K0固结条件对上海软土强度和变形影响的试验研究

本文通过对上海淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土,在K_0固结条件下的常规三轴和真三轴排水剪切试验,探讨了K_0固结状态对上海软土强度和变形性能的影响规律,并与各向等压固结三轴排水剪切试验的情况进行了比较和分析。     

不同固结度尾矿泥动强度的试验和推求

饱和尾矿泥不同固结度和各种固结比条件下的固结不排水振动三轴试验，不但工作量大．而且由于尾矿泥很软，强度很低，难以进行高固结比试验。在总结了Kc=1．0、1，5、2．0，完全固结条件动强度试验规律基础上，采用适度外延方法，推导出不同固结度各种固结比下的动应力σd和动力抗剪强度指标Cd、φd。该方法解决了特软尾矿泥难以承受高应力、无试验资料的难题，可供确定各类软土动力参数参考。     

饱和粘土抗剪强度试验方法的比较

本文介绍了上海菜工程地基饱和粘土的无侧限试验、直剪试验及三轴不固结不排水试验的结果。分析结果证明,饱和粘土三种试验方法的抗剪强度参数差异甚小。     

深部重塑黏土长时高压K_0固结试验研究

静止土压力系数K_0是决定着深部水平地压、影响地下结构设计及安全分析的关键参数。深部土体在高地压下具有很强的流变性,导致固结应力、固结龄期等因素均显著影响土体的固结过程及其K_0值。采用巨野矿区深部典型黏土制备的重塑黏土试样,分别在固结应力8,10,12,14,16 MPa下,开展了固结时间为1,3,7,14,28 d条件下的K_0固结试验,获得了重塑黏土高压固结过程的K_0值,并分析了K_0值随固结应力、固结时间的变化规律。试验结果表明:深部重塑黏土的K_0并非一个常数,而是一个区间值,随固结时间和应力变化。黏土试样在固结前期K_0值较大,随着固结时间延长至14 d,土体K_0值迅速减小之后逐步趋于稳定,8~16 MPa下固结28 d时K_0值为0.466~0.636。     

循环荷载下尾矿砂的强度特性

本文结合齐大山尾矿坝的实际条件,通过动三轴试验,讨论了尾矿砂的固结状态对饱和动强度的影响,以及排水条件和固结应力比对饱和尾矿砂孔隙水压力增长规律的影响。     

铜尾矿压缩固结系数的试验研究

选取四川凉山矿业拉拉铜矿排放到小打鹅尾矿库的铜尾矿为试样,利用固结仪和改造的三轴仪,研究分析铜尾矿的固结系数及其变化规律。结果表明,固结压力对三种粒级铜尾矿固结系数的影响规律基本一致,随固结压力增大,固结系数先增加,且增速较快,达到峰值后再下降,下降速率越来越小,最后趋于一个稳定值。随着尾矿颗粒粒径变小,固结系数峰值变小,达到峰值时所对应的固结压力则呈增大趋势。铜尾矿渗透系数与孔隙比之间呈指数关系,固结系数随固结应力变化的关系式为Cv=[(1+e0)ln10×nk010m(e-e0)×σ']/(γwCc)。     

不同固结度尾矿泥CU试验和抗剪强度指标

在总结Kc=1.0、1.5、2.0完全固结条件CU试验规律基础上,采用适度外延方法求出了不同固结度尾矿泥的总应力抗剪强度指标Ф,该方法解决了特软尾矿泥难以承受高应力得不到试验资料的难题,可供确定各类软土动力参数参考。     

逐级堆排尾矿泥浆排水固结规律试验

设置竖向排水体可有效加快湿堆尾矿泥浆排水固结,提高土体稳定性。为研究排水体作用下逐级堆排尾矿泥浆排水固结规律,通过模型试验对其排水固结过程进行了模拟。试验结果表明:各层孔隙水压力与沉降在土体排水固结过程中变化并不完全同步,应力变化滞后于应变变化;停排期第35 d后孔隙水压力值降幅明显减小,由外加水头下自由水渗流转变为孔隙水渗流;进一步将逐级堆排尾矿排水过程分为沉降絮凝、絮凝压缩、絮体压缩固结、覆水自重固结阶段及自重压缩固结5个阶段;建立了排水体作用下尾矿孔隙渗流模型,并根据该模型计算排水体不同堆积高度最大影响半径,最大影响半径随尾矿的固结程度的提高而逐渐变小,第35 d后0.5 m及1.0 m堆积高度影响半径分别降低至约1.7 m及2.2 m。     

