挡土结构墙后黏土主动土压力改进计算

经典的朗肯土压力理论忽略了墙土内摩擦角与挡墙倾角对土压力的影响,计算模型简便,而库伦土压力理论虽考虑因素较多,但没有考虑黏聚力对土压力的影响。为更好地反映挡墙墙后黏性土土压力的变化规律,在库伦土压力理论基础上,推导了一种能考虑墙土摩擦角、墙顶张拉裂缝高度、墙体位移状态及折线滑移面的黏性土主动土压力计算方法,采用其他常用理论与模型实测值对比验证,证明了该方法对计算墙后黏性土主动土压力计算的有效性。与其他类似方法相比,该方法计算的墙后黏性主动土压力与模型实测值更为接近,且计算过程更为简便;当黏聚力为0时,该方法可直接化简为库伦主动土压力公式。因此,该法对实际支挡工程具有一定的理论指导意义。     

土钉支护设计计算程序开发及应用

综合考虑土钉侧压力、土钉设计内力、土钉抗拔力及土钉墙稳定性等多方面因素,基于VB2005开发了土钉支护设计计算程序。对于土钉墙稳定性计算,分别评判原始边坡稳定性及支护后边坡稳定性,土钉抗拔力分布与所分土条数无关,考虑钉土相互作用后,最危险圆弧滑动面将有所变化,程序实现了支护后最危险圆弧滑动面的动态搜索。工程应用表明:程序涵盖了全面的土钉支护设计计算内容,计算完成的同时即可绘制图形,形象直观,操作简便,可应用于基坑和边坡工程。     

降雨入渗作用下膨胀土挡土墙侧向土压力研究

膨胀土挡土墙在降雨时受侧向膨胀土压力的作用,容易发生失稳破坏。为深入认识降雨作用下膨胀土挡土墙发生变形破坏的机理,通过室内模拟降雨模型试验,对膨胀土挡土墙侧向土压力的变化规律进行了研究。研究表明:挡土墙后侧向膨胀土压力反应滞后于降雨,且在降雨初期呈顶部大、中间小的曲线分布形式,这容易导致挡土墙顶部产生剪切破坏;表层侧向土压力较深层的小,且较快达到稳定;深层侧向土压力在降雨之后随着雨水的下渗会产生递增,当其达到最大值后突然递减,这与深层土体浸水饱和产生软化有关。     

人工配制不同含砂率粉土性质研究

通过人工配制不同含砂率粉土,分别对其进行击实试验(对击实后试样进行电镜扫描)、压缩试验、CBR(California Bearing Ratio)试验和无侧限抗压强度试验,研究含砂率对粉土性质的影响。结果表明:含砂率相同粉土的击实试样的孔隙面积随着含水率的增加先减小后增大,在相同含水率下试样的孔隙面积随含砂率增加先减小后增加,这刚好与得到的粉土的最大干密度随着含砂率的增大先变大后减小的结果一致;对相同含砂率粉土而言,无侧限抗压强度随着粉土压实度增加而增大,但同一压实度下粉土的无侧限抗压强度随着含砂率的增加越来越小。     

土体膨胀冻胀联合测试装置及测试方法的应用

针对膨胀土的冻胀性测试存在的不足,设计了一套用于土体膨胀冻胀联合测试的装置和测试方法。在测试过程中使膨胀土在常温下充分补水后达到最大变形量后,再进行冻胀性测试。试验结果表明,该装置和方法可用于膨胀土的冻胀性测试,试验条件与自然界膨胀土的冻胀条件更为相似,且膨胀土在补水充分且达到最大膨胀量后,会发生剧烈的冻胀变形,在寒区膨胀土的工程设计中应充分考虑其危害性,加以相应的防冻胀措施。     

细粒含量对粉土液化后低强度段变形的影响

应用多功能静动三轴仪进行细粒含量对粉土液化后变形试验,探讨细粒含量对粉土液化后低强度段变形的影响。研究表明,粉粒含量和黏粒含量对粉土液化后低强度段变形都有较大影响,不同黏粒含量对粉土液化后低强度段变形的影响在黏粒质量分数为9%时最大,随着粉粒含量的增加,粉土液化后低强度段变形逐渐增加,定量影响主要体现在变形参数C上。提出了同时考虑黏粒含量和粉粒含量对粉土液化后低强度段变形影响的定量模式,试验结果表明该模式有很好的可靠性。     

黄河水作用下分散性土鉴定试验研究

分散性土具有遇水后易发生土体崩解分散的特点,针对黄河水这一特定水质,采用针孔鉴定试验,从分散性土的配土用水方面,对比了蒸馏水和黄河水两种不同水质情况下人工配制土样在终了水头、终了孔径、终了流量、水色及破坏形态等方面的区别。试验结果表明:黄河水作为配土用水的土样呈现出非分散性土特征,黄河水对土样的分散性具有明显抑制作用。     

