静水沉降颗分的计算原理及试验方法的对比

根据静水沉降颗粒分析法计算公式原理,分别采用了常用的密度计法和移液管法求取细颗粒土的粒径级配,分析了两种方法试验误差产生的原因,并证明密度计法较移液管法具有更简便、准确、节能的特点,建议尽量采用密度计法。     

激光粒度仪在土工实验中的应用

给出了地基承载力特征值的计算公式,指出准确测定粘粒含量的重要性,并对密度计法测定土颗粒分析方法和激光粒度仪法测定土颗粒分析方法进行了阐述,通过分析比较,指出激光粒度仪法的优越性。     

典型季冻土冻融循环下抗剪强度指标研究

笔者选取黏土、粉质黏土、粉土质砂3种典型的季冻区土类,模拟实际工况采用GDS低温振动三轴仪试验测试不同冻融循环和围压条件下试样土的静力特征,并计算其抗剪强度指标,拟合出3种典型季冻土的黏聚力和内摩擦角变化曲线,对工程实际应用具有一定的理论参考价值。综合各项指标,3种典型季冻土的冻融循环稳定性顺序为黏土粉质黏土粉土质砂,为保证季冻区土基的安全稳定及性能要求,宜选择含砂类型的土作为基层。     

用激光粒度仪进行粘土的颗粒分析

为获得细粒土的粒度分布,分别采用Mastersizer 2000激光衍射粒度仪和传统的密度计法测量合肥地区的粘土.根据激光法的测量原理和影响因素,用单因素试验法依次改变仪器的折射率、质量浓度、超声波端位移和时间、泵速,研究这些控制参数对颗粒粒径的影响,并确定了该仪器测量合肥地区粘土的最佳参数.通过比较最佳参数条件下的激...     

季冻区典型土类抗剪强度冻融修正系数研究

目前冻融循环下土抗剪强度变化规律尚无统一认识,工程上也缺少计算依据。选取季冻区3种代表性土类,黏土、粉质黏土和粉土质砂,采用新的制样标准,通过三轴试验,发现冻融循环下土抗剪强度指标变化模式和规律,定义了冻融循环修正系数,以未经冻融循环的抗剪强度指标为基准,并给出冻融循环下典型土类抗剪强度计算公式。结果表明:冻融循环试验中试样制备不能采用常规土样制备标准,否则试样密度离散性被放大,导致试验结果很容易出现离散而没有规律性;冻融循环下黏土、粉质黏土、粉土质砂黏聚力呈指数下降,而内摩擦角随着冻融循环次数的增加呈指数增加,但具体表现不同。冻融循环下粉土质砂黏聚力降低约20%,内摩擦角增加约10%,受冻融影响较少,冻融稳定性较好;粉质黏土黏聚力降低约55%,内摩擦角增加约20%,冻融稳定性次之;黏土黏聚力降低约70%,内摩擦角增加约40%,受冻融影响最大,冻融稳定性最差。     

活性MgO碳化固化土的干湿循环特性试验研究

碳化固化技术是一种利用二氧化碳对搅拌有活性氧化镁的土体进行碳化,以达到快速提高强度的低碳搅拌处理软土的创新技术。通过室内试验研究干湿循环对碳化固化土物理力学特性的影响,并与相同掺量下水泥固化土进行对比。结果表明:活性Mg O固化粉土碳化3 h试样的无侧限抗压强度可达5 MPa,粉质黏土碳化24 h试样可达2.6 MPa;干湿循环后碳化固化土的干密度降低,而水泥土干密度基本不变;6次干湿循环后粉土碳化试样的无侧限抗压强度仍然能达到4 MPa以上,为水泥固化粉土强度的2倍,具有较好的抗干湿循环性能;经过6次干湿循环后,粉质黏土碳化试样的残余强度仅为35%,而水泥固化粉质黏土降到65%,表明固化粉质黏土的抗干湿循环性能均较差,且粉质黏土碳化试样的抗干湿循环能力不及水泥固化粉质黏土试样。通过X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)及压汞试验(MIP)测试表明干湿循环对粉土碳化试样的累计孔隙影响不大,因此粉土试样仍然具有比较大的密实度来保证试样强度;粉质黏土碳化试样因孔隙增加明显而变得疏松,因此强度显著降低。     

