排水剪切下湿地湖泊相黏土结构性宏微观试验研究

为了探讨排水剪切条件下结构性对湿地湖泊相黏土力学特性的影响,对湿地湖泊相黏土原状样和重塑样进行三轴排水剪切试验,将试验后的原状样进行微观定性和定量分析,研究不同围压下结构性对土体剪切强度和变形特性的影响。结果表明:在土体结构屈服破坏前,结构性会提高原状土抗剪强度,减小剪切变形;当土体结构屈服破坏后,结构性会降低原状土抗剪强度,增大剪切变形。原状土的峰值结构强度随围压增大近似呈线性增加,而峰值结构体积应变随围压增大呈指数型趋势减小。在围压小于结构屈服应力时,剪切阶段由胶结联结和结构骨架承担荷载,孔隙压缩较小,颗粒和孔隙的形状和排列变化较小;当围压超过结构屈服应力后,在剪切阶段胶结联结和结构骨架逐渐破坏,孔隙受到压缩,颗粒和孔隙的形状趋向圆形,并向荷载优势方向调整排列。研究成果对于揭示湿地湖泊相黏土的结构破损机理及指导湖泊湿地地区的工程建设具有重要意义。     

裂隙性膨胀土抗剪强度的试验研究

裂隙赋予了膨胀土特殊的结构性,裂隙的存在破坏了土体的整体性,使土体强度试验及评价变得十分困难。以南水北调磁县段膨胀土为研究对象,通过直接快剪、反复直剪和"预切面"三轴试验,来研究裂隙对膨胀土体强度的影响规律以及裂隙面的强度特性。结果表明:无论是直接快剪、饱和快剪或是饱和固结快剪试验,得到的重塑样的抗剪强度均较原状样的有所减小,残余强度也相对减小;原状膨胀土的裂隙强度低于原状样的峰值强度,略高于残余强度;采用含有不同倾角的"预切面"三轴试验测得的土体抗剪强度随切面倾角增大出现先减后增的现象;裂隙面倾角近似等于(45°+φ/2)时,试样土体的强度主要由裂隙强度所控制。     

淮安抽水泵站工程场地土体掺石灰地基处理工艺下力学特性分析研究

为研究淮安二级抽水泵站工程场地土体地基处理后力学特性,设计开展石灰掺量、冻融交替影响下的三轴剪切试验.由击实试验获得的重塑土最优含水量与石灰掺量具有正相关关系,而最大干密度不受石灰掺量影响,重塑土均稳定在1.91g/cm3,且高于原状土.石灰掺量越高,改良重塑土抗剪强度越高,两者具有线性函数关系,当石灰掺量控制9％ ～12％时强度增长最佳,地基土体承载性能最宜.冻融次数与重塑土抗剪强度之间具有二次函数关系,以冻融6次为影响变化转折节点,冻融0～6次区间与6～12次区间内,围压150kPa下土体抗剪强度分别平均损耗17.6％与增长20％,围压增高,土体受冻融效应影响强度有所削弱.文章结论可为水利工程中地基土体处理后力学稳定性分析提供一定参考.     

结构性对黄土抗剪强度的影响研究

为揭示结构性对原状黄土和重塑黄土抗剪强度的差异影响,以国道Ｇ310三门峡西至豫陕界段的黄土路基为研究背景,对具有相同含水率和干密度的原状黄土和重塑黄土进行一系列直剪试验和扫描电镜试验,对比分析了原状黄土与重塑黄土在抗剪强度和微观结构的差异及其机理。直剪试验结果表明:剪切过程中原状黄土的应力应变关系呈应变软化而重塑黄土的应力应变关系呈应变硬化;原状黄土的应变软化现象随着垂直压力的增大逐渐减弱;原状黄土的抗剪强度参数比重塑黄土的大。原状黄土和重塑黄土的抗剪强度均随黄土黏粒含量的减少而降低。微观试验结果表明:原状黄土具有清晰的骨架颗粒、明显的支架孔隙、密集的接触处胶结物,其完整的原生结构是使其抗剪强度高于重塑黄土的主要原因。     

