冻融作用下聚丙烯纤维土的抗剪强度增强特性

以粘性土为研究土体,在其中掺加聚丙烯纤维,设计不同冻融次数、不同纤维长度以及不同纤维掺量的正交试验方案,然后进行直接剪切试验,分析其黏聚力和内摩擦角的变化规律,研究聚丙烯纤维土在冻融循环作用下的抗剪强度增强特性。     

石灰改性黄土的强度特性试验研究

结合兰(州)武(威南)铁路二线建设,对石灰改性黄土进行了强度特性、抗冻融特性等试验分析研究,得出了石灰改性黄土的强度随养护龄期的增长而增大;而掺合比的影响并不是单一的比例关系,存在一个最佳石灰掺合比;石灰黄土的水稳定性可以得到很好的改善.最后探讨了石灰改性黄土的抗冻融特性,得出其抗冻融能力较差,这对石灰改性黄土的实际工程应用起到重要的参考作用.     

重塑黄土的强度特性及其影响因素的研究

通过对宝中铁路黄土路堤取样试验后所做的强度特性分析，得出了压实度与含水量对重塑黄土抗剪强度的影响程度及趋势，为预防和病害治理提供了相应的依据．     

基于抗高温的纤维混凝土强度特性研究

为了研究纤维混凝土经高温作用后的力学性能,通过试验研究了温度对聚丙烯纤维混凝土和钢纤维混凝土抗压强度、抗折强度和劈裂抗拉强度的影响,并与素混凝土作对比。试验结果表明,随温度的升高,混凝土强度逐渐降低,强度损失率逐渐增大,其中当温度超过600℃时强度损失率大幅增加;各温度下,钢纤维混凝土的强度远大于聚丙烯纤维混凝土,其对混凝土强度的改善作用显著,而聚丙烯纤维混凝土的强度虽然大于素混凝土,但当温度超过600℃后两者相差不大,此时聚丙烯纤维对混凝土强度的改善作用很小。     

加筋砂土三轴试验特性研究

两种不同的无纺布筋片加筋砂土三轴试验研究结果表明，无纺布加筋砂土强度指标Ｃ，φ值显著提高，加筋土强度随加筋试样所受围压和正规化加筋筋片间距ｈ／Ｈ减小而增加，无纺布筋片与砂土之间的相互作用可抑制砂土剪胀性，筋砂界面诱生摩擦角呈渐进性，这些研究结果对加筋砂土的性能机理研究及加筋土结构设计均有一定的指导意义。     

黄土路基强度规律

通过黄土压实后土体(压实土体) 的湿陷性、压缩性和抗剪强度等室内试验, 分析了压实土体的湿陷性、水分入渗对其饱和度、渗透系数等的影响和其抗剪强度随压实度和含水量的变化规律。试验表明, 黄土压实后土体仍具湿陷性; 含水量对压实土体的饱和度、渗透系数和压缩性等基本性质影响较大, 一般随含水量的增大其饱和度和压缩性显著减小, 而渗透系数在最佳含水量附近达到一个峰值; 对于压实土体抗剪强度, 其与含水量呈非线性变化关系, 而与土体压实度呈线性增长关系。结果表明, 严格控制土体含水量, 提高路基压实度标准是提高黄土路基整体稳定性的关键。     

纤维沥青胶砂的抗剪试验研究

根据沥青混凝土强度形成原理,用直接剪切、单轴压缩、间接拉伸和单轴贯入试验测试纤维沥青砂的抗剪强度指标——内摩擦角(?)和黏聚力c,探讨纤维沥青砂的抗剪特性,并分析3种试验方法对纤维种类和掺量的敏感性。     

三峡库区碎石土滑坡体抗剪强度研究

以奉节县三处典型滑坡体原位直剪试验为依据,分析了泡水前后碎石土抗剪强度及其与颗粒分布的关系;得出了碎石土的抗剪强度参数及其与碎石含量、含水量的关系;为类似滑坡治理和稳定分析提供试验依据及力学参数,以指导设计和施工。     

冻融循环作用下路基土抗剪强度变化规律分析

季冻区路基冻融现象严重威胁着公路运营安全,其根本原因在于冻融作用会导致路基土力学参数变化。选取三种不同土样,通过三轴试验,测试得到了不同冻融循环次数下路基土抗剪强度的变化规律,为季冻区路基材料选取提供依据。     

冻融作用下二灰黄土强度特性

进行了二灰黄土饱水强度试验、不同龄期二灰黄土在6次冻融循环作用下的强度试验和不同龄期二灰黄土在1次冻融循环后的强度增长试验, 分析了二灰黄土的强度特性。分析结果表明: 二灰黄土强度随龄期增长而缓慢增大, 长龄期二灰黄土饱水强度仅降低2.4%;低龄期二灰黄土经过1~6次冻融循环后, 强度平均降低19.0%, 长龄期二灰黄土强度基本不变, 只降低了2.4%;低龄期二灰黄土经历6次冻融循环后, 饱水强度平均降低47.9%, 4次冻融循环平均降低41.9%, 长龄期二灰黄土经历6次冻融循环后, 饱水强度平均降低14.6%, 4次冻融循环平均降低7.5%;3、7、14、28d龄期的二灰黄土经历1次冻融循环再养护至90d, 长龄期强度只下降了4.0%;长龄期二灰黄土已经初步完成60%的强度增长, 具良好的水稳定性和较好的冻融稳定性, 可以在冻土地区作为路基的底基层。     

