深部土层失水变形时土与井壁相互作用试验与理论研究

介绍了用高压直剪仪和三轴伺服仪测定大埋深土与井壁相互作用试验方法 ,得到了土与井壁相互作用剪应力 -位移曲线、单位刚度系数和强度等参数。结合试验结果 ,分析了深部土层失水变形时 ,土与井壁接触带相互作用深部为塑性浅部为弹性的变形特点。建立了土与井壁相互作用理想弹塑性分析模型 ,得到了计算井壁附加竖直位移、应变和附加应力的解析公式 ,并讨论了其随深度和深部土层压缩量等因素变化的规律。最后给出计算实例 ,说明了理论研究的实用性     

砂浆-灰岩双相材料剪切强度及压剪断裂判据探析

针对某重力坝工程提供的砂浆与灰岩材料的圆柱体试件，采用RMT—150多功能刚性伺服试验机，分别进行了灰岩的单轴压缩试验与砂浆—灰岩双相材料的胶结面直剪试验，通过试验可获得灰岩的弹性模量、泊松比和双相材料胶结面的抗剪强度与强度参数。基于应力强度因子的概念，给出了压剪断裂的判据，可用来评价坝体的抗滑稳定性。建立了胶结面的强度参数与试件尺寸、弹性模量及灰岩的剪切模量与弹性模量的关系式，为实际工程提供参考。     

砂卵石土直剪试验的颗粒离散元模拟研究

砂卵石土作为一种粗粒土介质越来越受到研究者的重视。基于PFC3D颗粒离散元法,建立了砂卵石土直剪试验模型,进行了以强度和剪切变形为主的直剪试验模拟研究,并与试验结果进行了对比分析。结果表明,模拟结果与试验结果较吻合,直剪试验初始阶段表现为剪缩现象,后续为剪胀现象,抗剪强度除了受表面摩擦力的影响外,还受剪切带区域起伏度的影响。     

砂卵石土静力特性研究

通过砂卵石土的直剪压缩试验,对试验过程及试验结果进行了深入分析,探讨了非饱和、饱和砂卵石土的强度与变形影响因素,并建立了砂卵石土的抗剪强度与压应力之间的计算公式。     

桥基岸坡土体剪切强度特性试验研究

为研究对某桥基岸坡稳定性起重要影响的粉质黏土的剪切强度特性和力学参数，对原状土进行了不同含水状态下的大型原位直剪试验。试验结果表明：原状土的变形破坏模式呈蠕塑性破坏。饱和和天然状态下原状土的抗剪断峰值强度参数分别为φ=17.1°，c=22.1 kPa和φ=20.6°，c=29.3 kPa；饱和状态下土的剪切强度参数比天然状态下降低20%左右；试验结果为该桥基岸坡稳定性分析计算提供取值依据。     

脱湿状态对膨胀土膨胀变形和强度特性的影响

非饱和膨胀土的脱湿状态对土中水分散失速率影响较大,不同的脱湿速率又会使膨胀土呈现不同的工程性状。通过控制恒温恒湿箱的温湿度工作参数,设置不同的脱湿环境制备土样,进行土工试验,深入认识脱湿状态对膨胀土膨胀变形和抗剪强度的影响。将饱和土样脱湿到设定的不同含水率,进行有荷载膨胀率试验,结果表明:在相对湿度越大的环境下,脱湿速率越小,土体膨胀率越大;起始含水率和上部荷载越小,土体膨胀变形越大。将不同起始含水率的土样膨胀完全后放入直剪仪,进行固结直剪试验,结果表明:脱湿到不同含水率的试样,脱湿速率越小,土体越密实膨胀后的抗剪强度越大;上部荷载存在可提高土体的抗剪强度,起始含水率越小上部荷载越大土样的抗剪强度越高。研究结果可为大气作用下膨胀土边坡的防护设计提供参考,有助于对自然气候环境下膨胀土边坡的灾变进行预警,并可优化膨胀土边坡的施工方案。     

路用土石混合料的剪切特性试验研究

路用土石混合料是一种不同于土和岩石的高度非均质材料。混合材料的变形和剪切强度参数主要受含石率、块石形状和土体性质的影响。通过现场取样,综合考虑三个因素的影响,开展室内大型直剪试验。研究结果表明:应力应变关系曲线表现出三个阶段;碎石与土组成的混合料抗剪强度大于同等混合比例的卵石与土组成的混合料;含石率为40%~60%时,混合料抗剪强度较好;粘土与块石的混合料含石率较低时,低围压下表现为剪胀,高围压下表现为剪缩,含石率较高时,低围压和高围压均表现为剪胀;砂土与块石的混合料在低围压和高围压下均表现为剪胀。为快速评测现场土石混合料的粘聚力和内摩擦角,本文还提出了一种实用、简便的估算方法。     

