内河疏浚土抗剪强度随含水率变化规律的试验研究

疏浚土的综合利用在促进社会和谐发展、建设节约型资源、发展低碳经济方面具有举足轻重的作用。采用大变形多功能土工环剪仪,对京杭运河施桥船闸段疏浚淤泥土的物理力学特性进行试验分析,研究约束压应力对固化土强度的影响。结果表明,内河淤泥试样的密度、孔隙比、液限、塑限、液性指数、塑性指数等物理参数随着淤泥含水率的增加而降低;生石灰固化剂的添加能够明显改良淤泥土的物理参数;淤泥固化土料的压缩模量、黏聚力、内摩擦角受到轴向约束压应力的显著影响。实际工程中建议增大固化土料的轴向压缩应力以提高土料强度。     

宁波地区土层电阻率特性及主要参数相关性研究

结合宁波轨道交通1、2、3号线岩土工程勘察,利用Wenner等距四极法测定土体电阻率,研究了含水率、孔隙比、压缩模量对各土层电阻率影响及相关性,结果表明:宁波地区软黏土电阻率与物理力学指标含水率、孔隙比、压缩模量之间的相关性较好,土的电阻率随含水率、孔隙比的增大而减小,随压缩模量的增大而增大;不同土层的电阻率不同,黏土及粉质黏土的导电性优于砂土,为轨道交通供电、变配电、接触网及弱电设计提供依据。     

软土真空预压法加固效果分析

本文以缅甸某真空预压工程为依托,研究了真空预压等地基处理方法对缅甸软黏土层的加固效果。在真空预压前后,分别对各个钻孔的土样进行室内土工试验以及现场的标准贯入试验,再进行对比分析,研究真空预压法的加固深度和效果。得出以下结论:真空预压对缅甸软黏土有较强的加固效果,含水率、孔隙比、压缩系数变小,内聚力、内摩擦角、压缩模量、标贯击数变大,加固深度最大可达到地表以下19 m左右;而在加固深度范围内,其加固的效果随着深度的增大而不断衰减;真空预压对软黏土层加固,其含水率与孔隙比降低了10%~15%左右,压缩模量提高了15%~40%左右,标贯击数提高了50%~60%左右;另外,软黏土层中的淤泥质黏土层经过加固后定名变化为黏土,效果明显。     

钢板与砂泥岩混合填土接触面力学特性试验研究

基于直接剪切试验原理,研究了钢板与砂泥岩混合填土接触界面的剪切力学特性。试验中,钢板采用Q235钢材制作;砂泥岩混合土料采用弱风化砂岩和泥岩的破碎颗粒料按照5种不同的颗粒级配曲线以质量比8∶2配制。试验结果表明,钢板与砂泥岩混合填土接触界面的剪切应力-位移曲线可用双曲线拟合;抗剪强度可用摩尔-库伦强度准则来描述;抗剪参数粘聚力值随土体特性粒径d10,d30,d50,d60,d90的增大呈先减小后增大的抛物线型变化;摩擦角值随土体特性粒径d10,d30,d50,d60,d90的增大呈先增大后减小的抛物线型变化;粘聚力和摩擦角与土体不均匀系数和曲率系数的相关性不明显。     

天津碱渣土基本参数室内试验研究

为明确天津碱渣土的力学性质和基本参数,通过固结、直剪(慢剪、固结快剪以及快剪)、颗粒级配分析、液塑限联合测定等室内土工试验,对碱渣土试样压缩性、比重、强度参数、密度、渗透系数、颗粒级配、液塑限等进行测定。试验结果表明,碱渣土的孔隙比为4.44、含水率达198.1%、压缩模量为1.59 MPa、渗透系数为1.40×10~(-5) cm/s以及较高的液、塑限。相比具有相近孔隙比、含水率等物理力学指标的黏性土和淤泥土,碱渣土的抗剪强度高、压缩性低且渗透性好。通过室内土工试验测得的碱渣土参数准确,可为数值仿真和现场试验等提供数据支持。     

