考虑水分迁移影响的浅层膨胀土抗剪强度冻融劣化特征

冻融作用下的水分迁移及其伴生现象会使浅层膨胀土的抗剪强度发生劣化,探明水分迁移对浅层膨胀土抗剪强度的影响对于膨胀土工程冻融病害的防治是必要的。首先,模拟实际冻融边界条件开展膨胀土在单向冻结–双向融化作用下的水分迁移试验,在此基础上进一步开展膨胀土的直剪试验;试验过程中对土样的水分场、温度场、竖向变形均加以监测。研究结果表明:(1)冻结温度梯度对水分迁移量的影响较大,冻融后膨胀土表现出冻胀融沉的特点且融沉量略大于冻胀量;(2)抗剪强度的变化与含水量的重分布沿深度方向上表现出了高度的相关性,抗剪强度在含水量增高的冻土区均表现出衰减的特点,在含水量降低的未冻区则表现出小幅度增加的特点,抗剪强度变化幅度随含水量变化幅度的增加而增大;(3)沿土样深度方向上抗剪强度指标的变化特征与含水量的变化特征也表现出了较高的相关性,含水量降低区的抗剪强度指标均有小幅增加,含水量增高区中基本上都呈现出衰减趋势,黏聚力的大幅减小是膨胀土抗剪强度冻融劣化的主要原因。     

非饱和膨胀土抗剪强度的试验研究

膨胀土是一种特殊的非饱和土，经典的土力学理论在膨胀土问题中己显得无能为力。因此，用非饱和土力学理论来研究膨胀土问题在理论和实际两方面都具有重大意义。在非饱和土抗剪强度理论中，吸力的量测在工程实际中仍没有一种简单易行的方法。基于这种实际情况，试图通过其他间接的途径来代替吸力的量测，以确定非饱和土的吸附强度。对于膨胀土这种典型的非饱和土，膨胀力是其很重要的性质之一，它的大小受含水量的影响很大；另一方面，膨胀土的抗剪强度也随含水量的变化而不断地变化。进行了大量的膨胀力试验和抗剪强度试验，以确定膨胀土的膨胀力与吸附强度是否有一定的关系。通过对黑山土和梅山土的重塑试样试验得到的试验数据分析发现：膨胀力和含水量之间存在良好指数关系；粘聚力的对数和内摩擦角均随含水量的增大线性减小；非饱和膨胀土的吸附强度与膨胀力之间存在较好的线性关系，并在此基础上优化了非饱和膨胀土抗剪强度公式。     

成都地区膨胀岩土原位剪切试验研究

以成都望江锦园膨胀岩土体为试验对象,根据压剪实验及一次水平剪切试验得出该地区膨胀土的抗剪强度指标以及抗剪强度变化特征.试验结果表明,在相同法向压力作用下,受雨水影响小的深层土壤抗剪强度比表层土体高,深层膨胀土的抗剪强度指标均比浅层膨胀土大,这说明控制土体的含水量对于实际工程的稳定性具有重要的意义.     

重塑膨胀土抗剪强度的试验研究

通过直剪试验研究了重塑膨胀土在相同的干密度、不同含水量和加荷等级情况下的抗剪强度,并据此分析了含水量、各法向压力对重塑膨胀土抗剪强度的影响。     

含水量对陕北Q_3黄土抗剪强度影响的试验研究

以陕北府谷县Q3黄土为研究对象,采用常规直剪试验和常规三轴不固结不排水试验,对不同含水量土样的抗剪强度参数进行了测定,得出了陕北Q3黄土抗剪强度随含水量变化的规律,并提出陕北Q3黄土随含水量变化的抗剪强度公式。     

废弃轮胎胶粉改良膨胀土的抗剪强度研究

 为了提高资源的循环利用,减少废弃轮胎对环境的潜在影响,对废弃轮胎胶粉改良膨胀土的强度特性进行研究。在不同含水量15%,18%,21%下,以不同比例废弃轮胎胶粉10%,20%,30%与膨胀土混合后进行固结快剪实验。在试验过程中综合考虑法向应力,胶粉含量对膨胀土抗剪强度的影响,以及剪切位移与对应的剪应力的关系,总结出膨胀土改良后的抗剪强度变化特征。结果表明内摩擦角和膨胀土的抗剪强度随废弃轮胎胶粉含量的增加而增大,内摩擦角的变化不大,黏聚力的变化较为显著。同时证实了废弃轮胎胶粉改良膨胀土效果较为显著,为膨胀土改良提供了一个新的改良方法。     