不同气候环境下黄土胶结性状的试验研究

黄土作为一种常见的非饱和土天然地基,由于其特殊的胶结结构,往往较常规粉土或粉质粘土的粘聚强度高。为了研究黄土胶结物赋存状态和组成类型及气候环境对其的影响,本文选取我国甘肃、陕西两省5处黄土作为研究对象,采用全分散法和半分散法对每种试样进行溶解处理,对处理后的土悬液进行粒集形态和粒径分析。试验结果表明:经半分散法处理后的土悬液上层水体清澈,灰色碎屑颗粒沉淀在容器底层,分层明显;经全分散法处理后的土悬液由于试验过程中破坏了土颗粒中的内、外胶结单元,呈现出明显的溶胶状态,分层不明显;在全分散法处理后的土悬液中提纯出粒径小于0.005 mm的黏粒,分别对其进行矿物组成、碳酸钙、易溶盐、离子交换量等进行测试。分析表明:处于干燥干旱地区的ZY、DX、GG黄土,胶结物以黏土矿物和微晶碳酸钙组成为主,处于湿润多雨的QZ、WG黄土,胶结物以黏土矿物为主,并且五处黄土的胶结能力自西向东依次增强。     

PIV技术在非饱和冻土冻胀模型试验中的实现与灰度相关性分析

粒子图像测速法(PIV)已经在流体力学和岩土工程中得到广泛应用,并取得了良好的试验结果。但是,由于黏性土缺乏表面纹理,PIV技术尚未在冻结黏性土颗粒迁移分析中得到成功应用。针对黏性土冻结过程中的土颗粒迁移问题,采用自制的PIV冻土模型试验箱,以非饱和粉质黏土作为试验土样,结合Canon EOS 1300D相机和GeoPIV软件,提出了PIV技术在非饱和冻土中的实现方法。结果表明:(1)试验过程中光线的变化会极大的影响试验结果,故需要在摄影棚中构建恒定光场;(2)为便于PIV分析,试验前需对冻土进行表面纹理构建,粒径0.3 mm石英砂是纹理构建的最佳示踪粒子;(3)非饱和粉质黏土在冻结过程中的冰水相变会导致图像灰度变化,根据统计结果,将种子区域灰度相关性及整体灰度相关性分别调整为0.85和0.69。     

苏州第四纪沉积土动剪切模量比和阻尼比试验研究

通过深入分析苏州第四纪土的海相、陆相沉积环境及土层分布特征, 对苏州第四纪土 311 个原状土样进行了土的动剪切模量比和阻尼比试验研究 ,结果发现：海侵作用和土层深度对苏州第四纪各类土的动剪切模量比、阻尼比与剪应变幅值关系曲线的影响有明显差异,深度 0 ～ 30 m 的海相黏土动剪切模量比和阻尼比曲线分别低于和高于陆相黏土的曲线,深度 30 ～ 100 m 的海相黏土动剪切模量比和阻尼比曲线分别高于和低于陆相黏土的曲线;土 层深度对海相黏土、粉质黏土和海、陆相粉细砂的动剪切模量比曲线 以及对海相黏土、粉质黏土和陆相粉细砂的阻尼比曲线的影响较为明显;对黏土、粉质黏土、粉土、粉细砂按土层深度 0 ～ 30 m 和 30 ～ 100 m 以及淤泥质土、中粗砂不区分土层深度,给出了苏州第四纪各类土的动剪切模量比和阻尼比曲线经验关系的拟合参数值及其平均关系曲线推荐值。     