Q2黄土结构性试验研究

通过对河南安阳地区Q2黄土进行研究,采用人工改变原状土含水率,不同龄期内完成原状土剪切试验,定量化研究抗剪强度与含水率、龄期结构性的关系.发现黄土抗剪强度随含水率增高呈降低趋势,摩擦角随龄期延长呈先降低后增长趋势,不同龄期内不同含水率原状黄土抗剪特性不同.原状黄土和击实黄土结构性强度对含水率的敏感性表现不一,应区别对待.     

高层建筑软土地基桩基础施工处理措施

1.软土地基中的桩基应用常见的软土地基,是由淤泥、淤泥质土、杂填土或其他高压缩性及抗剪强度低的土构成的地基,具有强度变化缓慢、加荷载易变形,不均匀,变形速率大且承载力低,沉降量大等不良工程性质的软弱地基;软土特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低,并具有流变性、触变性等特殊的土力学性质,工程利用条件较差;软土地基在附加荷载作用下,逐渐排出孔隙水,使孔隙比变小而产生固结变形,随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散,土的有效应力     

含水率对红土结构强度影响的试验研究

本文以探求含水率对红土结构强度影响为目标，对不同含水率的原状红土和重塑红土进行了直接剪切试验，比较了不同垂直压力和不同含水率条件下原状与重塑红土的应力差。实验结果显示：在小变形阶段，原状红土与重塑红土的强度大小不具有绝对的可比性，但随着变形的发展，剪切应力差逐渐增大或趋于稳定。水对红土颗粒之间的胶结作用具有较大影响，在相同压力下，低含水状态下红土的抗剪强度差大于高含水状态，而高含水状态下的红土结构性能则在剪切作用的开始阶段就已被完全发挥。此外，红土的结构强度与土体的含水状态、固结状态密切相关，表现为随着含水率的增加和固结作用的减少而降低，随着含水率的减少和固结作用的增加而升高。在实际工程应用中应充分考虑含水率和固结状态对红土结构强度的影响，以确保准确评估土体力学性质。     

湛江海域结构性海洋土的工程特性及其微观机制

对琼州海峡湛江海域的一种海洋土的基本性质进行了系统的试验研究。该海洋土的物理性质较差，按土质分类属于淤泥，但其压缩变形特征与强度指标有别于一般性淤泥或淤泥质土，表观先期固结压力pc值为100～125kPa，无侧限抗压强度qu达50kPa左右，灵敏度大于12，抗剪强度也相对较高，具有一定的结构强度，是一种结构性软土。初步从矿物组成、物理化学性质、胶结特性与孔隙结构特征几方面分析了其特殊工程性质的微观机制，揭示了其影响爆炸挤淤施工的机理。     

营养液浓度和微生物活性对MICP固化淤泥质土强度的影响

用微生物成因碳酸钙良好胶结能力来改善砂土性质得到了越来越多的关注,由于淤泥质土特殊的化学组成及工程性质,对于微生物法用于淤泥质土的固化人们还知之甚少。本文基于MICP技术,考虑不同营养液浓度、不同微生物浓度和脲酶活性等多种工况,对低渗透性的固化淤泥质土开展了系统的抗剪强度分析,深入探讨了微生物固化淤泥质土的抗剪强度影响因素。结果表明：选用高酶活微生物来固化淤泥质土,固化后抗剪强度有明显提高,与未固化淤泥质土相比,内摩擦角提高3.96~5.52倍,抗剪强度在养护初期就有较快提高;随着营养液浓度不断增加,内摩擦角表现为先增大后减小,最大可达28.10°;采用拌合法更适用于MICP固化淤泥质土。     

