干湿循环下红黏土边坡裂隙演变规律

为研究干湿循环下红黏土边坡裂隙的演变规律,采用室内边坡模型模拟日照-降雨干湿循环方式,并使用图像处理技术对获得的裂隙光栅图像进行二值化处理,提取了红黏土边坡裂隙率、裂隙条数、裂隙总长度、土块个数等定量化指标,分析了降雨-蒸发循环作用下裂隙指标的演变规律与干湿循环次数的关系。结果表明:导致红黏土开裂的主要原因是含水率梯度引起的土体上下部基质吸力的差异性,致使土体收缩不均匀,而土体的胀缩性、渗透性和脱湿速率的空间分布则是决定含水率梯度的关键因素; 裂隙的宽度、深度和裂隙率随干湿循环次数的增加先增大然后趋于稳定; 裂隙总条数、土块个数和裂隙总长度在第1次干湿循环后达到最大值,第2次干湿循环后均出现不同程度的降低,之后裂隙总数量趋于稳定,但裂隙总长度和土块个数在后期干湿循环中仍有小幅增大。     

玄武岩纤维对黏土干缩开裂特征的影响

黏土的膨胀收缩会导致裂缝的产生，裂缝的产生会显著改变其水理-力学性能，常引起各类工程地质问题。为了研究玄武岩纤维对黏土抗裂性的改善作用，进行了室内试验，对取自呼和浩特市郊区某建筑工地黏土，共设计5组试样以定量分析纤维掺量对黏土开裂的影响，并采用数字图像处理技术进行了分析，并结果表明：土体试样的开裂可分为三个阶段，分别为裂隙产生阶段、裂隙网格形成阶段、裂隙宽度扩展阶段；在掺入纤维的土体试样中，其裂隙之间的正交性会发生改变，并会产生更多的死端裂隙；玄武岩纤维抑制了土体的开裂，降低了裂隙宽度、裂隙比，随着纤维含量的增加，土体试样首次开裂所对应的含水率减小。     

棕榈丝加筋红黏土的无侧限抗压强度研究

红黏土是一种典型的特殊土,土体性质极不稳定,特别是遇水强度快速衰减,容易引发地基沉降或边坡坍塌等工程地质灾害。通过开展棕榈丝改良红黏土的无侧限抗压强度试验,研究不同棕榈丝掺量及长度对红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明,随棕榈丝掺量的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度相应增加;随棕榈丝长度的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度先增大后减小,棕榈丝加筋土的最优棕榈丝长度为20mm。棕榈丝可有效控制土体的变形,提高土体的残余强度。     

砂改良土击实特性研究

通过击实试验,研究了掺砂量对砂改良土击实特性的影响规律,结果表明,砂改良土的最大干密度随含砂量的增大而增大,增大的趋势先快后慢,且最大干密度变化量较小,砂改良土的最优含水量随含砂量的增大而减小,且减小的趋势先快后慢。     

高掺量磷石膏稳定红黏土胀缩特性

为研究高掺量磷石膏稳定红黏土胀缩变形特性,改变以往磷石膏和水泥作为外掺固化剂改良土的研究思路,把磷石膏和红黏土作为主要原材料,以水泥含量5%,磷石膏和红黏土比例1∶1、1∶2、1∶3的配比制作试样,研究不同含水率、不同压实度下素红黏土和磷石膏稳定红黏土胀缩变形特性。结果表明：素红黏土绝对膨胀率在0～3 h线性增加,3 h后基本达到稳定;磷石膏稳定红黏土绝对膨胀率在0～3 h缓慢增加,变形量小于素红黏土,3 h后变形量持续增加,在2 d左右超过素红黏土,表现出更大的膨胀性,膨胀稳定时间为10 d左右;磷石膏水泥稳定红黏土混合料绝对膨胀率相较于素红黏土膨胀变形具有滞后作用,磷石膏和水泥的掺入可以有效降低混合料前期的膨胀变形,且同一含水率条件下,磷石膏掺量越低,绝对膨胀率越大;磷石膏稳定红黏土初始含水率越低,绝对膨胀率越大;磷石膏稳定红黏土和素红黏土线缩率随含水率、压实度的增大而增大;水平收缩率随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小;相同含水率和压实度下,磷石膏水泥稳定红黏土线缩率大于素红黏土,水平收缩率小于素红黏土;高掺量磷石膏稳定红黏土7 d龄期无侧限抗压强度能够满足规范对二级及以下...     