非饱和黄土剪切特性的试验研究

对渭南地区回填黄土进行不同含水率重塑后直剪试验,得到其抗剪强度以及强度参数。结果表明,相同围压下抗剪强度随含水量的增大而减小,粘聚力随含水量呈先增大后减小的趋势,内摩擦角随含水量线性减小。天然含水率下直剪试验的剪切速率对重塑土的强度参数有一定影响。     

高液限土路基施工方法及处理措施

介绍了揭普高速公司 (新亨———池尾段 )路基土中高液限土土质及力学特性 ,路基土的液限、塑性指数和最优含水量都很高 ,在不浸水的情况下 ,有较高的强度、承载力和较好的稳定性 ;吸水后 ,土体强度和承载力大幅下降 ,并略有膨胀 (膨胀量为 2 6 %～ 3 8% )。同时分析了含水量变化对高液限土抗剪强度的影响 ,基质吸力随含水量的减小而增大 ,抗剪强度则随基质吸力增加而非线性增加 ,直到达到一定基质吸力后 ,抗剪强度才维持不变或开始减小。最后 ,介绍了揭普高速公路高液限土路基的处理方法和措施。     

制样方法对膨胀土抗剪强度的影响研究

给出了膨胀土在不同含水量下的抗剪强度,得出了静压法和风干法在不同含水量下,抗剪强度的对比关系。对今后土样的实验室制备提供相对有效的参考数据,对实验室土样制备具有有效的参考和应用价值,能使实验室的研究数据更加接近现实土样的抗剪强度。     

考虑膨胀土抗剪强度衰减特性的深基坑支护工程设计研究

通过试验定量分析了武汉地区膨胀土的抗剪强度特性和膨胀土抗剪强度指标与含水率的关系,编制了武汉地区弱至中等膨胀土随含水率变化的c,?,γ取值表。提出了考虑膨胀土抗剪强度衰减特性的深基坑支护工程设计计算方法。工程实例应用表明：当无法严格控制含水率、土体膨胀性较大时,该方法更加安全、可靠和合理。     

膨胀土的研究现状与展望

通过阅读大量的文献资料,从变形、强度和稳定性三个方面对膨胀土研究所取得的进展进行了论述,指出非饱和膨胀土剪切力与位移关系为"软化"型,认为考虑雨水入渗影响的膨胀土边坡稳定性分析必须考虑裂隙的影响,并解释了降雨诱发膨胀土滑坡的滑动面一般较浅的原因。     

原状膨胀土剪切损伤演化的定量分析

根据原状膨胀土在非饱和三轴剪切试验过程中的CT扫描结果，定义了一个基于CT数据的原状膨胀土的结构损伤变量，建立了剪切过程中膨胀土的损伤演化方程。     

重塑膨胀土三轴增湿变形及力学特性的试验研究

通过三轴增湿变形试验和直接剪切试验,对膨胀土的变形和抗剪强度规律进行了研究.结果表明,膨胀土的极限剪应力、凝聚力和内摩擦角都随着含水率的增大而减小,试样含水率越接近饱和含水率,试样的抗剪强度减小的越快;膨胀土的应力随应变增加呈衰减趋势,并且在增湿变形中以体积变形为主,轴向变形较小;在同一应力状态下,随着含水率的增大,体应变逐渐减小,土样表现为膨胀,在含水率相同的条件下,应力越小,膨胀土在浸水过程中的体积变化就越大.     

荆门膨胀土土–水特征曲线特征参数分析与非饱和抗剪强度预测

 为探讨荆门原状、压实、石灰改良膨胀土的非饱和抗剪强度与土–水特征曲线(SWCC)的相关关系,利用Fredlund-Xing模型对3种膨胀土的SWCC试验数据进行非线性拟合,获得相应模型参数;利用Fredlund公式(1996年)对3种膨胀土控制吸力下的固结排水剪三轴压缩试验抗剪强度成果进行相关分析。分析结果表明：(1) 使用Fredlund-Xing模型拟合3种膨胀土SWCC试验数据的效果均较好。(2) 荆门原状、压实、石灰改良膨胀土的进气值分别为210,68和18 kPa;石灰改良膨胀土的持水能力(水稳定性)最强,压实膨胀土次之,原状膨胀土最弱;3种膨胀土的残余吸力可均取为3 000 kPa。(3) 3种膨胀土的有效内摩擦角(j´)和与基质吸力相应的内摩擦角(jb)均非常数;j´与基质吸力相关,jb与基质吸力和应力状态均相关,这意味着Mohr-Coulomb破坏包面是双向弯曲的。(4) 使用Fredlund公式,能够在较大的吸力范围内较好地预测荆门膨胀土的非饱和抗剪强度,原状、压实、石灰改良膨胀土的土性参数κ分别为2.4,2.7及3.4。(5) 预测值与实测值间存在差别的主要原因是Fredlund公式本身未考虑到jb与应力状态相关,若要考虑该因素,可将应力状态对SWCC的影响引入到Fredlund公式中。     