含水量对非饱和黄土强度的影响

将非饱和土基质吸力对土体强度的贡献等效为小主应力增量, 通过分析土体极限应力莫尔圆的几何图形, 求得小主应力增量, 并认为土体在破坏时处于极限状态, 提出了粘聚力和内摩擦角同时变化时的土体强度计算方法, 得到了强度参数随含水量变化的函数关系式, 研究了非饱和黄土破坏时大主应力随含水量变化的关系曲线。分析结果表明:计算曲线与试验曲线的变化规律相同, 随着含水量的增大, 大主应力计算值和实测值的差异越来越小, 其相对误差最大值为11.63%, 最小值为1.59%, 说明该计算方法是可靠的;随着含水量的增大, 当粘聚力和内摩擦角同时变化时, 大主应力计算值较小, 当仅有内摩擦角变化时, 大主应力计算值较大, 两者相差1.26~2.17倍, 说明含水量的变化对非饱和黄土的强度有显著影响。     

黄土边坡坡面防护技术综述

针对黄土裸露边坡水土流失严重的问题,总结了黄土边坡坡面防护技术的重要研究成果,梳理了坡面工程防护技术的发展历程,探讨了边坡植被防护技术的主要研究方向与不足,分析了固化黄土的抗剪强度、水稳特性等护坡性能与效果,展望了黄土边坡坡面防护技术未来的研究趋势。研究结果表明：坡面工程防护技术包括圬工防护技术、骨架结构防护技术、土工格室柔性防护技术等,发展历程为圬工作业逐渐精细化,含细分框格的新结构、新材料、新工艺不断涌现;边坡植被防护技术一般从植被天然护坡效应、植生措施、植物选取搭配开展研究与应用,但由于忽略黄土本身较强的水敏性与较差的土壤肥力,导致坡面植被后续生长乏力,无法单纯依靠植被本身进行坡面防护;不同固化材料处理条件下黄土的护坡性能与效果各有特点,尤其生物胶与纤维可在生态效应和长期稳定性方面起到积极协同作用,使得胶-筋固化黄土表现出优良的抗侵蚀效果和土水保持能力,具有较大的应用潜力和前景;明确工程结构、植被、固化黄土一体化的综合生态护坡技术是边坡防护工程发展的必然趋势,同时提出应将固化黄土防脱技术、生态材料修复技术、边坡防护安全生态监测系统、护坡时效性评估方法以及植物搭配景观设计等方面作为未来的重点研究方向。     

循环荷载下重塑黄土变形特性

为研究主应力方向和大小耦合变化对土体应力-应变状态及非共轴性的影响, 采用空心圆柱扭剪仪对饱和重塑黄土开展一系列循环扭剪试验, 分析了应力-应变状态和非共轴角的变化规律及影响因素。试验结果表明: 轴向应变始终处于压缩状态, 环向应变先负向累积再正向累积, 径向应变基本处于受拉状态, 剪切应变的受拉与受压状态交替出现, 轴向、环向和剪切应变曲线的波动特性明显, 而径向应变曲线的波动特性弱, 说明循环荷载作用下各应变分量表现出不同的发展规律; 轴向和径向应变及环向和剪切应变变化幅值随中主应力系数的增大先增大后减小, 说明中主应力系数影响各应变分量的累积; 随着主应力方向角旋转范围的增大, 轴向和径向应变逐渐减小, 环向应变由负向往正向变化的趋势提前, 剪切应变变化幅值逐渐减小, 说明主应力方向角旋转范围影响各应变分量的发展趋势; 剪切和正偏应力-应变曲线滞回现象明显, 且刚度发生循环强化, 但剪切刚度的循环强化比正偏刚度更明显, 说明土体出现次生各向异性, 这是引起非共轴现象的内在因素; 非共轴角变化曲线随中主应力系数的增大先下移后上移, 随循环次数的增大而逐渐上移, 随偏应力幅值的增大其变化范围增大。可见, 循环荷载下中主应力系数、循环次数和偏应力幅值可显著影响饱和重塑黄土的应力-应变状态及非共轴性, 在黄土工程设计和本构关系研究中应加以考虑。     