饱和粉土三轴等p应力路径试验特性研究

为了研究粉土结构受力拉伸和压缩演化过程,以饱和粉土为研究对象,采用振动三轴试验系统,进行饱和粉土等p应力路径试验,分析压缩和拉伸试验过程中粉土的变化,揭示受力影响下粉土变化规律及产生原因,探讨各类参数之间的关系,试验结果表明:拉伸试验和压缩试验中相同围压条件下粉土越密实应力峰值越大。同种粉土拉伸或压缩试验,围压越大应力峰值越大。干密度小的粉土拉伸试验和压缩试验孔压开始上升之后趋于平稳且相同粉土同种试验围压越高相同应变对应的孔压越高。干密度大的粉土拉伸试验和压缩试验孔压的曲线都会出现一个峰值且同种试验围压越大相同应变对应的孔压越大。拉伸试验有效应力比小于1,相同围压下粉土结构越密实有效应力比越大。压缩试验有效应力比最大值大于1,有效应力比随应变的增加趋于稳定,干密度大的粉土有效应力比随围压的增大而减小。研究成果可以为饱和粉土分布地区相关工程设计及施工提供试验数据参考。     

不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性及力学模型研究*

密实度影响港口地基工程的长期稳定性。为研究不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性，开展地基土固结排水三轴压缩蠕变试验。结果表明：1）随着干密度的减小，抽气饱和后土体含水率越高，轴向应变越大，蠕变行为更为显著。2）土体长期强度随着干密度的增大而递增，干密度增加抑制蠕变发展。3）地基土等时偏应力-应变曲线在低应力水平下表现出线性特征，较高应力水平下表现出非线性特征。基于试验成果，通过研究黏弹性模量与干密度以及荷载时间之间的关系，定义考虑不同干密度的黏弹性模量，基于分数阶微积分理论构建分数阶黏塑性体，从而得到新的不同干密度下的土体非线性蠕变力学模型。给出参数求解方法，验证所建模型可行性和合理性。分析瞬时弹性模量与干密度的经验关系，给出了类似粉质黏土地基土的模型参数建议取值区间。研究成果为粉质黏土地基土蠕变特性研究及港口地基工程长期稳定性分析提供一定参考。     

循环荷载作用下淤泥质黏土软化试验研究

针对连云港地区淤泥质黏土颗粒细、渗透系数小的特点,研究了循环荷载作用下土体的软化规律,提出该类土体软化指标.通过三轴循环荷载试验,得到累积轴向应变值和轴向应变值随着循环应力幅值比和固结压力的增大而增大;土样中平均孔压比随着循环应力幅值比的增大而增大;循环荷载的周期越大累积轴向应变和平均孔压值越大;在循环荷载作用初期,变形模量的弱化随着循环应力幅值比和循环周数的增大而更加显著.对试验数据进行分析,得出在风暴潮的波浪循环荷载作用下,连云港地区淤泥质黏土的模量和强度折减系数在0.75~0.80之间.     

浸水条件下前期荷载对砂岩颗粒料压缩-回弹特性影响

压缩-回弹特性是地基处理及基坑工程中沉降及回填变形分析的重要参考依据。由于砂岩颗粒料属颗粒类材料,浸水时前期荷载及干密度影响其压缩-回弹特性;采用应力控制式三联杠杆(高压)固结仪,探究浸水24 h后前期荷载及干密度对砂岩颗粒料压缩-回弹特性影响。结果表明:干密度相同时,随着前期荷载增加,砂岩颗粒料压缩特性逐渐减小;在相同卸荷比条件下,回弹率逐渐降低;前期荷载相同时,砂岩颗粒料压缩特性与回弹特性均随干密度增大而逐渐减小;砂岩颗粒料塑性应变随前期荷载增加、干密度增大而逐渐减小。     

气泡混合轻质土路基在高速公路沉降控制中的应用研究

气泡混合轻质土是一种人工制作的土工填土材料,具有密度比一般土体小,而强度可以达到甚至超过良好土体,强度和密度还可以按照需要进行一定的调整等良好的力学特性、隔热、隔音等性能。本文基于申嘉湖杭高速公路深厚超软地基上路段K2+428断面工程实例,介绍气泡混合轻质土换填施工工艺,并对采用FCB气泡混合轻质土换填加固技术控制的路基进行加固效果分析,研究表明,FCB气泡混合轻质土在公路工程中能够有效的减小沉降速率与控制工后沉降。     