固结压力对土体性质的影响

对上海软粘土进行的大量固结不排水试验中发现,在不同的围压下土体表现出来的力学性质是有差别的。我们将常规三轴试验和平面应变试验中得到的应力—应变关系曲线和应力路径曲线进行了归一化处理,结果发现土体的固结压力对土体的力学性质有很大的影响。     

细粒含量对高应力尾砂不排水剪切强度特性的影响

通过三轴固结不排水试验,对饱和尾砂的剪切强度特性和颗粒破碎特性进行研究,讨论了试验中尾砂在不同细粒含量和围压条件下的应力-应变关系、孔隙水压力特性、应力路径和颗粒破碎程度。试验结果表明：在细粒含量小于15%时,高应力尾砂的剪切强度和软化程度随细粒含量的增大而减小。增加细粒含量使得孔隙水压力达到更高值,不同细粒含量时应力路径均属于完全软化-剪缩模式。颗粒破碎程度随着细粒含量的增大而减弱,且颗粒破碎程度与围压之间呈幂函数型增长关系。为此,建议在实际工程中尽可能采用粗颗粒尾砂筑坝,或采取其他工程措施,以提高尾矿坝体的稳定性。     

岩石在一般三维应力下控制应变的应力轨迹

为解释地下开挖空洞后岩体内的地压现象,需要掌握一般应力下岩石的变形和破坏特性。为此,考虑中间主应力的影响而兴起了真三轴试验。做为真三轴试验,一般加载过程有: (1)将最小主应力σ_3和中间主应力σ_2加到给定值后,保持给定值不变,同时增加最大主应力σ_1。对于σ_2=σ_3来说,相当于常三轴试验;     

考虑超载比和预固结荷载的吹填软土次固结特性试验研究

吹填软土具有明显的次固结特性,对地基处理的工后沉降具有重要影响,为明确吹填软土次固结特性及影响因素,该文通过对汕头吹填淤泥进行一维固结试验,分析其吹填软土主、次固结变形特性,并从卸载再压缩、预固结荷载、超载比等方面对次固结系数的影响进行了分析。结果表明:吹填软土主固结系数与固结压力呈指数函数的关系,次固结比和回弹次固结比均随超载比(卸荷回弹比)增大而增大,随预固结压力增大而减小,其与超载比和预固结荷载呈双指数函数关系。     

大孤山尾矿细砂力学性质试验研究

大孤山尾矿细砂的固结试验表明静止侧压力系数K0为0.23。应用三轴剪切渗透试验仪,对大孤山尾矿细砂进行了不同应力路径和固结度下的三轴压缩试验。通过3种不同主应力比下的固结不排水试验,获得了主应力比对尾矿细砂变形特性的影响。具体体现为在主应力比较小时,试样易发生变形突变导致破坏;不同的主应力比所反映的抗剪强度区别较大。不同固结度下的固结不排水试验结果表明:应力差峰值随固结度的增加呈先增加后减少的变化过程;固结后内摩擦角变小,但不同固结度的内摩擦角变化较小,随着固结度的增加,该尾矿细砂的黏聚力逐渐降低,这与细砂内孔隙水的含量减少有关。     

饱和原状黄土的液化及其影响因素的试验研究

用固结不排水方式对饱和原状黄土进行动三轴试验，分析了不同的有效围压、循环应力比、加荷频率、饱和度及超固结比对饱和黄土液化的影响。文献[2]认为黄土孔压因受到制约达不到围压，因而也达不到初始液化，试验表明，黄土可以达到初始液化，所以初始液化还是可以作为液化判别标准，研究还表明随着饱和度的减小，频率、超固结比的增大，饱和黄土的动强度有所提高。     

