂林红黏土干湿循环条件下饱和渗透系数及孔隙特征变化试验

以桂林红黏土为研究对象，采用抽真空饱和法、恒温干燥法对重塑土样作干湿循环，研究对渗透系数与干湿循环次数的关系，并结合压汞和电镜扫描分析不同循环次数下孔隙分布的变化特征。试验结果表明:桂林红黏土具有明显的片状结构，经过反复干湿循环，在孔隙水压力的作用下，孔隙孔径由双峰逐渐变为和原状土相似的单峰，中微孔隙都会向0.1～1.0 μm的小孔隙靠近，孔隙孔径分布范围变小，在此过程中，游离土颗粒会被吸引在团聚体周围，使土粒孔隙形态更加平滑，且迂曲度与循环次数呈对数关系逐渐减小。压实重塑土样在经过3次干湿循环后，孔径结构变化基本稳定，渗透系数与同条件下原状土样相同，可替代无法获得符合试验条件的原状土样的结果。     

原状粉质黏土抗剪强度的恢复试验研究

利用静力三轴仪对长春地区原状土进行固结不排水抗剪强度试验,根据摩尔强度理论得出原状土的抗剪强度指标c和φ值。然后加入不同含量的氯化钙、明胶及氯化钙、明胶组合剂,对扰动土进行重塑,分别得出与原状土强黏聚力明胶含量,与原状土内摩擦角氯化钙含量,以及原状土黏聚力和内摩擦角两者添加剂组合含量,并分析黏聚力和内摩擦角影响因素和加入添加剂重塑土抗剪强度变化的原因。研究结果表明:含1%明胶、7%氯化钙重塑土黏聚力和内摩擦角与原状土基本拟合。     

一维固结变形理论参数的试验分析

通过对原状土样及重塑土样的一维固结及渗透试验分析,对一维固结变形理论中的有关试验参数进了系统试验分析。探索了土体侧压力系数在固结过程中的变化规律,发现对正常固结土存在一临界固结压力,当固结压力大于该值时,土体的变形以次固结变形为主;通过对渗透系数的变化进行分析,表明土体结构对渗透系数有较大影响,且提出了渗透系数的计算公式;同时利用割线模量法给出了地基沉降的计算公式。在此基础上,对固结系数的算法进行了有益的尝试,并将之与传统方法进行对比,提出了一种固结沉降计算新方法。最后,通过工程实例,验证了研究成果的可靠性。     

基于球形硅微粉的新型透明黏土基本力学特性试验

透明土试验技术是近年来发展起来的一种新的变形可视化技术，包括透明土的制备和图像捕捉与处理方法等。通过此技术可以对透明土体内部的变形和渗流过程进行观测以实现土的三维变形、强度和渗流等问题的可视化研究。目前应用最多的透明土有2种：第1种是以熔融石英砂为土骨架，正十二烷和15^#白油的混合溶液配制透明砂土，第2种是利用无定型硅微粉配制的透明黏土。透明砂土已经有了较成熟的研究，然而针对透明黏土的研究还不够成熟和深入，应用光学技术搭配透明介质研究土体三维变形和流动规律时，有两点要求不可忽略，一是透明土需要通过激光束对其进行切面，再利用数字照相技术进行图像采集与分析，因此配制出的透明土透明程度要高；二是配制的透明土其基本力学特性要与真实土体性质接近。目前所研究的透明黏土存在透明度不高，强度太低等诸多问题。为此，选取球形硅微粉作为透明土骨架材料，15^#白油与正十二烷溶液混合溶剂作为孔隙流体配制新型透明黏土，对新型透明黏土进行直剪试验、一维压缩试验以及渗透试验，研究配制的新型透明黏土用于模拟真实黏土的可行性。试验结果表明：以球形硅微粉为土骨架，15^#白油与正十二烷溶液混合溶剂作为孔隙流体制作的新型透明黏土，其土体的强度特性和压缩系数与粉质黏土特性相似，可以满足模型试验要求。     

草类根系对坡面土强度及崩解特性的影响试验

坡面植被的固土防冲刷失稳作用往往取决于草类根系对坡面土强度和抗崩解特性的提高幅度。为研究草类根系对提高坡面土强度和抗崩解特性的影响规律,首先通过植草种植试验和观察,研究草类根系生长及竖向深度含根量分布规律,然后采用直剪试验得到不同根系含量或不同生长深度与根-土复合体强度的关系,并对添加不同含量根系的根-土复合体进行强度试验,比较种植活根系和添加死根系根-土复合体不同的强度特性。对路堑坡面植草根系原状土样和添加根系重塑配制土样进行崩解试验,比较分析坡面土壤的结构性、根系含量对植草坡面土体崩解特性的影响。结果表明：草类根系的纵横穿插与缠绕根网加筋作用使草类根系能显著增强根-土复合体的强度,种植根系的毛细根系及生物活性使其对土体强度提高的加筋效应远优于添加根系,其提高幅度与根含量呈线性增加关系;由于草类根系的缠绕包裹作用提高了土的强度,且草类根系在土体孔隙中的穿插能减少雨水入渗时的孔隙气压及封闭气体,从而使草类根系能显著提高根-土复合体的抗崩解特性;路堑边坡土体的结构性以及主根系衍生出大量毛细根系的存在,使添加根系重塑配制土的抗崩解能力远小于路堑边坡种植根系原状土;根土样在配制土中采用稻秸秆代替草类根系,在同样添加比例的情况下具有更高的抗崩解能力及加筋强度。