石灰改良膨胀土重塑后抗剪强度特性及应用

为研究石灰改良膨胀土重塑后的抗剪强度性能,进行了素土、石灰改良膨胀土及重塑石灰改良膨胀土3种土体在0,12.5,25,50,75,100,150 kPa下的直剪(快剪)试验。试验结果显示,重塑石灰改良膨胀土各上覆压力下的抗剪强度均低于石灰改良膨胀土而大于素土。采用《公路土工试验规程》(JTG E40—2007)拟合土体的抗剪强度时,素土在低应力下的偏差最大,而石灰改良膨胀土最小,采用双直线法拟合时各应力段的抗剪强度值偏差最小。重塑石灰改良膨胀土的抗剪强度劣化系数随着上覆压力的增大而减小,且呈明显的2段。当上覆压力<25 kPa时,上覆压力对于土体性能劣化系数影响较大;当上覆压力>25 kPa时,抗剪强度性能劣化系数随着上覆荷载的增大而减小的幅度逐渐减小。重塑后石灰改良膨胀土土体的黏聚力大于素土而小于石灰改良膨胀土,内摩擦角大于素土及石灰改良膨胀土。从试验结论来看,在素土强度满足路堤填芯的情况下,重塑后的石灰改良弱膨胀土可以直接用于路堤填芯;但用于路堤表面填筑时,需要再改良。     

武汉天然老黏性土的压缩和剪切特性试验研究与数值模拟

武汉天然老黏性土是一种超固结硬黏土 ,在开挖卸载条件下容易产生应变软化 ,经常给深基坑、边坡工程带来不利影响.目前对其超固结性、结构性以及剪切特性等还缺少深入认识.利用高压固结仪和三轴剪切仪对其饱和原状样和饱和重塑样分别进行了压缩试验和三轴不排水剪切试验 ,并且应用上下负荷面剑桥模型对原状样的三轴不排水剪切试验进行了模拟.研究结果表明 :天然老黏性土为一种强超固结的结构性土 ,采用两种方法得到的原状土前期固结压力和结构强度基本一致 ;在低围压下 ,原状样明显表现出应变软化和剪胀性 ,其破裂面易受微裂纹影响;与文献中的天然软土不同 ,天然老黏性土在结构破坏后剪缩并不明显 ;原状样的黏聚力明显高于重塑样 ,两者内摩擦角非常接近 ;采用上下负荷面剑桥模型模拟的原状样应力-应变曲线和孔压曲线与室内试验结果基本一致.     

冻融循环条件下土体试样力学特征研究

针对水利枢纽工程中场地土料填筑体力学特征,设计开展三轴试验研究,获得了围压、冻融循环次数对土料填筑体试样应力应变影响,围压促进土体加载应力一致性增长,但冻融循环次数对土体加载应力影响具有阶段性特征,循环0～10次时,冻融次数与加载应力为负相关,冻融增长2次,抗剪强度平均损耗22.2%,而超过10次后,又为正相关,循环增长2次,抗剪强度平均增长为42.7%。土体变形可分为"线弹性变形-塑性硬化变形"两阶段,且阶段临界拐点随围压增大而递增,但随冻融次数为先增后减变化;围压可促进线弹性模量增长,但冻融循环次数可促进塑性变形阶段变形模量增长。为水利工程中岩土体力学特性影响因素分析研究提供参考。     

原状黄土抗剪强度参数定量化研究

通过对不同含水率原状黄土在不同龄期下的剪切试验和理论的结合,试图建立一个基于黄土物理性质来定量化说明黄土抗剪力学性质的框架,在考虑了含水率、干密度、孔隙比、龄期等情况下的土体抗剪荷载作用和宏观结构强度参数、微观结构强度参数之间的关系,发现含水率对宏观强度参数具有较大的灵敏性,而孔隙比和干密度对宏观结构强度参数具有较小的灵敏性.证明了基于结构性参数理论的宏观结构强度参数理论和微观结构强度参数理论研究土体结构性强度是适宜的.     

