延安新区压实黄土抗剪强度试验研究

压实黄土的抗剪强度是影响黄土高填方边坡稳定性的重要因素。对延安新区压实Q_2、Q_3黄土开展了多组不同初始压实度和初始含水率条件下的直剪试验,研究了压实度、含水率对黏聚力、内摩擦角和抗剪强度的影响,初步探讨了现场回填压实黄土和室内制备压实黄土表现出不同抗剪强度特性的原因。结果表明:黏聚力和内摩擦角均随着压实度的增大而增大,土中粘粒含量对压实Q_2、Q_3黄土的黏聚力和内摩擦角指标有较大影响;黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均随含水率的增大而不断减小,压实Q_2黄土对含水率变化更为敏感;现场回填压实黄土比室内制备的压实黄土具有更高的抗剪强度。     

黄土增湿特性的结构性定量化参数

依据土的结构性观点,提出了一个能够反映黄土增湿特性的结构性定量化参数—结构性增湿系数。并利用侧限压缩试验对甘肃省兰州市、陕西省杨凌区2个采样地黄土进行不同含水率和不同压力条件下黄土增湿特性的研究。结果表明:压力和含水率对黄土的结构性参数具有显著影响;相同压力条件下,含水率越大,结构性增湿系数越大,且二者之间呈现非线性的关系;相同含水率条件下,黄土的结构性增湿系数总趋势上随压力的增大而增大;结构性增湿系数在受水和荷载作用下变化规律明显,能够较好地反映黄土的结构特性与增湿变形特性。     

基于割线模量法的压实Q2黄土加载变形本构模型

为预估沟谷型黄土高填方的总沉降量并指导现场施工,对压实黄土的加载变形本构模型进行研究。在侧限条件下,利用自建GunaryEXT模型拟合不同初始压实度和初始含水率条件下压实黄土的应力-应变关系;在此基础上利用割线模量法建立压实黄土的加载变形本构模型;在仅考虑竖向变形的理想条件下,利用该模型预估沟谷型黄土高填方的总沉降量。研究结果表明:GunaryEXT模型可较好地拟合不同初始条件下压实黄土的应力-应变关系;加载变形本构模型预估沟谷型黄土高填方的总沉降量的方法可行,该方法的预估结果可用于指导现场施工。     

含水率及压实度对酸碱污染重塑黄土的电阻率特征影响试验研究

为查明孔隙水化学环境对Q_3黄土的电阻率与其影响因素之间的相互联系,通过模拟酸碱溶液对不同压实度的Q_3黄土进行污染,并利用伏安法电阻率测试装置分析不同污染类型(酸、碱)、不同含水率、不同污染浓度等在不同压实度下的黄土试样的电阻率演变特征.实验结果表明:污染黄土的电阻率随含水率增加而呈幂指数减小,含水率增加至阈值后电阻率基本恒定;同等污染浓度下酸污染土电阻率大于碱污染土电阻率;污染黄土的电阻率随着污染浓度、压实度增加而逐渐降低.最后基于污染土电阻率随含水率降低的幂函数模型,分别建立了酸碱污染土电阻率与含水率、污染浓度、压实度间的协同联系.试验结果可为污染黄土场地的勘察、工程评价和改造治理提供数据支撑和理论依据.     

膨胀土击实样膨胀特性试验研究

为研究膨胀土的膨胀特性,对南水北调中线工程南阳中膨胀土击实样进行了不同起始含水率与压实度的无荷膨胀率和有荷膨胀率试验,重点研究了南阳中膨胀土击实样的膨胀特性与初始含水率、压实度、上覆荷载的规律关系.试验成果表明:在相同起始含水率下,随着压实度的增大,膨胀土无荷膨胀率与压实度呈较好的线性增长关系;在相同压实度条件下,膨胀土无荷膨胀率随起始含水率增大而减小;含水率大于最优含水率可以明显地抑制膨胀土的膨胀;较小的荷载作用就可以抑制膨胀土的大部分膨胀量;由正交分析法分析可知,当荷载较小时,含水率对有荷膨胀率的影响要大于压实度对有荷膨胀率的影响,当荷载继续增大时,压实度对有荷膨胀率的影响要大于含水率对膨胀率的影响.     

不同结构性黄土的单轴抗压试验及破坏模式

结合室内单轴压缩实验,对不同初始结构性黄土在单轴应力条件下的结构性变化特性进行研究.研究发现,在同一含水率条件下,原状黄土试样的单轴抗压强度要明显高于重塑黄土试样的单轴抗压强度;当含水率较低时,土样的破坏主要表现为脆性拉裂破坏,破坏呈现突然性;当初始含水率较低时,含水率对黄土结构亚稳定状态的影响减小,初始结构强度的损失也相对减小,结构的可变性相对较大,黄土在该状态条件下所具有的初始结构性较强.构度结构性参数指标随初始含水率的增大出现骤减,说明在这一阶段试样的初始含水率对黄土的初始结构性的影响较明显;当黄土的初始含水率达到一定值以后,含水率的增大使得黄土试样在沉积过程中初始结构性相比低含水率下沉积的黄土试样,土样的初始结构性已经部分减小,从而对构度结构性参数指标的影响相对较小.     