应力影响下粉质黏土的等效渗透系数计算

为了定量研究粉质黏土的渗透系数随所受应力而变的特征,通过三轴渗透试验,测量不同干密度的粉质黏土在不同有效应力水平下的渗透系数,分析渗透系数与干密度和应力的关系。结果表明:粉质黏土的饱和密度随着应力的增大而增大,在应力为400 kPa时增幅为5%~9%;渗透系数k受有效应力σ的影响较大,在应力为300kPa时减小1~2个数量级;lnk与lnσ和干密度ρ线性相关显著。根据研究结果提出了考虑有效应力和干密度影响的粉质黏土渗透系数的表达式,并推导了粉质黏土层的纵向与横向等效渗透系数计算式及最具代表性土样的取样位置。     

应力影响下粉质黏土的等效渗透系数计算EI北大核心CSCD

为了定量研究粉质黏土的渗透系数随所受应力而变的特征,通过三轴渗透试验,测量不同干密度的粉质黏土在不同有效应力水平下的渗透系数,分析渗透系数与干密度和应力的关系。结果表明:粉质黏土的饱和密度随着应力的增大而增大,在应力为400 kPa时增幅为5%~9%;渗透系数k受有效应力σ的影响较大,在应力为300kPa时减小1~2个数量级;lnk与lnσ和干密度ρ线性相关显著。根据研究结果提出了考虑有效应力和干密度影响的粉质黏土渗透系数的表达式,并推导了粉质黏土层的纵向与横向等效渗透系数计算式及最具代表性土样的取样位置。     

黄土微观参数指标与动弹性模量关联度研究

取岷县地震台、庆阳黄土塬2～12m深度土层的粉土、粉质黏土样品,通过室内动三轴和扫描电镜试验,测定了动弹性模量和微观结构特征,研究了粉土、粉质黏土的动本构关系,并采用关联度分析法研究了黄土竖向(沉积向)和横向(垂直于沉积向)的微观结构与最大动弹性模量之间的关系。研究结果表明:粉土和粉质黏土的动本构关系都符合Hardin-Dinevich双曲线模型。分形维数、概率熵和平均形状系数的变化对粉土、粉质黏土的最大动弹性模量的影响最敏感。其次是平均周长、长轴、短轴,而平均面积对其影响则相对较小。针对粉土横竖向关联度,横向微观参数对最大动弹性模量的影响更敏感;而粉质黏土,竖向微观参数对最大动弹性模量的影响更敏感。     

人工制备互层土的静三轴剪切力学特性研究

互层土是一种广泛分布的特殊土体,目前对其基本力学特性的认识仍不充分。采用人工制备的粉质黏土与粉砂互层土,通过固结不排水三轴试验对其基本力学特性进行研究,重点分析了层厚比对互层土不排水剪切应力-应变、孔压、抗剪强度及破坏形态的影响规律。研究表明,互层土的力学性质介于两单层土（正常固结粉质黏土与中密粉砂）的力学特性之间,但并非二者的某种简单组合,而是受粉质黏土层与粉砂层的层厚比影响;随着互层土中粉质黏土层厚的增加,其应力-应变曲线由软化型变为硬化型,孔压发展由负孔压转变为正孔压,应变局部化（剪切带）破坏模式受到抑制,粉质黏土层的控制作用逐渐增强。     

望江地区典型淤泥质粉质黏土蠕变特性试验研究

基于黏土常规三轴蠕变试验成果,研究了望江地区淤泥质粉质黏土的非线性蠕变力学特性,分析了其轴向蠕变规律。蠕变试验采用分级加载的方式进行,利用线性法和"陈氏法"对试验数据进行处理,得到了淤泥质粉质黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线,发现"陈氏法"比线性法更适合处理非线性流变材料的蠕变试验结果。在此基础上,得到该淤泥质粉质黏土的应力-应变等时曲线,根据该曲线的变化规律,采用Singh-Mitchell模型对该淤泥质粉质黏土的蠕变曲线进行拟合,确定模型参数,建立了适用于望江地区淤泥质粉质黏土的非线性蠕变模型。     

