粘土矿物成分与剪切强度的相关关系分析

为探究矿物成分对土体强度的影响规律,对纯的粘土矿物进行扫描电镜和X射线衍射试验,确定其成分及微观组构. 对人工配制单一成分粘土,开展不同初始含水率状态下的直剪试验,分析了含水率对各单一矿物粘性土的粘聚力、内摩擦角的影响;对比不同粘土矿物人工配土抗剪强度随含水率变化规律,结合各单一矿物的微观组构特征,探讨了粘土矿物成分对剪切强度的影响. 研究结果表明:高岭石的粘聚力、内摩擦角均随含水率增大单调减小;伊利石和蒙脱石在含水率分别为18%和25%时出现粘聚力峰值;含水率小于20%时,蒙脱石内摩擦角随含水率增加呈线性增大;大于20%时,内摩擦角线性减小.      

含水率对水泥-钢渣复合固化疏浚土性能的影响*

为解决钢渣固化疏浚土水化速率慢、早期强度低的问题,将水泥与钢渣复合,以提高固化土早期强度。通过应力-应变曲线、无侧限抗压强度和弹性模量研究了含水率对水泥-钢渣复合固化疏浚土性能的影响,并分析水泥-钢渣复合固化机理。研究发现：复合固化土强度随疏浚土含水率的降低而增加;1.25倍液限固化土性能更接近1.5倍液限固化土性质。以疏浚土强度100 kPa为标准,试验研究了满足该强度标准的不同含水率水泥-钢渣复合配合比,对水泥-钢渣复合固化剂的实际应用有重要借鉴意义。微观分析表明,水泥钢渣复合作用机理主要是水泥水化和钢渣火山灰反应产生的水化硅酸钙和斜方钙沸石,能填充孔隙、黏结土颗粒、增强土骨架的承载能力。     

岛状冻土区应用生石灰桩复合地基效果评价

生石灰桩预融处理岛状冻土是一种新的地基处理技术,目前国内外相关研究极少.为明确生石灰桩复合地基在岛状冻土区的实际效果,依托漠河机场改扩建工程地基处理项目开展生石灰桩预融技术研究.通过对现场生石灰桩开展地温及变形监测、挖探及室内外试验,经过近1a的观测和试验,对生石灰桩复合地基的地温、桩径、干密度、含水率等关键参数的变化...     

铺设方式对新型土工织物排水效率影响的试验研究

新型土工织物是一种排水效率较高的土工材料,相比传统土工织物,能将路基内的水分更高效率、更大程度地排出。目前关于这种新型土工织物的排水机理已有一定研究,但关于其铺设方式对排水效率的影响还缺乏系统研究。鉴于此,基于新型土工织物的编织结构、排水方式和墨水消散试验,通过在砂土中铺设一层土工织物,开展不同铺设方式下的排水对比试验,研究新型土工织物不同铺设方式对排水量、砂土湿润锋,砂土含水率(体积、质量)的影响规律。研究结果表明：新型土工织物水平+垂直向上铺设、新型土工织物水平+垂直向下铺设、传统土工织物水平+垂直向下铺设收集到的水量分别较砂土自由排水多12.23%、10.41%和5.97%;新型土工织物排水效率受铺设方式的影响,新型土工织物水平+垂直向上铺设排水效率最大;新型土工织物水平+垂直向上铺设时,不仅增加了排水路径,还扩大了排水影响范围,使砂土形成一定的湿度差,产生的吸力差能驱使水分迁移,加之新型土工织物的毛细作用,更多的水分被导出;砂土自由排水时,自由水沿孔隙排出,砂土中铺设传统土工织物,虽增加了排水路径,加速了排水效率,但其是憎水材料,在非饱和环境下排水效率低。研究成果可为新型土工织...     

