不同掺加剂改性膨胀土的试验研究

运用离子土壤固化剂(ISS)、生石灰、消石灰对南水北调中线工程中的膨胀土进行改良试验。根据不同配比改性土的阿太堡试验(液塑限以及塑性指数试验)结果,选定ISS溶液改良该研究区3种膨胀土的最优配合比为1∶250。依据颗粒分析试验、界限含水量试验和膨胀试验结果,确定生石灰和消石灰的最优掺合比为6%。分析了改性前后膨胀土的基本物理特性以及变形规律。通过分析改性前后膨胀岩土的物理指标得出:原岩中,白色泥灰岩属弱膨胀土,红色泥灰岩属中膨胀土,黄色黏土岩属中-强膨胀土,各种掺加剂对3种膨胀土改性前后基本物理指标的影响是不同的。自由膨胀率试验表明:掺加剂只能抑制而不能消除膨胀岩土的膨胀性,其对中-强膨胀土的抑制效果更明显。最后初步探讨了掺加剂改性膨胀土的机理。     

膨胀土水泥改性试验研究

膨胀土是一种特殊的黏性土,具有遇水膨胀、崩解、软化,失水收缩、干裂、硬化等工程特性,膨胀土掺入水泥后其工程特性会发生改良。选取南水北调中线工程南阳段中膨胀土,进行水泥改性研究。通过改性后的自由膨胀率试验,确定水泥的最佳掺量;通过胀缩特性试验,研究水泥改性对降低膨胀潜势的改良效果;并通过无侧限抗压强度、压缩等力学性质试验,研究水泥改性对抑制膨胀土强度软化、模量减小的效果。为膨胀土现场水泥改性的设计施工提供科学的、有价值的依据。     

滤纸法测定非饱和膨胀土土水特征曲线试验

针对现实中土体含水量任意变化的情况,采用滤纸法测定非饱和膨胀土任意循环路径下对应的总吸力和基质吸力,得到了任意含水率变化下的总吸力曲线和土水特征曲线。将曲线进行拟合,利用毛细滞回内变量模型进行计算,通过与试验结果对比,验证了该模型对于膨胀土的适用性。结果表明:滤纸法测得的土水特征曲线与传统方法测得的曲线大致相同。含水量任意变化下的曲线不与完整脱、吸湿曲线重合,相同含水率下,脱、吸湿开始点之间含水率差值越小,脱湿后吸湿的曲线,基质吸力越高;吸湿后脱湿的曲线,基质吸力越低。毛细滞回内变量模型适用于非饱和膨胀土,计算结果与实际值能较好吻合。     

荆门压实弱膨胀土孔隙比-含水率-吸力特征的滞回效应

为探讨水力路径对膨胀土土水特征与体变特征影响中的滞回效应,以压实度为90%的荆门弱膨胀土为研究对象,采用轴平移技术和等压湿度控制法,开展了控制吸力条件下的脱、吸湿试验,获得了0~391 000kPa吸力范围内的孔隙比-含水率-吸力关系的滞回效应规律,结论如下：（1）重力含水率-吸力关系的滞回效应显著。吸力小于10 000kPa的区域,脱湿边界线与吸湿边界线间涵盖了较大范围;吸力大于10 000kPa的区域,滞回效应弱化。脱湿与吸湿边界线并不平行,前者拐点处的斜率明显大于吸湿边界线的相应值。Fredlund-Xing模型能够很好描述土水特征的脱湿与吸湿边界线。脱、吸湿边界线均可分别通过2个特征点划分为：边界效应区、过渡区与残余区;残余吸力与进水值均可取为359 100kPa;进气值为72kPa;出气值为10kPa。（2）孔隙比-吸力关系呈现出显著的滞回效应。利用3 参数指数函数可以很好地分别描述主脱、吸湿路径下的孔隙比-吸力关系。（3）孔隙比-重力含水率关系的滞回效应并不显著。采用2参数指数函数可较好地统一描述不同水力路径下的孔隙比-重力含水率关系。（4）饱和度-吸力关系呈现出显著的滞回效应,其脱、吸湿边界线也可用Fredlund-Xing模型分别描述。（5）体变特征的脱湿速率效应显著。     