原状膨胀土三轴剪切过程的损伤力学特性

通过对原状膨胀土三轴剪切过程的CT扫描分析,结合CT数据及图像,发现其剪切受力破坏过程实际上是内部裂隙的扩张演化过程。在应力峰值之前,膨胀土的CT数一直在增加,同时CT数的方差减小,表明膨胀土的密度不断增加,在三向应力作用下,膨胀土变得相对均匀了;在峰值之后,情况正好相反,CT数一直在变小,CT数的方差变大,表明其密度不断减小,裂隙变得相对不均匀。裂隙是由中心向中部或边缘扩展,直至贯通和剪切面的形成。CT数的均值、方差随轴向变形变化关系曲线呈抛物线形式。     

干湿循环对纤维膨胀土特性影响的试验研究

为了研究干湿循环对膨胀土和聚丙烯纤维膨胀土强度的影响,进行了大量的试验研究。试验结果表明,膨胀土和纤维膨胀土随着干湿循环次数的增加,裂隙逐渐发展,土样的整体性遭到破坏,抗剪强度也随着循环次数的增加而降低;纤维可以增加膨胀土强度,提高土体的整体性。膨胀土和纤维膨胀土的粘聚力随着循环次数增加而降低的趋势一致,表明纤维是以强...     

聚丙烯纤维加筋膨胀土强度试验研究

为了研究聚丙烯纤维对膨胀土强度的影响,进行了大量的室内试验。试验结果表明,纤维膨胀土的强度比素土有了明显的提高,且随着纤维含量的增加,无侧限抗压强度增加,当纤维含量为0.3%时,无侧限抗压强度和纤维土的粘聚力达到最大值,随着纤维含量的继续增加,无侧限抗压强度和粘聚力降低,说明0.3%的纤维含量为最优含筋量。相同纤维含量的情况下,纤维土的强度随着纤维长度的增加而明显增加。同时聚丙烯纤维还可以增加纤维膨胀土的峰值强度,降低纤维膨胀土残余强度的损失,增加土样破坏的韧性,延缓破坏。     

Laboratory determination of clay-geotextile interaction

Current design regulations preclude the usage of cohesive backfills in reinforced soil structures regardless of whether the reinforcement is metallic or polymer fabric. The main reasons for this are: firstly, cohesive materials can be expansive; and secondly, the maximum bond strength between the reinforcement and the clay is normally not expected to be more than the undrained strength of the clay, giving no advantage. However, low-plasticity (so-called semi-cohesive) soils are not expansive and could be used in reinforced soil structures provided the reinforcement can give an increase in strength. A large number of shearbox and pull-out tests have been carried out to investigate which are the major factors governing the clay-geotextile interaction in both undrained and drained conditions. Woven and non-woven fabrics and meshes were used in the tests. The results have shown that the shearing strength of clay can be increased by properly selected geotextile reinforcement in both undrained (short-term) and drained (long-term) loading. It has been also shown that the pull-out resistance of the geotextile reinforcement is essentially proportional to the normal stress and for high transmissivity geotextiles or for geogrids it is limited by the tensile strength and relaxation of the material. The low transmissivity however is also a factor obstructing the development of high pull-out resistance in undrained conditions. The results indicate that geotextile reinforced cohesive backfill might be a viable alternative in reinforced soil structures if good-quality granular backfill material is not readily available.     

膨胀土地基承载力研究

根据非饱和膨胀土的分形结构模型,导出了非饱和膨胀土的吸力强度公式,讨论了非饱和膨胀土强度公式的有线性,根据膨胀土的强度特性提出了膨胀土地基承载力公式,运用所提出的承载力公式估算了邯郸和宁夏膨胀土地基承载力值,与实测结果一致,这种膨胀土地基承载力公式可以直接应用于工程实践中。