橡胶颗粒—废铸砂复合填料冻胀试验

通过对橡胶颗粒—废铸砂复合填料冻胀实验研究了橡胶颗粒掺入、水泥掺入比、含水率对冻胀率的影响,发现橡胶颗粒掺入量的增加阻挡了水分迁移的通道,水泥掺入比的增加降低了空隙之间的连通性,从而降低了复合填料水分迁移量,减少了冻胀量。     

土体断裂韧度K_(IC)试验研究

标准的三点弯曲试验,加荷方向与试样重力方向在同一条直线上,由于土体的抗拉强度很低,在进行土体的三点弯曲试验的时候,试样仅在自重的作用下就会断裂,即使不断裂,重力对测试结果也会产生很大的影响。根据三点弯曲的试验原理,将试样沿底边旋转90°,采用水平加荷的方式,使试样重力与加荷方向垂直,避开了重力对试验结果的影响,并使用自主研发的土体断裂装置测得了土体断裂韧度KIC。     

赤水河段公路堆积体力学特性及致灾机理研究

针对汛期蓉遵高速土城至赤水段路基地质灾害多发的问题,以K347滑坡为典型实例,通过工程勘察、现场试验、室内试验及数值模拟等手段,查明研究区工程地质条件及滑坡基本特征,掌握堆积体在降雨及干湿循环作用下力学变化特征,总结在降雨及河水位升降影响下的坡体稳定性变化规律。结果表明：含水率的升高及干湿循环次数的增加会导致土体强度发生不同程度的衰减;降雨及河水位升降会引起坡体内部渗流场发生变化,从而影响坡体稳定性;在区域环境长期影响下土体强度持续衰减是滑坡发生的内因,2020年7月初的暴雨导致坡体内部渗流作用达到极值则是滑坡发生的诱因。此类堆积体滑坡在土城至赤水段具有显著代表性,通过该研究可为此类滑坡的防治提供科学支撑。     

不同土层参数对砖石排水拱涵受力影响

为研究不同土层参数对城镇砖石排水拱涵受力特性的影响,依托红旗渠项目试验段建立有限元模型,分析了地基土层的承载力和泊松比、结构外侧土层的含水量和泊松比及覆土层厚度对砖石拱涵结构受力的影响。研究结果表明：随着地基土层承载力的增大,拱趾内侧压应力增大,拱顶内侧拉应力、拱圈变形及拱圈受拉区域均减小。随着结构外侧土层含水量的增大,拱顶内侧拉应力、拱趾内侧压应力、侧墙底部内侧压应力、拱顶竖向变形及拱圈受拉区域均增大,且结构外侧土层含水量为10%～20%时,含水量变化对拱涵受力及拱圈变形影响较大。随着地基土层或结构外侧土层泊松比增大,拱顶内侧拉应力、拱趾内侧压应力、侧墙底部内侧压应力及拱圈变形均减小。随着覆土层厚度增加,拱顶内侧拉应力、拱趾内侧压应力、侧墙底部内侧压应力及拱顶竖向变形均呈线性递增趋势,且拱圈受拉区域增大。且结论均与红旗渠试验段现场检测结果较吻合,该研究成果可为地下拱涵结构检测鉴定提供参考。     

含水空洞的探地雷达正演模拟与试验研究

针对隧道检测中识别不同含水率充填介质空洞的问题,采用GPRMAX软件对隧道衬砌背后充填不同含水率的黄土介质的空洞进行正演模拟,并将所得结果与模型试验的地质雷达时间剖面图进行对比分析。研究结果表明：探地雷达可以探测衬砌背后的空洞,观测其位置及大小;矩形空洞地质雷达反射波呈顶部扁平的双曲线特征,且充填介质的含水率对成像产生了影响。当充填介质含水率小于10%时,多次波反射较弱,充填介质含水率越低,成像双曲线特征越明显;当充填介质含水率高于20%时,成像双曲线特征及多次波反射随着含水率的增大逐步增强。该研究成果可为隧道衬砌结构背后缺陷内的充填物赋水状态的质量判断提供参考。     

基于含水率和温度变化的冻融黄土性能试验

为了解冻融作用对黄土路用性能的影响,以Q2黄土为研究对象,采用增湿法配制不同含水率试样,并在不补水条件下进行不同温度冻融循环后,分别开展液限、塑限、单轴固结及直剪试验,得出了Q2黄土液限、塑限、压缩模量、粘聚力及内摩擦角等物理力学指标与含水率、测试温度的关系.研究结果表明:天然含水率试样冻融后,塑性指数随测试温度降低而略有增大,土样压缩模量及抗剪强度随含水率增大而降低;测试温度对黄土力学性能的影响取决于试样的含水率,其中压缩模量随测试温度降低而降低,且其降幅与饱和度之间存在近似二次函数关系;当含水率小于临界值时,粘聚力随测试温度降低而增大,含水率大于临界值时粘聚力则减小;试样内摩擦角随测试温度的降低呈增大趋势,且含水率越大,内摩擦角的增幅越大.