荆门压实弱膨胀土孔隙比－含水率－吸力特征的滞回效应

为探讨水力路径对膨胀土土水特征与体变特征影响中的滞回效应，以压实度为90 %的荆门弱膨胀土为研究对象，采用轴平移技术和等压湿度控制法，开展了控制吸力条件下的脱、吸湿试验，获得了0～391000 kPa吸力范围内的孔隙比－含水率－吸力关系的滞回效应规律，结论如下：(1) 重力含水率－吸力关系的滞回效应显著。脱、吸湿边界线间涵盖了较大区域；脱湿与吸湿边界线并不平行，前者拐点处的斜率明显大于吸湿边界线的相应值。Fredlund-Xing模型能够很好描述土水特征的脱湿与吸湿边界线。脱、吸湿边界线均可分别通过2个特征点划分为：边界效应区、过渡区与残余区；残余吸力与进水值均可取为359100 kPa；进气值为300 kPa；出气值为8 kPa。(2) 孔隙比－吸力关系呈现出显著的滞回效应。利用3参数指数函数可以很好地分别描述主脱、吸湿路径下的孔隙比－吸力关系。(3) 孔隙比－重力含水率关系的滞回效应不显著。采用2参数指数函数可较好地统一描述不同水力路径下的孔隙比－重力含水率关系。 (4) 饱和度－吸力关系呈现出显著的滞回效应。该滞回效应可利用描述土水特征的Fredlund-Xing模型和描述体变特征的3参数指数函数组合描述。 (5) 体变特征的脱湿速率效应显著。     

水泥及石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响

以南水北调中线工程淅川段的膨胀土为研究对象,分别采用水泥和石灰对膨胀土进行改良,其掺量分别为2%、4%和6%,在分别养护7 d和28 d条件下,进行直剪试验,研究水泥和石灰掺量对改良膨胀土抗剪强度的影响。研究表明:水泥和石灰均能有效地抑制膨胀土的膨胀性,并且随着掺量的提高、养护时间的加长,改性膨胀土的抗剪强度、黏聚力和摩擦角进一步得到提高;水泥相对于石灰对膨胀土抗剪强度影响更大。     

善溪冲水库引水渠虾子包旱渡槽膨胀土改良试验研究

以善溪冲水库引水渠虾子包旱渡槽为例对膨胀土进行改良研究,通过选取3种类型的膨胀土,分别加入6种不同的添加剂,形成18组样本,分别进行试验。试验表明,不同种类的添加剂对不同类型的膨胀土的影响不同,但都使膨胀土的膨胀性有所降低,效果显著;3种添加剂对降低膨胀土的膨胀率中,生石灰与ISS结合会使得膨胀率下降最为明显,改良效果最好。因此,在实际应用中,同时加入生石灰与ISS会使膨胀土的改良效果最佳,可以解决膨胀土在工程应用中的膨胀问题。     

土壤稳定剂-聚丙烯纤维复合改良膨胀土的试验研究

针对常规单一方法改性膨胀土效果不佳的问题,利用土壤稳定剂及聚丙烯纤维复合改良膨胀土物理力学特性,抑制内部裂隙扩展。基于自由膨胀率、水稳试验、无侧限抗压强度试验获得单掺土壤稳定剂的最优稀释比及单掺聚丙烯纤维的最佳纤维掺量。同时在干湿循环条件下,基于宏观力学强度试验及细观裂隙、微观孔隙观察,分析土壤稳定剂-聚丙烯纤维复合改良膨胀土的效果。研究表明:土壤稳定剂可有效降低膨胀土的自由膨胀率,增强膨胀土的水稳性,改性膨胀土的最优稀释比为1∶150（体积比）;聚丙烯纤维的加筋作用能有效提高膨胀土的无侧限抗压强度,且最佳纤维掺量为0.20%（质量比）;聚丙烯纤维与土壤稳定剂共同发挥作用,复合改良膨胀土后能有效提高土体的无侧限抗压强度,且强度衰减速率得到抑制,膨胀土细、微观裂隙扩展速率得到有效控制。本研究可为土壤稳定剂及聚丙烯纤维复合改良膨胀土的工程应用提供参考。     

微生物改良膨胀土的试验研究

利用微生物对南宁—百色地区膨胀土进行改性试验研究,通过添加不同菌株的自由膨胀率试验,筛选出对膨胀土胀缩性影响较大的菌株。将筛选出的菌株添加至膨胀土中,对土体进行直剪试验、膨胀性试验、收缩试验等。试验结果表明,改性土抗剪强度增大,膨胀性指标降低,线缩率减小,膨胀土经改性为弱膨胀土。     

石灰改良膨胀土的水稳定性研究

为研究石灰改良膨胀土的水稳定性,以某边坡弱膨胀土及石灰改良膨胀土为研究对象,进行了击实试验、无侧限抗压强度试验和压缩模量试验,并引用其他学者的相关土水特征曲线(SWCC)试验结果,分析了石灰改良膨胀土的水稳定特性。结果显示石灰改良膨胀土的可击实范围比素土宽,且最优含水率和最大干密度随掺灰率的增大分别线性增大和线性减小;石灰改良膨胀土经过1 d的吸湿后,无侧限抗压强度与压缩模量降低幅度最大,之后随着吸湿天数的增加,无侧限抗压强度和压缩模量降低的幅度逐渐减小,最终趋于稳定;经过1次干湿循环后,无侧限抗压强度降低幅度最大,之后随着干湿循环次数的增加,无侧限抗压强度降低幅度逐渐减小。试验后的石灰改良膨胀土强度及模量的衰减程度较素土有了较大幅度的降低,表明石灰改良土的水稳定性有了较大的改善。此外,SWCC的研究表明石灰改良膨胀土的水稳定性得到了较大幅度的提高。     

