考虑土结构性影响的天然地基沉降分析与计算

原位沉积物由于土结构性的存在,应力水平和取样扰动对天然地基的压缩变形特性影响颇大。文章结合钻孔获得的原状土样,通过一系列室内物理力学试验,确定出结构屈服应力,并将e-logP压缩曲线以自重应力和屈服应力为界分为3段,对室内压缩曲线进行合理校正,再现土的原位压缩特性,充分考虑了土结构性对天然地基沉降的影响,使计算结果更趋合理,为地基处置方案的优化设计提供了理论基础。     

天津地区海相软土的固结特性分析

对天津附近软土,进行了高压固结和一般固结试验,探讨了原状和重塑软土的主次固结变形特性,研究了软土的固结系数,固结压力、孔隙比、压缩指数分别对次固结系数的影响关系.结果表明:根据软土在固结过程中的沉降量与时间关系曲线可确定主次固结界限.在同一固结压力下,原状土的主次固结系数均要大于重塑土.每级加载持续时间长的一般固结试验得到的次固结系数值要小于时间短的高压固结得到的Cα值.次固结系数与孔隙比呈反向关系,孔隙比e与次固结系数Cα满足四次多项式关系.在高压固结试验中,压缩指数与次固结系数大体满足线性关系,原状软土Cα与压缩指数Cc的比值近似为0.019 4, 重塑软土Cα与Cα的比值近似为0.0210.     

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。     

滨海低山区天然沉积硬粘土结构性试验评价

土结构性不仅赋存于少数灵敏度较高的饱和软粘土中,天然沉积硬粘土或多或少也受到土结构性的影响,会表现出与其相应重塑土截然不同的力学特性。针对依托工程试验场区的天然沉积硬粘土,通过对不同区域、不同深度的原状土样的颗粒粒度分析试验、高压固结试验等一系列室内土工试验,对该区域硬粘土的特性进行了探讨,并采用灵敏度参数(St和S?)、屈服应力比(YSR)对其结构性进行了评价。     

南宁外环膨胀土抗剪强度非线性特征及影响因素分析

以南宁外环膨胀土为对象,开展含低应力条件的不同干密度、不同初始含水率、无荷和有荷干湿循环作用重塑样、有荷干湿循环作用原状样的饱和慢剪以及重塑样饱和三轴固结排水试验,研究干密度、初始含水率、无荷和有荷干湿循环作用等因素对其低应力条件下抗剪强度的影响。结果表明:各抗剪强度包线均呈非线性特征,可用广义幂函数很好地拟合;低应力、干密度及初始含水率对饱和慢剪强度的影响显著;试件初始含水率相同时,干密度越大,强度越大;干密度相同时,初始含水率越大,强度也越大;随干湿循环次数的增加,无荷条件下土样的抗剪强度衰减强于有荷条件。     

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。     

结合水对软土次固结特性的影响机制研究

结合水对软土的工程特性具有重要影响，为研究结合水对软土次固结特性的影响机制，选取天津软土为研究对象，开展了结合水的等温吸附试验及原状土和不同结合水含量下重塑土的固结蠕变试验。从结合水角度对原状土的固结蠕变特性进行了探讨，并就结合水类型及含量对重塑土蠕变特性的影响机制进行了研究。研究结果表明：等温吸附试验中90%相对湿度节点为土中强、弱结合水的界限，98%相对湿度节点为弱结合水和自由水的界限；相应的，土中强结合水吸附量为13.2%，弱结合水吸附量为22.6%；另外，水化中心的改变导致强结合水阶段吸-脱附过程之间存在明显的滞后效应。原状土固结蠕变过程中，当固结压力p＞400 kPa后，土体的次固结受弱结合水控制，此时结合水排水比自由水困难许多，这是原状土次固结系数在400 kPa后开始逐渐减小的原因之一；原状土在整个固结蠕变过程中排出了12.1%的自由水和9%的弱结合水，没有强结合水排出。在强结合水范围内重塑土的次固结变形及次固结系数对结合水量的变化并不敏感，进入强、弱结合水共存状态后，结合水量对重塑土次固结的影响逐渐显现出来，次固结变形量及次固结系数随含水量的增加呈现加速增加的趋势，说明弱结合水是软土固结蠕变的主控因素。     

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。     

压力对膨胀土膨胀性的影响分析

在压缩仪上对原状膨胀土进行浸水饱和膨胀变形试验,分析了不同压力下的膨胀率、卸载回弹稳定后的无荷膨胀率以及超固结程度对膨胀率的影响。结果表明:压应力对膨胀率有较大的抑制作用,压应力越大,膨胀率越小;膨胀土经过不同的预压应力后,其无荷膨胀率有明显减弱,当大于前期固结压力后,受其影响较小;膨胀土的膨胀率受固结压力的影响较大,当固结压力大于前期固结压力,膨胀率增大明显。     