生物炭对不同土体干缩开裂特性的影响及其机理研究

自然界许多土体失水干缩后常发育裂隙，引起各类工程地质问题，在土中掺入生物炭可以有效改变土体干缩开裂特性。本研究重点针对下蜀土、红黏土两种特殊土体，探究了不同掺量木质生物炭（0,0.01,0.03,0.05,0.1 kg/kg）对土体干缩开裂特征的影响，并结合微观结构分析及液塑限试验结果，阐明了影响机理。结果表明：(1)生物炭对于不同土体的影响有显著区别。生物炭能够加快下蜀土裂隙发育初期的速度，但会降低后期裂隙发育速度并抑制开裂；抑制效果随着掺量的增加而增强，裂隙比最高可下降32.2%。生物炭显著促进红黏土的裂隙发育，且促进效果随着生物炭掺量的增加而愈加明显，裂隙比最高可上升80.4%。(2)生物炭通过两种方式影响土体干缩开裂，一方面是作为非塑性材料占据土体可收缩空间；另一方面是影响土体颗粒的水化膜厚度进而影响土体膨胀。不同生物炭改性土体的开裂特性的不同取决于两种作用方式的相对强弱。     

含黏土粉细砂共振柱试验研究

使用GDSRCA共振柱试验系统研究了不同黏土掺量下粉细砂动剪切模量、阻尼比随动剪应变的变化规律及。结果表明:黏土掺量对粉细砂的动剪切模量和阻尼比有一定的影响,随着黏土掺量的增加,动剪切模量呈现出先减小后增大的趋势,当黏土掺量为40%时,动剪切模量最小;阻尼比先增大后减小,当黏土掺量为40%时,阻尼比最大。使用Hardin-Drnevich双曲线模型拟合动剪切模量比-动剪应变曲线的效果较好。     

铁尾矿砂改良膨胀土基本工程性质试验研究

研究利用工业废料铁尾矿砂作为添加剂改良膨胀土的可行性与改良效果。通过室内试验,对尾矿砂改良土的基本物理性质指标、膨胀性指标、强度指标以及微观结构进行了研究。试验结果表明,随着掺砂率的增大,试验土样的界限含水率及塑性指数都减小;自由膨胀率、有荷膨胀率和膨胀力等膨胀特性指标随掺砂率的增大均降低。无侧限抗压强度和黏聚力随着掺砂率的增加先增大后减小,在掺砂率为30%时达到最大;内摩擦角随着掺砂率增大而增大。通过观察SEM试验结果,发现在掺砂率为30%时,改良土结构处于最稳定状态,说明掺铁尾矿砂改良膨胀土具有显著效果,为膨胀土改良提供了一种新方法。综合考虑各项指标,认为铁尾矿砂改良膨胀土的最佳掺入比应为30%。     

季冻区水泥/黏土改良风积沙力学性能试验研究

通过5组不同掺比的水泥和黏土对风积沙进行改良试验研究,采用三轴压缩试验对不同水泥/黏土掺量的风积沙的改良效果进行讨论.研究结果表明:在黏土掺量为10％时,风积沙改良土的最大干密度随着水泥掺量的增加而增加;剪切峰值强度随着水泥掺量的增大而增大,且增长率在逐渐降低;风积沙改良土的黏聚力随着水泥掺量的增大而增大,且水泥在2.5％掺量时黏聚力相比于其他水泥掺量时增长率更加显著.     