水泥改性土及水泥土处理膨胀土地基技术

南水北调工程一期工程陶岔—沙河南淅川段膨胀土的分布范围较广,鉴于膨胀土遇水膨胀、失水收缩的特性,膨胀土地基需要处理后才能使用。根据地基土自由膨胀率的不同,添加不同比例的水泥,通过控制成品的离散系数和压实系数,以及控制过渡层的施工技术,达到改良膨胀土地基的目的。实例验证表明,采用水泥改性土或水泥土处理膨胀土地基可明显改善地基的性质,施工效果良好。     

含硫酸盐土壤的水泥土试验研究

水泥土搅拌法是处理软土地基的一种常用方法,但当土壤中含有较多硫酸盐时,其会对水泥土产生腐蚀,可能导致水泥土的崩解。为提高水泥土的抗硫酸盐侵蚀能力,保证搅拌桩的耐久性,进行了掺矿渣微粉水泥土的试验研究。     

基于土拱理论的土体坍塌机理研究

在均质堤基或典型双层堤基中由于各种原因形成土洞,其轮廓线是拱形.将土拱近似为三铰拱,应用结构力学中三铰拱合理拱轴线的求解方法,推导了土拱的近似合理拱轴线方程.应用太沙基提出的土拱效应存在条件,推导了在粘性土和无粘性土的土拱的最小拱高和最小拱厚计算公式,分析了拱形参数的合理性及形成稳定土拱的条件.应用本文的土体坍塌机理研...     

华南红土区水土流失问题

中国南方水土流失大致可分为两种,即散流侵蚀和沟谷侵蚀。红土区多属沟谷侵蚀。从上而下分集水盆、沟谷和冲积扇三部分。集水盆盆边四周常形成一道崩塌小崖,称为“崩口”或“崩岗”,雨季大量崩塌沙泥,由沟谷挑出,并在谷口形成冲积扇;冲积扇可摧毁房屋、禾田、道路和河流。在花岗岩区,红土层可分四层,即红土层、沙土层、石卵层和风化基岩。土壤侵蚀如发育在红土层上,则成为崩口型(德庆型),如果红土层已被蚀去,发育在沙土层上,则成为沟谷型(五华型),如二层皆被蚀去,则发育成为“石蛋地形”,散流作用为主了。     

分散性黏土在麦洛维工程黏土心墙坝中的应用

根据麦洛维黏土心墙坝分散性黏土的设计修改与开采,介绍了分散性黏土的两种改良办法,并对分散性土作为防渗料时对反滤结构的要求进行了探讨,对以后类似项目具有参考作用。     

水泥土搅拌桩在软土地基基础中的应用

文章针对具有典型意义的软土地基基础，提出用水泥土搅拌桩复合地基处理方案，代替灌注桩方案，取得了良好的经济效益，最后通过静载试压，动力检测，抽芯试验，确保了工程质量。     

不同土壤结构对冻土深度影响探讨

根据我国北方某大型工程厂区内不同位置实测的12月至翌年3月的逐日冻土深度资料情况,证实了土壤结构对冻土深度有较大影响,并通过进一步分析,得到最大冻深在不同土壤结构中的影响系数。该影响系数可供工程设计人员参考使用,按不同土壤结构情况合理修正最大冻深值。     

土体自稳坡角和土钉墙稳定机理分析

利用经典的上界定理,推导出土体自稳临界坡角计算式,提出了以相对坡角作为指标评判边坡稳定性的方法。除了已知的与土钉墙整体稳定相关的潜在滑动面外(第二滑动面),首次证明了主动区中还可能存在以土体自稳临界坡角决定的滑动面(第一滑动面)。实际工程应用验证了所提出方法的合理性。研究成果揭示了土体滑动机理,提供了评判边坡和土钉墙稳定的一条新途径。     

黑土区水土流失及水土保持研究概述

肥沃的东北黑土区是我国重要的商品粮基地,然而由于每年的自然侵蚀和过度的人为开垦,黑土区水土流失问题日趋严重,不少地方的黑土已完全丧失了生产能力,因此加快黑土区水土流失防治,抢救性地治理和保护黑土资源势在必行。