全风化凝灰岩抗剪强度特性综合试验研究

北坑水库坝址区分布全风化凝灰岩,其作为大坝基础的可行性是项目投资与工程安全的重要影响因素。针对全风化凝灰岩开展了原位大型直剪、室内直剪和三轴压缩试验,以研究其抗剪强度特性,为坝基稳定分析提供抗剪强度参数取值的依据。对比分析不同试验方法、不同含水状态的试验值,揭示出全风化凝灰岩剪切变形、强度特征如下：(1)随剪应力增加,剪切刚度降低、剪应变加速增长;法向变形随剪应力增加而增长,呈剪缩特征。(2)内摩擦角随含水率增加而降低。(3)原位直剪实际为不固结不排水剪,其内摩擦角试验值低于室内固结快剪。(4)受原岩结构影响,原位直剪的黏聚力显著大于室内直剪和三轴剪。     

层状软岩力学特性现场试验研究

水布垭水电站地下厂房薄层页岩、粉砂岩互层岩体及层间剪切带属于层状软岩，针对其进行原位承压板法变形试验、直剪试验及三轴试验，对通过不同试验得到的力学参数进行了对比分析，结果表明：变形模量的围压效应明显，通过三轴试验得到的变形模量大于承压板法变形试验的变形模量，且随围压的增加而变大；三轴试验有整体拉裂破坏和较软层首先拉裂而导致破坏两种破坏方式；通过三轴试验求出的抗剪强度参数明显大于以层面为剪切面的直剪试验抗剪强度参数。     

干湿循环效应对南宁外环膨胀土抗剪强度的影响

针对膨胀土边坡滑坍多呈浅层破坏的现状,选取南宁外环膨胀土原状样与重塑样开展对比试验,精心设计试验方案,改进常规直剪试样制备条件和试验方法,使模拟土体季节性干缩湿胀过程更接近实际,探究了2种土样经历多次干湿循环作用后抗剪强度的衰减规律。结果表明：试样制备中有上覆荷载作用,实测土样经历同样干湿循环次数后的强度衰减幅度比无荷条件下的小,再次验证荷载对抑制强度衰减作用明显；不管原状还是重塑样经干湿循环后的强度衰减主要是c值大幅降低,其值虽也减小但降幅都不大；此外,计入边坡浅层破坏时滑面的低应力条件开展试验并分析测试结果,得到做边坡浅层稳定性分析时合理的抗剪强度参数,研究结果可供工程设计参考。     

石灰改良膨胀土重塑后的工程特性研究

为研究石灰改良膨胀土重塑后的工程特性,进行了素土、石灰改良膨胀土及重塑石灰改良膨胀土在90%、93%及95%压实度下土体的固结试验及直剪强度试验,对比分析了3种土体的工程特性。试验结论显示:重塑石灰改良膨胀土的压缩系数α_(1-2)介于素土与石灰改良膨胀土之间,是石灰改良膨胀土的1.6～1.7倍,是素土的0.7～0.8倍。在上覆荷载较小时,重塑石灰改良膨胀土的抗剪强度及压缩性能接近于素土;在上覆荷载较大时,重塑石灰改良膨胀土的抗剪强度及压缩性能接近于石灰改良膨胀土。     

非饱和土固结仪和直剪仪的研制及应用

研制出国内第一台非饱和土固结仪和第一台非饱和土直剪仪。这两种仪器都采用内置荷载传感器和数据自动采集,既可控制竖向压力,又可控制基质吸力。非饱和土直剪仪备有15档剪切速率。做了三组直剪试验和两组固结试验,对原状黄土的变形、强度和水量变化特性取得了一些初步认识。     