浸水作用下二灰黄土的稳定性

对二灰黄土进行了不同干湿循环次数和不同浸水时间2种浸水作用下的强度试验和压汞试验, 分析了二灰黄土水稳定性。分析结果表明: 二灰黄土强度较高, 7 d龄期无侧限抗压强度可以达到1.33 MPa; 随着干湿循环次数的增加, 二灰黄土强度出现衰减, 经过2次干湿循环后二灰黄土强度就大幅度降低, 并趋于稳定, 经过10次干湿循环后二灰黄土无侧限抗压强度和抗剪强度降低幅度分别为42.8%、47.4%; 随着干湿循环次数的增加, 二灰黄土的总孔隙体积呈线性增加, 经过10次干湿循环后二灰黄土的总孔隙体积从0.200 1 mL·g^-1增大到0.238 3 mL·g^-1, 增加了19%; 在干湿循环过程中, 不同孔径孔隙体积变化规律不同, 大孔隙体积呈线性增加, 小孔隙体积和微孔隙体积基本上没有发生变化; 随着浸水时间的延长, 二灰黄土强度出现衰减, 经过2 d浸水后强度产生大幅度降低, 并随着浸水时间继续延长强度逐渐趋于稳定, 经过4 d浸水后二灰黄土无侧限抗压强度和抗剪强度降低幅度分别为33.6%、54.7%。可见: 在石灰与粉煤灰掺量较小的情况下, 水对二灰黄土的强度有明显的弱化作用, 浸水作用可导致二灰黄土强度降低, 干密度略微减小, 总孔隙体积增大, 但相对于未改性黄土, 二灰黄土仍然具有较高的强度和较好的水稳定性, 可以在黄土地区作为道路的底基层推广使用。     

黄土沟壑区湿软路基沉降预测模型

为合理考虑路基沉降预测时诸多影响因素的不确定性与随机性, 提出基于神经网络范例推理的路基沉降预测模型。以同类工程的成功经验为基础, 建立了基于神经网络的沉降范例检索模型, 在范例相似度计算中, 引入归一化效用函数, 通过神经网络的学习, 建立当前沉降范例与沉降源范例之间的相似关系, 最终实现当前沉降范例的沉降预测。对黄土沟壑区湿软路基沉降预测结果表明, 该模型具有较高的预测准确性, 预测值与实测值绝对误差小于10%。     

冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响

将冻结速度分别设定为3.33、1.67、1.11、0.83℃·h-1,在封闭条件下对不同含水率土样进行冻融循环,测试了不同冻结速度时土样的含水率、干密度、液塑限、抗剪强度及压缩性,分析了冻结速度对冻融黄土物理力学性质的影响规律.试验结果表明:经过冻融循环后,试样含水率普遍较初始含水率大,随着冻结速度的增大,含水率的增幅呈降低趋势;当含水率较低时,冻结速度对试样干密度影响较小,当含水率较高时,随着冻结速度的增大,试样干密度降低;土样液限随着冻结速度的增大呈增大趋势,塑限无明显变化;粘聚力随着冻结速度的增大总体呈增大趋势,内摩擦角随冻结速度的变化规律与试样含水率密切相关;冻融后黄土的压缩性较未冻结土样强,且随着冻结速度的增大,土样的压缩模量增大.     

砂夹层黄土路基水分迁移规律

以十天高速公路黄土路基为依托, 基于土水势原理提出了在路基土层放置砂夹层来减小黄土层浸水沉陷的发展, 采用室内模型试验, 在黄土路基中部与底部设置砂夹层, 模拟了路基毛细水上升、顶面渗水与边坡渗水的情况, 分析了路基含水率变化规律及其对路基整体强度和稳定性的影响, 并证实了砂夹层的减水阻渗效应。研究结果表明: 黄土路基模型初期水分迁移很快, 中、后期迁移越来越慢; 底部设置砂夹层的路基模块在地下水位上升32d内的体积含水率为24%~27%, 纯黄土路基模块的中、下部(路基顶面0.5m以下)的体积含水率约为60%, 水分最终的影响深度达到了1.2m;在纯黄土路基模块顶面渗水12d后, 体积含水率均超过了60%, 而在中部设置了砂夹层的路基模块在夹层下15cm处(路基顶面0.8m以下)的体积含水率小于40%, 在25cm处体积含水率小于30%。可见, 在压实黄土路基底部与中部设置砂夹层能够阻隔毛细水的上升和减缓水分下渗, 减小了路基内部含水率, 提高了路基的整体稳定性和强度。     

公路黄土坝式路堤稳定性计算方法

为提高公路黄土地区土工膜上游防渗斜墙式坝式路堤的稳定性,分析了地震力对路堤边坡稳定性的影响,引入地震力参数,采用计及条块间作用力的简化毕肖普法推导出路堤边坡稳定性系数计算公式;考虑坡面蓄水压力作用,利用力的平衡原理得出了路堤整体稳定性判定条件。路堤边坡稳定性的计算结果表明,地震力对坝式路堤的稳定性影响较大,稳定性系数在考虑地震力与不考虑地震力时最小误差为0.1(对应烈度为7°);滑出点在坡脚外的稳定性系数远远小于坡面的稳定性系数,边坡浸水稳定性系数小于不浸水稳定性系数,所以边坡稳定性检算应着重考虑滑出点在坡脚外稳定性和浸水稳定性;路堤整体稳定性计算结果表明实际沟底纵坡为2.872%时,路堤整体是稳定的,纵坡为10.000%时,是不稳定的,所以坝式路堤须设置在沟底纵坡较缓的冲沟上。