探究钢纤维再生混凝土常规三轴压缩试验

利用三轴试验机对钢纤维再生混凝土完成单轴压缩与常规三轴压缩试验。试验结果显示,在单轴压缩与三轴压缩试验情况下。在一样的围压之下,钢纤维掺量增多,试件所能够承受的主压应力及轴向应变也会随之增大,并且围压下的应力应变曲线的趋势大致相同;同样掺入量的钢纤维再生混凝土,所能够承受的主压应力以及轴向应力会岁围压的增加而得到相应的增加;15MPa的围压情况下,其峰值应力大概是单轴压缩情况下的峰值应力的3.08到4.13倍;在同样的围压情况下,百分之二的钢纤维掺入量的峰值应力大概是普通的再生混凝土的1.15到1.54倍;15MPa围压的情况下,钢纤维再生混凝土的峰值应变比在单轴压缩情况下的峰值应变增大大约5.98到6.76倍。     

桩-网复合地基承载及变形特性的三维数值分析

采用有限元程序,利用数值分析的方法,讨论了桩-网复合地基承载及变形特性。对不同荷载水平下复合地基中单桩荷载传递特性、桩间土的沉降、桩间土上的应力及桩土应力比的变化规律进行了分析;同时分析了复合褥垫层的变形模量以及分层地基中第一层土的物性参数对桩土应力比和复合地基中土表面沉降及差异沉降的影响。     

沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响

为了研究沥青胶浆对沥青混合料粘弹性的影响,采用简单性能试验（SPT）对矿粉、添加剂和沥青三者组成的沥青胶浆进行研究,分析了粉胶比、纤维和水泥用量变化对沥青混合料粘弹性的影响。结果表明,粉胶比、纤维和水泥对沥青混合料粘弹性的影响程度不同,但沥青胶浆中添加适量的纤维、水泥后均可以提高混合料的抗高温变形性能。随着加入纤维量的增加,沥青混合料动态模量减小,而粘性增大;在胶浆中加入水泥对提高混合料粘弹性的效果不明显。另外,混合料动态模量随粉胶比的减少,先增大后减小,相位角逐渐增大。因此,在混合料设计时应注意对胶浆构成的比例,以达到改善沥青混合料粘弹性的目的。     

k_0固结饱和黏土的动剪切模量与阻尼比试验研究

开展一系列k_0固结饱和黏土的动三轴试验,研究了围压、初始静偏应力、加载历史3种因素对动剪模量-动应变(G-γ)和阻尼比-动应变(λ-γ)关系曲线的影响,并利用Hardin Drnevich公式对试验获得的G-γ关系进行了分析。结果表明,k_0固结黏土的G/Gmax-γ曲线与围压无关;G-γ曲线随初始静偏应力水平的增加逐渐下移,λ-γ曲线随初始静偏应力水平的增加逐渐上移;以累积应变作为加载历史的度量,初始动剪模量G′随不同累积应变的增大逐渐减小,并呈现良好的线性规律;不同累积应变条件下的G-γ关系可用初始动剪模量G′作为归一化参数,并具有良好的归一化特性;累积应变对λ-γ关系影响不大。研究成果可为场地的动力特性评价提供必要参考。     

考虑配合比的砂泥岩混合填料剪切蠕变力学特性

砂泥岩混合填料的配合比是影响码头地基承载性能及稳定性的关键因素。为研究不同配合比下砂泥岩混合填料土的蠕变力学特性,开展剪切蠕变试验。结果表明,在同一配合比下,随着剪应力加载等级的提高,瞬时、蠕变应变量及初始、稳态蠕变速率均呈逐渐递增趋势;当处于同样加载等级时,初始、稳态、极限加速蠕变速率及瞬时、蠕变应变量均随配合比中泥岩颗粒占比增大而呈递增趋势;混合填料长期强度折减较大,折减范围为50.53%～66.95%,长期强度随配合比中泥岩颗粒占比增大而递减。研究成果可为码头砂泥岩混合填料地基长期稳定性评价提供一定参考。     

