黏性土粒径分布的多重分形特性及土-水特征曲线的预测研究

土壤粒径分布的分形特性常由单一分维数来描述,这一分形参数可作为土-水特征曲线模型中的常数。但实验证据显示,单一分维数不足以描述某些黏性土在整个粒径范围土粒的分形分布。为了评估粒径分布的多重分形参数预测土-水特征曲线的效能,对3个黏土样实测粒径分布和土-水特征曲线,研究粒径分布的多重分形特性,并利用分形模型预测土-水特征曲线。研究发现,在较为宽泛的粒径范围,土的粒径分布存在3个不同分维数的土粒区域,分维数的大小与土粒区域的粒径大小有关。粒径越大的区域,分维数越大;利用不同区域的分维数预测土-水特征曲线并与实测结果比较,显示模型预测对多重分形参数较为敏感,采用大粒径区域分维数的计算结果与实测数据甚为吻合。虽然多重分形参数精确描述了土粒的分形分布,但在预测土-水特征曲线时应考虑粒径分布分形标度性质的差异。     

济南浅层地基微观结构及分形特征研究

天然沉积土的宏观力学特性与微观结构紧密相关,研究土体微观结构对深入揭示土的宏观力学特性具有重要意义。首先研究济南地区深度在50 m以内黄河冲积地层天然沉积土的物理力学参数分布特征,再采用场发射扫描电镜试验,分析各土层不同方向土样的微观结构特征,最后应用分形理论,研究各层土分形维数的演化规律及其与物理特性参数间的相关性。结果表明:第(7)层黄土是以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构,第(8)层粉质黏土是碎屑粉粒为骨架的蜂窝结构,第(9)、(10)和(11)层粉质黏土是以黏粒集合体为基本单元的薄层状絮凝结构。不同土层土体土粒和孔隙的分形行为明显,随着地基深度增大,土粒和孔隙的分布分维数均逐渐加大,形态分维数均逐渐减小,土粒的粒径变化比孔隙的孔径变化明显,而孔隙的形态变化比土粒复杂。土体的分维数与含水率、孔隙比、液塑限、黏聚力和内摩擦角之间存在较强的相关性。     

黄河小浪底粘性土分散性能的试验研究

前言粘性土的分散性系指土体在缓慢流动的水中或在静水中,由于土粒表面薄膜水的增厚,土粒之间排斥力超过吸引力(万德华力),使得粘土胶粒进入悬液内并产生随水     

碱灰混合法加固黄土地基

铁道部十五局一处在处理侯马北站列检楼地基下沉时，使用碱灰混合法加固地基，获得成功。该法是将氢氧化钠溶液灌入土中，使之与黄土中大量的镁、钙等可溶交换性碱性金属阳离子发生转换反应，生成的氢氧化物附在土粒表面。与此同时，氢氧化钠溶液会使土粒表面发生膨胀和软化，使相邻土粒在这一过程中相互接触紧密，从而减少了黄土上粒之间的空隙，密实度得以增强。另外用生石灰来吸收碱液中的水份，使土粒固结，生石灰吸水后体积膨胀，又将周围主体进一步挤密，从而进一步使主体得到加固。碱灰混合法加固黄土地基     

碎石尺寸对碎石土强度影响的大型直剪试验研究

以田师府—桓仁铁路大前石岭隧道边坡碎石土为研究对象,配置了3组含碎石尺寸不同的重塑碎石土样并采用大型直剪仪进行了剪切试验研究,探讨了碎石尺寸对碎石土抗剪强度的影响作用规律。在此基础上,利用现代非线性理论-分形理论,采用分形几何方法研究了该碎石土重塑样的粒度分布特征,得出了不同碎石尺寸下碎石土的分形维数,并探讨了碎石土的强度特征与粒度分形维数之间的关系。研究表明在粗粒含量相同的情况下,碎石土的抗剪强度随着碎石尺寸的相对增大而增大;内摩擦角随着碎石尺寸的相对增大而增大;而黏聚力呈现相反的趋势,随着碎石尺寸的相对增大而降低;随着碎石尺寸的相对增大,分形维数增大,分形维数越大,其颗粒粒度分布越不均匀,反之分形维数越小,其颗粒粒度分布越均匀。碎石土抗剪强度和粒度分形维数有一定的相关性,黏聚力随着分形维数的增大而减小,而内摩擦角呈现相反的趋势,随着分形维数的增大而增大,黏聚力和内摩擦角均与粒度分形维数近似呈现抛物线函数关系。     