水泥石灰复合改良膨胀土试验

南水北调东线穿过的苏北中部地区的开挖渠道和泵站(泗洪站、邳州站和刘老涧二站)都存在膨胀土问题。若泵站地基直接坐落在膨胀土层上,泵站运行过程中可能存在地基土不均匀胀缩变形而引起泵站建筑物破坏问题。在东线存在的更普遍问题是泵站开挖出的膨胀土综合利用问题,如刘老涧二站开挖出8万多m3膨胀土,堆放在现场需要占用宝贵的耕地,而泵站上下游引水渠道的挡土墙后又需要大量符合要求的填土。将开挖废弃的膨胀土改良后作为挡土墙后的填土,是一项综合利用工程,现研究了膨胀土综合改良方法和改良土的力学性质。     

某特高土石坝防渗砾石土料含水率特性及现场改良试验研究

高海拔地区某３００ｍ级特高土石坝防渗土料天然含水率偏低,且高海拔气候对土料含水率有独特的影响,需要进行含水率改良试验研究。通过对该特高土石坝防渗土料天然含水率及级配改良后成品土料含水率进行大量数据分析,明确了土料进行含水率改良的必要性。针对高海拔防渗土料场气候特点,探究了土料在曝露及覆盖条件下含水率的变化规律。现场进行了大规模含水率改良工艺试验,采用了创造性的大体积料堆含水率取样方法,在土料闷制过程中进行了大量的含水率试验工作。对比试验结果表明,在覆盖条件下,加水后的土料料堆表面失水速率和含水率影响深度均低于不覆盖条件。因此提出了后续实际生产过程加强土料料堆覆盖封闭,从而避免水分过度损失的指导性建议。     

浸水历时对裂隙膨胀土渗透性的影响

许多与膨胀土有关的工程问题都与其渗透性有关,由于膨胀土的胀缩性,裂隙膨胀土的渗透性会随渗透历时而逐渐变化。利用柔性壁渗透仪对重塑膨胀土进行了渗透试验,分别研究了有无裂隙、浸水历时长短等对膨胀土渗透性的影响规律。结果表明:有裂隙时膨胀土渗透系数比无裂隙时大2个数量级左右;浸水后,裂隙膨胀土的渗透性迅速显著降低,大约2 d~3 d后趋向稳定,稳定后渗透系数约比浸水前低1~2个数量级,与无裂隙膨胀土接近。为工程设计和数值计算提供参考。     

膨胀岩处理措施合理性研究

为研究换填黏土处理措施抑制膨胀岩膨胀的作用,采用英国GDS公司的动三轴试验系统进行了邯郸膨胀岩吸湿膨胀的三轴试验,在试验结果的基础上提出了膨胀岩三轴非线性膨胀本构的具体公式,并采用有限元法对膨胀岩渠道处理措施换填黏土的厚度进行了探讨,结果表明,对于邯郸强膨胀岩来说,2m的处理层厚度是比较合适的,能够有效抑制膨胀岩膨胀,满足实际工程的需要。     

浅谈引黄工程南干线膨胀岩的特性及工程施工中应注意的问题

引黄入晋南干线总长９７．７ｋｍ，其中７＃隧洞长４３．５ｋｍ，是现今世界上最长的引水隧洞，该隧洞有３３ｋｍ处于工程地质条件差的膨胀岩中。本文根据膨胀岩的工程特点，按不同地层中粘土矿物的含量划分其膨胀性强弱，并结合实际情况，分析膨胀破坏机理，为施工设计提供依据。     

弹性多孔介质粘土膨胀和微粒运移的数学模拟方法

孔隙介质的变形，粘土的膨胀，孔隙介质内部微粒的释放，运移和滞留及注入流体携带的外部微粒的入侵是导致孔隙介质的孔隙度和渗透率发生改变的主要因素。在注水开发油田过程中由于孔隙变形，粘土的膨胀，孔隙介质内部微粒的释放，运移。滞留和微粒入侵导致的油层伤害是一个普遍现象。在论述孔隙变形，粘土的膨胀，孔隙介质中微粒的释放，运移和滞留及微粒在孔隙介质表面吸附和在孔喉堵塞导致油层伤害机理的基础上，建立了一个综合的描述油层伤害数学模型并采用有限差分法进行了数值求解。利用数值运算的结果研究了由油层内部微粒，外部微粒共存时孔隙度和渗透率变化的动态特征。     

河北磁县膨胀岩（土）现场鉴别方法研究

南水北调中线工程河北省磁县段广泛分布的上第三系中新统(N1)地层中大部分黏土岩具有膨胀性,强、中、弱、非膨胀岩(土)交错分布,可与其他地区膨胀岩(土)进行对比研究。通过野外鉴别与室内试验数据判别,对研究区膨胀岩(土)各指标之间的相关关系进行分析,总结了从颜色、结构构造、裂隙发育特点等宏观工程地质特征,得出了膨胀岩(土)膨胀等级的野外快速鉴别方法。研究结果对工程处理方法选择、施工开挖、野外施工地质工作都有积极意义。     

南水北调中线工程膨胀岩试验研究

在南水北调中线工程新乡潞王坟试验段内选取代表性岩层--强风化粘土岩和泥灰岩的原状样和扰动样,通过一系列土工试验,较全面地研究了膨胀岩的物理力学特性,为南水北调中线工程膨胀岩渠坡段的设计施工提供了科学依据.     