基于OGDEN三阶模型的鼓型橡胶护舷非线性有限元分析及试验验证

根据材料拉伸试验结果,采用OGDEN三阶模型定义橡胶的超弹性特性,建立鼓型橡胶护舷非线性有限元分析模型,并进行了试验验证和性能分析,结果表明：试验结果和仿真结果具有良好一致性,证明了模型的正确性;护舷的吸能量随着压缩量的增加而稳定增长,反力变化可分为稳定增加、相对稳定、快速增加三个阶段;护舷中的铁片应力分布明显高于橡胶部分,最大应力的变化与护舷反力数值有很大相关性;护舷橡胶部分的MISES应力和最大主应变都随着压缩量的增加而线性增大,在第一阶段最大应力和应变从护舷外表面的上下拐角处转移到护舷中部对称面上,之后,随着压缩量的增加,护舷的最大应力和应变区域在这个对称面上开始由里向外发生缓慢转移。     

鼓型橡胶护舷非线性有限元分析及试验验证

根据材料拉伸试验结果,采用OGDEN三阶模型定义橡胶的超弹性特性,建立鼓型橡胶护舷非线性有限元分析模型,并进行了试验验证和性能分析,结果表明:试验结果和仿真结果具有良好一致性,证明了模型的正确性;护舷的吸能量随着压缩量的增加而稳定增长,反力变化可分为稳定增加、相对稳定、快速增加三个阶段;护舷中的铁片应力分布明显高于橡胶部分,最大应力的变化与护舷反力数值有很大相关性;护舷橡胶部分的MISES应力和最大主应变都随着压缩量的增加而线性增大,在第一阶段最大应力和应变从护舷外表面的上下拐角处转移到护舷中部对称面上,之后,随着压缩量的增加,护舷的最大应力和应变区域在这个对称面上开始由里向外发生缓慢转移。     

原状软土真空预压效果室内试验研究

针对印尼某项目地基软土具有细颗粒含量高、结构性明显、有机质含量高的特点,对高含水率、高液限、大孔隙比原状软土进行室内真空预压试验。结果表明:经过真空预压处理后,原状土样的密度和黏聚力指标略有增大,含水率、孔隙比和内摩擦角略有减小,而压缩模量基本无变化。因为土的液限、结构性和固结状态会影响真空预压法的排水效果,所以工程实施前应开展进一步的现场试验研究。     

疏浚淤泥废弃泡沫塑料轻质土的力学特性研究

为了处理我国港口航道工程的维护和建设中产生的大量疏浚淤泥,以疏浚淤泥为原料土,添加水泥及废弃泡沫塑料,开发出了具有较高技术经济效益的新型土工材料—疏浚淤泥废弃泡沫塑料轻质土。对某一特定配方的试样进行了无侧限抗压强度试验、各向等压压缩试验及三轴试验,并对疏浚淤泥废弃泡沫塑料轻质土的压缩、剪切特性进行了研究。     

气态水补给条件下不同类型土水分迁移规律及冻胀特性研究

使用自主研发的水分迁移和冻胀试验设备,对比分析砂土、粉质黏土、人工制备75%砂土+25%粉质黏土、25%砂土+75%粉质黏土在水汽补给条件下水分迁移规律及冻胀特性,研究了不同类型土试样冻结时间与含水率、温度场、冻胀量、冻胀力之间的变化规律,建立了不同类型土试样冻胀量和冻胀力的拟合公式。研究表明：土性对水分迁移影响较为显著,冻结7 d后,砂土试样峰值含水率达到22.1%;75%砂土+25%粉质黏土试样峰值含水率为17.1%,25%砂土+75%粉质黏土试样峰值含水率为10.1%,粉质黏土峰值含水率变化幅度不大。随着土中细粒含量的增加,试样温度场达到稳定所需的时间越长,冻结7d后不同类型土试样温度场均趋于基本稳定。冻结7 d后,不同类型土冻胀量和冻胀力差别较大,砂土试样冻胀量达到0.71 mm, 75%砂土+25%粉质黏土试样冻胀量为0.55 mm, 25%砂土+75%粉质黏土试样冻胀量为0.36 mm,粉质黏土试样冻胀量变化不大;不同类型土冻胀力随冻结时间的增加呈正相关线性关系,相同高度处试样冻胀力随着土中细粒含量的增加有所减小。