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。     

冻融循环对阳曲隧道黄土强度影响对比试验研究

为了研究冻融环境对黄土强度的影响,以山西阳曲1号公路隧道不同含水量的黄土为研究对象,设计冻融循环次数和含水量变化的对比试验,通过进行冻融前后的直接剪切试验,获得含水量不同的黄土经过不同次数冻融循环后的强度变动规律。结果表明： 原状土样和重塑土样在含水量变大的过程中,抗剪强度与黏聚力均在减小,内摩擦角基本保持稳定,但原状土样的抗剪强度与黏聚力始终高于同含水量的重塑土样。在含水量较高的情况下进行冻融试验,发现黄土干密度变化非常明显,此现象表明影响黄土冻胀劣化的主要因素是含水率的大小,黄土中水分含量越大劣化征象越显著。     

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。     

厦门地区含盐地层冻土力学性能试验研究

在海底地层中进行冻结法施工时,海水浸渍使地层中的含盐量增加,从而影响到形成冻土帷幕的物理力学性质。为了获得海底含盐地层的冻土物理力学参数,针对厦门地区地铁建设中涉及的含盐地层,从施工现场采集了原装土样,在试验室中完成了原状土及重塑土冻结后的物理力学参数测试,获得了不同地层的单轴抗压强度值。试验结果表明,重塑土样和原状土样的试验过程具有较好的一致性,获得的应力-应变曲线和强度值相差不大。同时,砂性土具有较高的强度和较大的弹性模量,而黏性土的单轴抗压强度相对较低,并呈现出明显的峰值现象。     

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。     

粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性

为了研究粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性,对74组花岗岩残积土的原状土及用作比较的重塑土进行了室内物理指标试验和室内直剪试验。结果表明：花岗岩残积土具有显著的区域差异性,兼具黏性土和砂土的特性,其黏聚力较大,内摩擦角较小;原状土的黏聚力高于重塑土,而两者的内摩擦角基本相同;重塑土和原状土的黏聚力都随着含水率的增加呈现出非线性减小并趋于稳定的变化趋势,但内摩擦角则随着含水率的增加在11°～16°的范围内波动,与含水率几乎无相关性;花岗岩残积土的黏聚力受颗粒组成、含水率、孔隙比等因素的综合影响,造成不同地点原状土的黏聚力和含水率之间的相关性不明显。该结论可为粤西北地区花岗岩残积土边坡的设计提供参考。     

南宁膨胀土的次固结特性试验研究

针对非饱和及饱和南宁膨胀土进行了一系列室内试验研究,探讨了该膨胀土样的非线性流变特性。试验结果表明：一方面,对于一定含水率的非饱和膨胀土,在加荷初期2h内,随荷载增加,应变迅速发展;当施加-的初始荷载较小时,6h后,试样应变随时间呈衰减趋势;当施加的初始荷载较大时,6h后,试样应变呈现非衰减小趋势,且含水率越大,非衰减趋势愈明显;饱和膨胀土样的e-lgt、e-lgp曲线与荷载是有关的;预压饱和土样的线胀率大约是无预压饱和土样线胀率的1倍。研究成果在理论学习及地基处理等方面都具有重大意义。     

孔压静力触探方法测定土体压缩模量应用研究

对湖南省某高速公路路基土采用孔压静力触探仪(CPTU)进行了原位测试,并取不同深度处的原状土样在室内测定其压缩模量。根据现场CPTU测试数据和室内压缩模量测试结果进行了土层的划分,评价了多个现有基于CPTU数据的土体压缩模量预估经验公式的适用性,进而建立了压缩模量与CPTU锥尖阻力之间的相关关系。研究结果表明：采用CPTU原位探测数据进行土层划分具有良好的可靠性,土体压缩模量与CPTU测试中的锥尖阻力之间存在强相关性。建立的基于CPTU的压缩模量预估公式可为量化软土层压缩特性提供参考,是公路工程中软土层路基沉降分析的科学依据。     

南宁膨胀土的次固结特性试验研究

针对非饱和及饱和南宁膨胀土进行了一系列室内试验研究,探讨了该膨胀土样的非线性流变特性.试验结果表明 一方面,对于一定含水率的非饱和膨胀土,在加荷初期2 h内,随荷载增加,应变迅速发展;当施加的初始荷载较小时, 6 h后,试样应变随时间呈衰减趋势;当施加的初始荷载较大时,6 h后,试样应变呈现非衰减趋势,且含水率越大,非衰减趋势愈明显;饱和膨胀土样的e-lgt、e-lgp曲线与荷载是有关的;预压饱和土样的线胀率大约是无预压饱和土样线胀率的1倍.研究成果在理论学习及地基处理等方面都具有重大意义.     

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。     

上海黏土力学特性试验及应用研究

修正剑桥模型是描述黏土弹塑性本构的重要临界状态模型。通过三轴应力路径剪切试验,给出了上海第5层黏土临界状态线斜率。通过K0固结压缩试验以及回弹试验,得到土体的压缩回弹对数体积模量。采用本文重塑土体参数以及原状土参数进行基坑开挖导致的土体位移有限元分析。结果表明,重塑土体参数较原有土体刚度有一定的减小,基坑坡顶位移及底部隆起采用重塑土体参数计算时,结果与原状土相比明显增大。