福建平潭风化花岗岩原位测试及岩土参数取值研究

因风化花岗岩具有结构性强,遇水软化、常规钻探取原状土样难等特点,所以通过常规土工试验获得的风化花岗岩的抗剪强度和变形参数往往偏小很多。为了合理确定风化花岗岩的抗剪强度和变形参数,以福建平潭某工程为项目背景,对福建平潭地区具有代表性且结构性强的风化花岗岩地层开展了旁压试验、标准贯入试验、剪切波速测试和平板载荷试验等系列原位力学特性试验研究,通过相关理论对原位试验结果进行了分析研究并推算了风化花岗岩的抗剪强度和变形参数。将旁压试验计算结果与平板载荷试验及室内试验进行了对比分析和验证,发现旁压试验计算结果与平板载荷试验推算的结果较为一致且明显大于室内试验结果。研究结果表明旁压试验结果在很大程度上反映了深部风化花岗岩的原状特性,利用旁压试验结果推算风化花岗岩的抗剪强度和变形参数是合理的。针对风化花岗岩,旁压试验是值得广泛推广应用的一种原位试验手段。     

福建平潭风化花岗岩原位测试及岩土参数取值研究

因风化花岗岩具有结构性强,遇水软化、常规钻探取原状土样难等特点,所以通过常规土工试验获得的风化花岗岩的抗剪强度和变形参数往往偏小很多。为了合理确定风化花岗岩的抗剪强度和变形参数,以福建平潭某工程为项目背景,对福建平潭地区具有代表性且结构性强的风化花岗岩地层开展了旁压试验、标准贯入试验、剪切波速测试和平板载荷试验等系列原位力学特性试验研究,通过相关理论对原位试验结果进行了分析研究并推算了风化花岗岩的抗剪强度和变形参数。将旁压试验计算结果与平板载荷试验及室内试验进行了对比分析和验证,发现旁压试验计算结果与平板载荷试验推算的结果较为一致且明显大于室内试验结果。研究结果表明旁压试验结果在很大程度上反映了深部风化花岗岩的原状特性,利用旁压试验结果推算风化花岗岩的抗剪强度和变形参数是合理的。针对风化花岗岩,旁压试验是值得广泛推广应用的一种原位试验手段。     

土体结构性数值模拟及应用研究

随着现代地基原位取土技术的发展以及对土体微观结构认识的提高,越来越多的研究认识到未扰动状态下的自然原状土与重塑土相比其力学特性存在显著差异。为研究土体结构性的影响,在剑桥模型基础上考虑超固结与结构性状态变量因素的影响,在上下负荷面剑桥模型理论框架下,通过三轴压缩试验对结构性土的受力响应特性进行了模拟试验研究,对受结构性因素影响下土体的屈服过程、可压缩性、在循环加载作用下超孔隙水压的发展以及相应状态变量演化规律进行了详细对比分析。试验研究结果表明:与重塑土相比,结构性土的加载响应存在明显的屈服软化过程,加载过程中伴随着结构性的破坏表现出更高的可压缩性且更容易导致动力液化的发生。在对土体结构性详细研究的基础上,通过数值模拟桩柱结构在自然地基环境下的地震响应,对结构性因素对结构动力响应的影响进行了研究分析。研究结果表明:由于更高的非线性以及可压缩性特征,自然原状土地基在地震作用下能够引起更高的超孔隙水压,加速土体力学强度的衰减进程,进而表现出更大位移响应以及震后塑性位移,直接影响结构的稳定与安全。研究结论加深了对自然土体结构性的认识,可为高结构性自然原状土地基条件下的结构受力分析与设计提供参考。     