水泥混合土渗透特性试验研究

水泥土抗渗性能直接影响地连墙帷幕止水效果,其渗透系数受土质影响显著。论文针对细砂、粉质黏土和黏土开展不同组合配比条件下的混合土质水泥固化土渗透性能试验研究。结果表明,混合土质水泥土抗渗性能介于细砂质水泥土与粉质黏土质水泥土之间,其渗透系数受渗透性较强土质的影响更为明显。     

激光粒度分析仪在非黏性土颗粒分析中的应用

阐述了激光粒度分析原理及马尔文MS3000型号激光粒度分析仪的改进,对非黏性土的粒径分布进行了研究。利用马尔文激光粒度分析仪,通过试验分析确定此种土的激光粒度的各参数变量(遮光度、泵速、光学参数、分散剂等),并选择最优参数进行粒径分布的重复性和重现性试验。对比了使用不同分散剂的试验结果,发现采用六偏磷酸钠为分散剂进行非黏性土粒径分析时,其结果更准确,应用范围更具有普适性。     

不同饱和度的粉质黏土剪切率效应环剪试验研究

以三峡库区树坪滑坡不同饱和度的粉质黏土为研究对象,以重塑样为试验土样,以环剪试验为研究手段,分析了剪切速率、法向应力、饱和度对粉质黏土强度的影响,得出:不同饱和度的土样都表现为剪切速率负相关,但法向应力对率效应的影响不同;饱和粉质黏土的残余抗剪强度,低法向应力作用下,剪切率效应不显著,高法向应力作用下,剪切率效应较为显著,研究成果为粉质黏土剪切速率相关性强度参数取值提供参考。     

土体温度场物理模拟用土的制备方法研究

为提高冻土模型试验对现场实际的反映程度,基于模型与原型之间的相似关系,提出了一种制备热学参数满足相似原理的模型土方法。首先,根据傅里叶方程、第三边界条件和相似理论推导出了土体冻结过程中热学参数相似准则,并依照Johansen的导热系数广义几何平均计算方法列出了模型土应满足的3个方程。在此基础上,选用高密度聚乙烯、标准砂、活性炭粉制备模型土并模拟了天津地区某粉质黏土冻结过程温度变化。根据高密度聚乙烯、标准砂、活性炭粉和天津地区粉质黏土的导热系数、比热和密度实测值,结合模型土的三个配比方程确定了模型土的相态组成。分别将配制好的模型土以及粉质黏土用于模型试验和原型试验,并将实测温度值进行了对比,验证了模型土配置方法的有效性。 该研究对于冻土温度场的跨尺度预测具有借鉴意义。     

不同粒径粉质黏土击实试验研究

结合苏州市中环快速路土方回填项目对粉质黏土进行击实试验研究,对不同粒径的粉质黏土进行了击实试验,得到不同粒径击实指标。试验结果表明,同一含水率12.5%下,随着粒径的增大,干密度先增大后减小,在2.5mm≤d10mm干密度基本不变,在1.25mm≤d2.5mm最大干密度达到最大值1.90g/cm3。在压实度检测要求达90%以上时,含水率变化区间随着粒径的增大先减小后增大,在粒径1.25mm≤d2.5mm时符合压实度要求的含水率变化区间最小,5mm≤d10mm时符合压实度要求的含水率变化区间最大,将这一击实变化规律在施工现场进行验证并应用于施工现场雨期施工,保证施工质量的同时缩短了施工工期。     

郑开下穿越工程非饱和土强度特性试验研究

利用气相法和渗吸法获取了郑开工程由于降水施工引起的非饱和砂质粉土和粉质黏土的土-水特征曲线,特征曲线显示,两种非饱和土的减饱和过程都具有明显的阶段特征.然后根据土-水特征曲线,对两种非饱和土进行了直剪试验研究,得到如下结论:在低吸力范围内非饱和砂质粉土和粉质黏土的抗剪强度与吸力基本上呈线性增长关系,并得到两种非饱和土的抗剪强度参数φb分别为8.5°和4.9°.该工程非饱和土强度特性的室内试验研究,为工程地表沉降控制和掌子面稳定性分析等提供了重要的基本数据和理论参考.