基于三轴试验的湿陷性黄土增湿力学特性研究

为研究湿陷性黄土的增湿力学特性以减少或避免黄土地区的工程灾害和事故,在不同围压下对不同含水率土样进行了固结不排水剪切试验,对湿陷性黄土在增湿条件下的偏应力-应变特性、抗剪强度特性进行了探究,发现含水率和围压对土的力学特性影响较大,且黏聚力与含水率的相关性远高于内摩擦角与含水率的相关性。采用邓肯提出的双曲线模型和刘祖典提出的幂函数模型分别模拟试样的软化和硬化特性,对比可知建立的模型在某种程度上能够反映湿陷性黄土的增湿力学特性。     

压实黏土膨胀与收缩特性试验研究

为了研究压实黏土遇水膨胀与失水收缩特性,开展了压实黏土的膨胀与收缩试验。试验结果表明,土样的压实度和初始含水率对其膨胀与收缩影响显著。压实黏土样的膨胀量随浸水时间延长基本呈现“S”型增大。压实黏土的干缩在初期属于正常收缩;在失水干缩后期,干缩体积小于失水体积,收缩量随时间变化为下凹型曲线;最后进入稳定的零收缩阶段。压实密度越大,收缩率越小;初始含水率越高,收缩率越大。压实黏土的干缩变形具有显著的各向异性。此研究对干旱及半干旱地区黏土干缩开裂机理的研究提供理论基础。     

主应力轴旋转对压实黄土动残余变形的影响

通过对DTC-199型周期扭转荷载三轴仪的简单改造,研究了主应力轴旋转对压实黄土在周期动荷载作用下轴向残余变形和动剪切残余变形的影响.结果表明:随着初始主应力方向角的增大,轴向残余变形由压缩状态的正值逐渐过渡到伸长状态的负值.振动次数对剪切残余变形影响较大,剪切变形随振次的增多而增加,且随初始主应力方向角的增大呈现增大...     

黄土填料的CBR值影响分析

不同类型的黄土具有不同的组成结构、易溶盐、石膏和碳酸钙含量,影响黄土填料的CBR值.采用室内试验方法,进行不同压实度、含水量和浸水时间的CBR值测定,分析了他们对黄土填料CBR值的影响规律.试验结果表明,黄土填料CBR值随压实度的增大而增大,在最佳含水量下,土体的CBR值达到最大值,随浸水时间的增加CBR值迅速减小.结果可为确定不同地区类型的黄土路基的CBR值提供参考.     

珞珈山粘土压缩性的试验研究

对武汉大学珞珈山粘土完成了15组不同含水量和压实度的室内压缩试验,分析了压实度、压实含水量及压实土体的饱和状态三因素对粘性填土压缩性能的影响,并通过压实土体结构方面的理论对其影响机理进行了阐释:这三方面因素主要是通过对土体结构及土中的基质吸力产生影响从而影响到土体的压缩变形性。试验表明,压实度和压实含水量均是在一定的应力范围内对粘性填土的压缩变形性能产生影响,在最优含水量附近粘性填土的压缩变形随着压实度的减小、压实含水量的增大而增大;压实土体浸水饱和后的压缩变形远大于饱和前的变形,压实含水量大的土体在其它条件相同的条件下因饱和引起的压缩变形小于压实含水量小的土体。     

Influence of moisture content on shearing strength of unsaturated undisturbed quaternary system middle pleistocene

The unsaturated undisturbed quaternary system middle pleistocene loess,a typical unsaturated soil,often occurs in the implementation of western development strategy.To obtain the shearing strength characteristics of this unsaturated undisturbed loess,based on the analysis of mineral composition,the triaxial shear test of undisturbed quaternary system middle pleistocene loess under different moisture contents is conducted with the specialized triaxial instrument for unsaturated soil.The test results show that the mainly mineral composition of undisturbed quaternary system middle pleistocene loess is quartz and albite.Under the same confining pressure,the matric suction increases with the decrease of moisture content.The smaller the moisture content,the larger the matric suction;the higher the moisture content,the lower the matric suction.Under the same moisture content,the matric suction increases with the confining pressure and reaches a maximum when the confining pressure is 100 kPa,and then decreases with the increase of confining pressure.This phenomenon is closely related to the grain contact tightness of soil mass under high confining pressure.According to the triaxial test of loess,the sample of loess experiences 4 stages from loading to failure:1) compaction stage;2) compression stage;3) microcrack developing stage;4) shear failure stage.The test sample is of brittle failure(weak softening)under low moisture content and confining pressure.With the decrease of matric suction and the increase of consolidated confining pressure,the stress-strain curve changes from softening type to ideal plastic type.In the shearing strength parameters of unsaturated undisturbed loess,the influence of moisture content on internal friction angle is small,but that on cohesive force is obvious.Therefore,the shearing strength of unsaturated undisturbed loess is higher than that of saturated undisturbed loess and varies with the moisture content.     