磷尾矿改良膨胀土动变形与动强度特性试验研究

利用GDS真/动三轴仪,进行磷尾矿掺量0%,3%,7%,11%及围压100,150,200 kPa下的改良膨胀土一系列动三轴试验;探讨不同围压不同磷尾矿掺量对改良膨胀土动应变-动应力(ε_d-σ_d)关系、动弹性模量、动强度及其指标变化规律的影响。试验结果表明:改良土ε_d-σ_d曲线随着磷尾矿掺量增多先上移后下降,最优掺量为7%;动弹性模量E_d随动应变ε_d增大而减小,ε_d≤0.2%时,动弹性模量减小迅速,εd0.2%时,土体进入塑性发展阶段,E_d减小变缓;动强度曲线符合幂函数关系,动强度随围压增大而增大,随磷尾矿掺量增加先增大后减小,相对于纯膨胀土,最大提高约40 kPa,增加量约30%;改良土动黏聚力c_d随磷尾矿掺量先增大后减小,相对于纯膨胀土最大提高约9 kPa,增加量达36%,磷尾矿掺量对动内摩擦角φ_d影响较小。通过非线性拟合动强度参数与磷尾矿掺量关系,给出动强度计算公式。     

棕榈丝与麦秸秆丝加筋土无侧限抗压强度比较

为加深在加筋土领域的研究和解决土的强度降低问题,基于对上海及周边地区的实地考察,选择了区域存有量较大的两种筋材——棕榈和麦秸秆作为土体加筋材料。试验结果表明:(1)麦秸秆丝加筋土其无侧限抗压强度试验:适宜加筋率和加筋长度分别为0.8%和15 mm。在适宜的加筋条件下,麦秸秆加筋土的无侧限抗压强度与素土相比略有提高。(2)棕榈加筋土无侧限抗压强度试验:棕榈为纤维状,同样,以同量加筋率和加筋长度作为影响因素,在相同的试验条件和试件尺寸下,适宜加筋率为0.8%,适宜加筋长度为15 mm。与素土相比,棕榈纤维明显提高了土的无侧限抗压强度和抗变形性能。(3)无侧限抗压强度试验确定棕榈与麦秸秆都可以改良土的抗压强度以及抗变形性能,并且棕榈加筋土的抗压强度与抗变形能力与麦秸秆加筋土相比,强度提高更明显。棕榈加筋土的应力应变关系曲线表现为应变强化型,破坏时试件的整体性依然很好;麦秸秆的应力应变关系曲线为应变软化型,应力峰值过后,随着应变的增加,应力迅速减小。因此,棕榈与麦秸秆均适宜作上海地区粘土的加筋材料,并且棕榈加筋效果优于麦秸秆。     

棕榈纤维加筋土强度特性试验研究

通过无侧限抗压与直接剪切试验,研究了不同干密度与加筋率对棕榈纤维加筋土强度特性的影响。试验过程中,设置干密度为1.55 g/cm~3、1.6 g/cm~3、1.65 g/cm~3,加筋率为0、0.2%、0.4%、0.6%,在最优含水率下进行正交试验,并对其加固机理进行分析。结果表明:棕榈纤维可有效提高试样的无侧限抗压强度和抗剪强度。在含水率和干密度一定时,加筋黏土的抗压强度与抗剪强度随加筋率增大而增大;当加筋率超过最优加筋率0.4%时,试样的无侧限抗压强度反而随纤维含量的增加而降低。棕榈纤维与土颗粒通过摩擦力与黏聚力结合,在适宜加筋率下,纤维相互交织形成空间网状结构,增加了试样强度。随着加筋率持续增大,纤维在试样内部交织成团,纤维与土颗粒有效接触点降低,破坏了试样完整性,削弱了加筋效果。研究结果为棕榈纤维加固土体的理论研究与工程实践提供参考依据,以期减少土岩边坡滑坡、泥石流等地质灾害的发生。     

聚丙烯纤维参数对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响

利用圆环法测试研究了聚丙烯纤维掺量、长度、几何形状等参数对水泥砂浆在硬化阶段抗干缩开裂性能的影响．实验结果表明：三叶形聚丙烯单丝纤维的掺加能明显改善水泥砂浆在硬化阶段的抗干缩开裂性能，且其掺加的量越多，水泥砂浆的抗干缩开裂性越好；聚丙烯纤维横截面形状不同，其对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果也不同，其中横截面为三叶形的聚丙烯单丝纤维对水泥砂浆抗干缩开裂性的作用效果较好；掺入的三叶形聚丙烯单丝纤维长度越长，水泥砂浆的抗干缩开裂性越好；三叶形聚丙烯单丝纤维经表面处理后，其对水泥砂浆抗干缩开裂性的影响有所增大．     