固结不排水条件下初始应力各向异性结构性土的力学特性

天然土都具有结构性和各向异性,这使得天然土与重塑土的力学性质有很大区别,对其进行研究可为建筑物的设计和施工提供理论依据。对人工制备的初始应力诱发各向异性结构性土样进行了4组不同围压下的固结不排水三轴压缩试验,并建立了初始应力诱发各向异性结构性土的强度准则。结果表明:(1)结构性土在低围压下结构性较为明显,但是在高围压下由于土的结构性被破坏而表现为接近于重塑土的性质。且初始应力诱发各向异性结构性土的结构性强于初始均质结构性土的结构性;(2)初始应力诱发各向异性结构性土的强度包线呈现非线性,且初始应力诱发各向异性结构性土的抗剪强度要略高于初始均质结构性土的抗剪强度。当应力水平低于结构屈服应力时强度包线呈外凸的曲线,当应力水平较高且超过结构屈服应力时强度包线呈直线;(3)与试验结果的对比表明,本文所建议的初始应力各向异性结构性土的强度准则具有良好的适用性。     

剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响规律研究

为了确定剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了素土和不同配比轻量土在剪切速率为0.02,0.1,0.2,0.8,2.4 mm/min时的抗剪强度特性。试验结果表明：轻量土的剪应力-剪切位移关系曲线中存在硬化型和软化型两种形态,主要受EPS颗粒掺入比、水泥掺入比、法向应力的控制,素土的剪应力-剪切位移关系曲线形态为硬化型。剪切速率越大,试样达到破坏或稳定阶段历时越短。不同剪切速率下,轻量土的抗剪强度包线多为折线型,与传统结构性土体包线类似。作为一种结构性土体,配比对轻量土抗剪强度的影响是决定性的,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随水泥掺入比的增大、EPS颗粒掺入比的减小而增大。剪切速率对轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角影响较小,对素土影响较大。随着剪切速率增大,轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角变化幅度较小,无显著变化规律,素土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小。     

生态型稳定剂协同植物根系固土特性及机理研究

为分析生态型稳定剂对植物根系固土特性的影响,对根系-生态型稳定剂-黏性土复合体进行直接剪切试验,研究了不同根系数量和不同生态型稳定剂含量条件下复合体的抗剪强度参数、剪切模量和总变形能量,结合试样产生的剪切位移,探究了边坡植被固土剪切特性及其加固机理。结果表明：植物根系的掺入增强了土体的抗剪强度;当生态型稳定剂质量分数大于1%时,其对复合体抵抗变形的影响较为明显;生态型稳定剂在土体中形成网状结构,促进土体内黏性土团聚体形成,增强了土体的黏聚力,与植物根系相互作用提高了土体抗剪强度特性。     

延安新区黄土结构性参数对无侧限抗压强度的影响规律

为研究高填方黄土的结构性在无侧限压缩状态下对其强度与变形特性的影响,以延安新区某高填方场地黄土为研究对象,开展不同试验条件下原状黄土与重塑黄土无侧限抗压强度试验,研究含水率与压实度对黄土结构性的变化规律及其力学特性的影响,并构建原状黄土和重塑黄土的初始结构参数与抗压强度关系的数学模型。结果表明：随着土样含水率的增大或压实度的减小,土体的应力-应变关系曲线由“陡峭”向“平缓”特征过渡,应力峰值减小且后移,结构性参数-应变关系曲线的峰值减小且前移;塑性指标可以作为影响初始结构性参数变化的临界值指标,含水率小于塑限值时,小应变会导致黄土结构性增强,反之则减弱;随着含水率的增大,初始结构性参数呈非线性减小,抗压强度呈线性减小;原状黄土结构性参数-应变关系曲线比相应的重塑黄土曲线分布“陡峭”, 含水率增大对原状黄土初始结构性的削弱程度明显大于重塑黄土;初始结构性参数与抗压强度具有非线性关系,可较为精确地表征出原状黄土和重塑黄土基于抗压强度、饱和黄土抗压强度及初始结构性参数的双曲线函数模型。