红砂岩细粒土抗剪强度的试验研究

为了研究红砂岩原岩破碎后的细粒土的强度特性,对其展开了不同含水率及压实度下的快剪试验,探讨含水率及压实度对红砂岩细粒土抗剪强度的影响规律。试验结果表明：在一定压实度下,随着含水率的增大,黏聚力先增大后减小,呈二次抛物线变化规律,而内摩擦角则呈幂函数衰减变化趋势;在一定含水率下,饱和黏聚力及内摩擦角均随着压实度的提高而有不同幅度的增大。相比内摩擦角,黏聚力受含水率及压实度的影响更显著。试验结果可为有关红砂岩路基、堤坝填筑、边坡稳定性分析等工作提供参考。     

模拟堆载作用的黄土边坡土体变形机理试验

通过固结不排水剪试验,研究了堆载作用下不同深度、含水量和围压的原状黄土的变形和破坏特征,并从 黄土的微观结构角度分析了产生这一现象的原因,结合黄土边坡特殊的工程地质条件,分析了堆载作用下黄土 边坡土体的变形破坏过程。试验结果表明,不同深度、含水量和围压的原状黄土的应力应变曲线和抗剪强度具 有不同的特征;特殊的工程地质条件,使黄土坡体的某些部位形成了堆载作用下不利于黄土材料强度保持的含 水量和围压的组合,导致了这些部位黄土的变形破坏,进而诱发坡体的变形破坏。     

含水率对花岗岩残积土邓肯-张模型参数影响

制作了不同含水率花岗岩残积土击实试样,进行一系列固结排水三轴试验.得出在不同围压和不同含水率条件下,花岗岩残积土击实试样在三向应力作用下均呈现鼓胀破坏的变形特征,其固结排水应力-应变曲线均为加工硬化型,与邓肯-张模型的条件式基本吻合.通过邓肯-张模型参数的计算与分析,得知含水率对花岗岩残积土的邓肯-张模型参数整体上影响较大,其中粘聚力受影响最显著,无因次指数n和低围压时的初始变形模量受影响较显著,基本规律为:抗剪强度指标粘聚力、内摩擦角值,初始变形模量及无因次基数K均随着含水率的增大而减小;无因次指数、破坏比随含水率的增大而增大;各参数与含水率关系曲线均在最优含水率处出现拐点,且当含水率大于最优含水率时,其对各参数的影响不同程度地加大.     

桩-土界面残余强度影响因素分析

桩周土体因卸载或上部堆载使桩-土界面应力发生变化,并导致桩-土界面峰值剪切强度受损而下降为残余强度。为研究法向应力、压实度、含水率及预压力等多因素对桩-土界面的残余强度影响,利用自制的剪切试验装置对桩-土界面试件进行了剪切试验。试验结果表明：剪切应力达峰值强度后出现软化,法向应力越大软化越明显。残余强度随压实度和法向应力提高而增大,随含水率的提高先增后减,且在最优含水率附近达到最大值;在不同的法向应力情况下,受含水率和压实度的影响下,残余强度表现为山峰型,在最优含水率附近和压实度最大处达峰值,且预压对法向应力较小情况下残余强度提高比例更高。对不同压实度下的法向应力-残余强度、法向应力-残余应力比进行了讨论,得知有无预压界面残余强度与法向应力存在显著的线性关系,符合莫尔-库伦剪切破坏准则,不同压实度下残余应力比均随着法向应力的增长而衰减,而有预压影响时,这种现象会更明显。     

关中Q_2黄土流变特性及宏观流变试验研究

为研究关中Q2黄土在不同压应力和含水率下的变形规律,以关中Q2黄土为研究对象,建立了黄土流变模型,对不同压应力和含水量下关中Q2黄土进行宏观流变试验,利用数值分析和力学分析方法对关中Q2黄土在不同压应力和含水率下的流变特性试验数据进行了系统分析,得到了不同压缩荷载和含水率下Q2黄土的流变曲线,给出了考虑含水率和应力影响的分时叠加流变曲线数学模型.试验结果表明:Q2黄土湿陷流变呈两阶段变形,第一段呈现为减速变形,流变曲线呈对数变化,第二段呈现为稳定流变,流变曲线呈线性变化;加载应力与含水率对流变的影响呈正相关,曲线变形趋势一致.