干湿和冻融循环对黄土颗粒分布的影响研究

通过室内试验模拟土体季节性干湿和冻融交替变化,采用Mastersizer 2 000激光粒度仪对经历干湿和冻融循环后的试样进行颗粒分析。通过对比不同干湿和冻融循环次数后土的粒径变化来揭示土的颗粒分布规律。结果表明:经历不同干湿循环和冻融循环作用后,土的粒径分布发生较大变化。随着干湿循环次数的增加,土粒含量中粉粒含量呈增加趋势,黏粒含量先减少后增加;随着冻融循环次数的增加,土粒含量中粉粒含量逐渐增加,黏粒逐渐减少。揭示的干湿和冻融循环作用后土体颗粒分布的变化规律,表明干湿和冻融循环作用对土的微观结构有较大影响,是导致边坡剥落的重要因素,为进一步研究边坡防护技术提供了理论依据。     

山东青水库大坝填土分散性试验研究

分散性黏土在土水体系中,土粒间具有排斥作用而可使分散的土粒随水流动,因此为土体的渗透变形和破坏提供条件。结合山东青水库大坝填土,应用碎块、针孔、双比重计、孔隙水可溶盐4种试验方法,并结合物理性质、矿物成分,分析该类土的抗渗破坏能力。     

评价液化势的新方法

确定砂特性的新电测方法通常认为土的压缩性、抗剪力及砂层的渗透性被土粒的颗粒和骨料的特性所控制。大量试验研究表明,一个无量纲电测参数—构成因数(Formation Factor)与土粒形状、长轴方位(Long axis orieniation)、接触方位(Contact orientation)、粒径分布、孔隙比、胶结作用、饱和度及各向异性有关,它被定义为饱和砂土试样中占着孔隙空间的电解液的传     

网纹红土孔隙特性研究

土内孔隙形状、大小及分布是土的结构组成的重要因素,对与土体体积相关的总体工程行为起着重要的作用。利用基于气体吸附的全自动比表面积分析仪,研究了网纹红土的孔隙形态、比表面积、孔容、孔径分布与孔隙的分形特性。研究表明:网纹红土由片状矿物构成,孔隙形态以窄缝状为主;比表面积为20.9 m2/g;网纹红土所含黏土矿物主要为高岭石;孔径小于3 150的总孔容主要由27~1 958的中、大孔构成;孔径分布以41,130,180,350孔分布最优,平均孔径为1 415;孔隙分布具有分形特征,分形维数为2.7与2.8。研究该土体孔隙特征对于土的工程性质有着重要的指导意义。     

塔城水电站筑坝材料的分形维数及其统计特征

粗粒料的颗粒组份大小、形状及其接触方式决定了粗粒料的物理与力学性质,而分形几何在描述上述问题时具有独特优势。以塔城水电站筑坝材料为研究对象,通过建立分形模型,研究粗粒料的分形特性和细料含量对其分形维数的影响,在此基础上建立粗粒土分形维数的统计模型。利用试验成果对该模型进行了参数估计,通过拟合优度检验验证了模型的合理性。分析结果表明,塔城水电站筑坝材料的粒径分布具有较好的分形特性,分形维数介于1.181 9~2.632 3,且服从Weibull概率分布模型。粗粒土中分形维数与细料的含量呈显著正相关,两者的关系可用对数函数描述。上述分析表明,可以用分形维数代替级配曲线来表示堆石料的粒径分布特征,从而使问题得以简化。