不同堆置状态粗粒土剪切强度试验研究

为研究不同堆置条件下排土场粗粒土的力学响应规律, 开展了终排土体固结排水三轴压缩试验和在排土体快剪试验。研究结果表明, 土体固结排水三轴压缩应力-应变曲线呈现先弹性后屈服再弱硬化的规律, 体积-应变曲线有拐点, 低围压时先剪缩后剪胀, 高围压时以剪缩为主。在排土体快剪试验具有峰值强度, 100~400 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移20%~30%之间, 且剪应力-位移曲线呈弱化趋势; 600~1 200 kPa时, 峰值强度出现在剪切位移30%~40%, 随剪切位移增加, 土体抗剪强度基本保持恒定或略有增大。不同堆置状态排土体抗剪强度参数取值各不相同。     

侧限高应力固结条件下胶结充填体强度特征及强度激发机理

由于围岩压力的作用,仅用实验室内单轴抗压强度(UCS)无法完全表征深部采场中的胶结充填体(CPB)强度特征。为了研究CPB在深部采场内的强度特征,设计了CPB试样的侧限高应力固结(CHSC)试验方法,开展了侧限固结应力为2.0、4.0、8.0、16.0和32.0MPa的CHSC试验,试验结果表明:侧限固结应力对CPB的强度激发效果显著,不同养护龄期CPB试样的强度激发程度不同,养护龄期与UCS(固结后)呈对数函数关系,固结应力与UCS(固结后)呈指数函数关系。通过电镜扫描对CPB试样在固结后的强度激发机理进行了分析,从微观角度解释了CHSC对CPB的强度激发原理。     

砾石料尾矿坝力学性质大型三轴剪切试验研究

某尾矿坝采用砾石料一次建坝方式建设,分两期实施。在开展二期工程前,对已填筑坝体砾石料的物理力学性能指标进行了系统测试,为坝体加高工程稳定性评价分析提供理论依据。现场取样进行颗粒分析表明,该筑坝料为级配良好砾,同时基于现场检测干密度指标,在室内开展了不同固结排水状态下砾石料的大型三轴剪切试验,以了解其在不同状态下的力学性能。试验结果表明:筑坝砾石料CD试验抗剪强度指标内聚力c为20 k Pa,摩擦角φ为31.8°; CU试验抗剪强度指标内聚力c为8 k Pa,摩擦角φ为29.2°; UU试验抗剪强度指标内聚力c为107 k Pa,摩擦角φ为4.0°。     

含水率对排土场黏土抗剪强度参数的影响

为得到排土场非饱和黏土强度计算公式,在常规三轴仪上对不同含水率的原状土和重塑土进行不固结不排水(UU)试验,分析强度参数黏聚力和内摩擦角与含水率之间的关系。结合试验结果,得到了非饱和黏土的抗剪强度计算公式。实际工程应用中,测得土样的含水率,可以计算得出非饱和土的抗剪强度。     

十字板剪切试验在软土地基勘察中的应用

十字板剪切试验(VST)是原位测试手段之一,对测定饱和软粘性土的抗剪强度和残余抗剪强度、地基承载力、判断软土固结程度、灵敏度、计算路基稳定性等方面有很好的效果。该文结合武汉四新地区工程实践来具体介绍十字板剪切试验在软土地基勘察的应用。     

饱和细粒尾矿大变形固结试验在尾矿库的研究及应用

基于gibson提出的大变形和非线性固结理论,描述出建立在拉格朗日坐标系下的大变形固结特征方程。结合华东某铜矿尾矿库细粒尾矿筑坝的研究项目,在对该尾矿库饱和细粒尾矿进行一系列固结试验的基础上,分析饱和细粒尾矿固结度在自重应力下与时间因素的演化过程,分析细粒尾矿固结度与颗粒组成、分层厚度等因素变化关系;并将理论计算值与离心机试验值进行对比,论证了大变形固结理论在细粒尾矿固结变形研究方面的适用性,并将试验成果应用于实例。