不同温度下红黏土胀缩性试验研究

为了探究温度对红黏土胀缩性的影响,通过不同温度下红黏土的胀缩性试验(膨胀变形和收缩变形试验),以初始含水率和干密度为对比变量,分析红黏土胀缩性;并通过红黏土的收缩变形试验分析温度对红黏土体缩率、最终线缩率和收缩系数的影响规律。试验结果表明:膨胀率随着初始含水率的变化而变化,干密度最大的试样的膨胀率增幅最明显,干密度最小的试样的膨胀率却随着初始含水率的增加而减小;随着温度的升高,膨胀率总体呈增大趋势, 膨胀率在80 ℃之前缓慢增长,超过80 ℃时增长较快; 随着温度的升高,线缩率、体缩率、收缩系数总体呈现递减的趋势;不同温度下红黏土随着含水率的降低,收缩曲线大致可以分为斜直线阶段、外凸阶段和直线稳定阶段共3个阶段,各阶段的收缩速度和收缩变化幅度不同。研究成果可为研究红黏土胀缩性的岩土工程技术人员提供参考。     

安哥拉Cacuaco地区膨胀土工程性质初探

安哥拉Cacuaco地区残坡积的黏土、粉质黏土为典型的膨胀土,由于缺乏相关资料和工程经验,在该地区进行工程建设具有较大的风险和技术难度。通过对区内某水泥厂的岩土工程详细勘察,采取室内土工试验,现场原位测试等方法得出了Cacuaco地区膨胀土的膨胀率、剪切强度、固结、渗透系数等基本工程性质指标,揭示了该膨胀土含大量亲水矿物、增湿强度大幅衰减、无荷膨胀率较高等主要特点。同时,基于对拟建工程的变形监测,分析和评价了膨胀土地基对建筑物产生的影响,并进一步阐述了该地区地基基础方案的选择。     

南水北调中线总干渠新乡潞王坟段膨胀岩渗透性研究

为了解南水北调中线一期工程总干渠试验段膨胀岩的基本特性,开展了膨胀岩的现场渗透试验.对比分析采用Guelph渗透仪和双套环对黏土岩和泥灰岩测得渗透系数.结果表明,泥灰岩渗透系数范围在10-4～10-6 cm/s 之间,黏土岩渗透系数范围在10-5～10-6 cm/s之间,测试结果基本反映了岩体渗透性能.     

膨胀土渠坡处理效果的离心模型试验研究

 南水北调中线工程是解决华北水资源危机的一项重大基础设施，全长 1 400 余 km ，穿越膨胀土 ( 岩 ) 渠段长约 340 km 。为研究南水北调中线工程膨胀土渠坡处理方案的处理效果，在总结已有研究成果的基础上，采用离心模型试验方法，开展了衬砌、换填黏性土＋衬砌、土工格栅回填弱膨胀岩＋衬砌 3 种处理方案的离心模型试验，并比较了换填黏性土方案中不同厚度的影响。试验研究中，模拟了衬砌失效的漏水工况、渠道长年输水工况及快速疏干的检修工况。观测了垂向变形、孔隙水压力和土压力变化，并采用图像处理技术，分析了试验过程中渠坡的变形，比较了各处理方案的处理效果。     

非饱和重塑低液限黏土体积变化特性试验研究

采用GDS非饱和土三轴仪,在分别控制试样基质吸力和净平均应力条件下,对重塑非饱和低液限黏土的体积变化和含水率变化特性进行了试验研究.试验结果表明,试样的压缩指数密切地依赖于基质吸力,回弹指数也和基质吸力有一定的相关性,而且试样的收缩系数和土水特征曲线也密切地依赖于净平均应力.在给定的基质吸力条件下,随着净平均应力的增加孔隙比和含水率逐渐降低而饱和度逐渐增加,并在较高基质吸力情况下,试样含水率近似线性地依赖于净平均应力.在给定的净平均应力条件下,随着基质吸力的增加试样发生收缩.当试样基质吸力卸载到0时,试验结果表明在低净平均应力下试样发生膨胀,而在较高净平均应力下试样膨胀后发生坍塌.