玄武岩纤维加筋黏土三轴试验研究

按纤维与干土质量的百分比0.0%,0.1%,0.2%,0.3%和0.4%配制了玄武岩纤维加筋黏土试样,在控制干密度的条件下,对试样进行了一系列三轴固结不排水剪试验。试验结果表明:(1)玄武岩纤维加筋黏土试样的破坏形态均呈鼓胀型,为明显的塑性破坏;(2)采用玄武岩纤维加筋,能够显著增加黏土的有效黏聚力,但对有效内摩擦角影响不大,当纤维掺量为0.3%时,土体的有效黏聚力最大;(3)玄武岩纤维加筋黏土的应力–应变关系总体表现为弱硬化型,可以用双曲线来拟合,在纤维掺量相同时,其拟合结果的参数b随围压的增大而减小,在围压相同时,参数b随掺量的变化规律与围压大小有关。     

纤维对水泥混凝土早期塑性开裂性能及抗冲击性能的影响

依据现行标准,对不同纤维掺量的改性纤维水泥混凝土试件进行了早期收缩开裂试验.结果表明,纤维的加入可缓解和抑制水泥混凝土试件早期塑性收缩裂缝的产生和发展,减少并细化裂缝,且随纤维掺量的增加,这种效果更加明显.     

短切玄武岩纤维加筋膨胀土的试验研究

玄武岩纤维是一种新型的纯天然绿色纤维。本文将分散的玄武岩纤维丝掺入膨胀土中,研究玄武岩纤维加筋膨胀土的强度与变形特性。试验中,按纤维含量与干土质量比分别为0.0%,0.2%,0.4%和0.6%的比例配制试样。通过室内试验,研究表明:纤维的增加可抑制膨胀土的胀缩性;增加纤维含量,土的无侧限抗压强度和抗剪强度均有所增大,当纤维含量超过最优加筋量0.4%时,加筋膨胀土的无侧限抗压强度和抗剪强度反而会降低。因此,通过掺加玄武岩纤维增强材料,可以获得强度和韧性更高的纤维膨胀土,为膨胀土性质的改良提供一种可借鉴的方法。     

冻融循环作用后玄武岩纤维混凝土的断裂性能

在带切口梁的三点弯曲试验中,采用数字图像相关(DIC)技术观测玄武岩纤维混凝土(BFRC)试件的全场变形,基于DIC技术的水平应变云图和水平位移云图确定试件的起裂荷载和裂缝开口位移,并研究冻融循环次数和玄武岩纤维掺量对BFRC试件断裂能、延性指数和等效断裂韧度的影响.结果表明:玄武岩纤维的掺入能够提高BFRC试件在冻融条件下的断裂能,但提高程度不如冻融损伤带来的下降程度大;BFRC试件的延性指数随玄武岩纤维掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,而随冻融循环次数的增加呈现上升趋势;冻融损伤主要降低了BFRC试件在微变形阶段和小变形阶段的等效断裂韧度,在中变形阶段的降低程度有限,在大变形阶段降低程度已不显著,而玄武岩纤维的增韧作用在混凝土变形的各个阶段都比较显著,且增韧程度为微变形阶段最小,小变形阶段较低,中变形阶段较高,大变形阶段最高.     

钢纤维大粒径混凝土断裂性能研究

针对水利工程对大粒径混凝土增韧限裂的要求，进行了二级配骨料钢纤维混凝土的断裂性能试验，得出了在不同钢纤维体积率下的断裂韧度和断裂能，并通过方差分析了钢纤维长度、骨料粒径和试件尺寸等对钢纤维混凝土断裂韧度的影响。结果表明：钢纤维的掺入明显提高了二级配混凝土的断裂性能，对其有良好的增韧效果。