湛江强结构性黏土的三轴排水蠕变特征

 利用GDS应力路径三轴试验系统,开展不同围压下湛江强结构性黏土的三轴固结排水剪切蠕变试验,获得其轴向应变、体应变与应力和时间的关系,分析蠕变性状的结构性效应,建立相应的蠕变模型。结果表明,湛江黏土的蠕变变形演化特征受其强结构性制约,其蠕变特性的敏感程度与结构性强弱相关联。在低偏应力下,其蠕变变形和变形速率均较小;偏应力超过临界值后,土体在短时间内发生破坏。湛江黏土在?3＜?k时,其体变性状总体上表现为剪缩,但随时间变化出现一定的剪缩和剪胀交替性,即存在回弹现象;而当?3≥?k时,则表现为剪缩。蠕变引起的强度衰减主要表现为黏聚力的降低,且 77.63%。采用6元件扩展Burgers模型能较好地描述湛江黏土的瞬时弹性应变、衰减蠕变和稳定蠕变3个阶段。在实际工程中,必须对土的结构性给予充分的认识,在较低应力范围内,可以利用其结构性的有利因素,但设计荷载严禁超出结构屈服应力。     

白鹤滩水电站层间错动带的剪切特性

基于白鹤滩水电站层间错动带的室内和现场剪切试验结果,对层间材料、层间材料/母岩接触面(土/岩接触面)的剪切力学特性进行研究。试验结果表明,层间材料和土/岩接触面都表现出无剪胀行为的理想弹塑性力学特性;层间材料的蠕变特性不明显;土/岩接触面的抗剪强度与接触面形貌密切相关,接触面越粗糙,其抗剪强度就越高。比较层间材料的室内和现场直剪试验的抗剪强度可知,试样具有强烈的不均匀性。试样扰动对其抗剪强度的影响要比材料变异性的影响小。尺寸效应使得室内试验获得的内摩擦角要比现场试验获得的大。黏粒含量是影响层间材料抗剪强度的重要因素:随着黏粒含量的增加,内摩擦角减少,黏聚力增大。层间材料的抗剪强度对初始饱和度的变化不敏感。室内试验和现场试验结果在黏粒含量和初始饱和度影响上表现出良好的一致性,说明试样的尺寸效应和变异性只是影响其抗剪强度的次要因素。     

含水率对泾阳Q_2黄土剪切及蠕变影响研究

黄土含水量变化引起的抗剪强度及黄土蠕变与黄土边坡稳定性密切相关。通过室内直剪及蠕变试验,研究了含水率、干密度及法向压力等对非饱和Q_2黄土的剪切强度及长期强度的影响。结果表明:对比不同干密度下含水率为10%和18%的黄土,发现后者抗剪强度较前者弱化均在20%以上;含水率的增大对黏聚力也产生了弱化效应,且随干密度有增大弱化更严重的趋势;黄土蠕变阶段表现出典型的初始衰减蠕变、稳态蠕变及加速蠕变阶段;含水率的降低,干密度的增大都将使蠕变阶段变形降低;通过拟合,发现泾阳Q_2黄土的蠕变符合对数函数曲线变化规律。     

粉土—混凝土界面与粉土剪切对比试验研究

采用自制的大型直剪仪开展不同含水量条件下黄泛区粉土-混凝土界面剪切及粉土直剪试验,研究不同含水量下粉土-混凝土界面及粉土剪切力学特性。试验结果表明:粉土-混凝土界面和粉土直剪的剪切应力-剪切位移曲线均为应变硬化型;粉土直剪的剪缩变形明显大于界面剪切结果;相同条件下,粉土-混凝土界面的剪切强度大于粉土的直剪强度,随着含水量的增大,粉土-混凝土界面与粉土剪切强度的差异逐渐减小,粉土趋近饱和时,两者强度基本相同;粉土直剪破坏时的剪切位移大于界面剪切破坏时的剪切位移;粉土直剪的黏聚力和界面黏聚力、摩擦角随含水量的增大均近似呈线性减小趋势,粉土直剪的内摩擦角随含水量增加呈现先缓慢后加速减小的变化趋势。     

岩石流变特性及高边坡稳定性流变分析

叙述了岩石的压缩蠕变试验及方法；将蠕变强度和瞬时强度作了比较；拟合出了蠕变曲线经验公式；得到了蠕变理论模型及其参数；经综合分析和类比确定了蠕变参数。利用开发出的岩质边坡稳定性流变分析微机软件，对三峡船闸边坡进行了模拟边坡开挖过程的粘弹性有限元分析，并计算了船闸运行期边坡岩体的长期变形。     

基于静力触探测试的深基坑工程土体设计参数应用研究

为确定深基坑工程中强度指标和变形参数输入的精确性，以红安恒大文化旅游康养城项目DC02地块岩土工程勘察为研究背景，通过原位测试的方法，各个土层的静力触探数据进行采集，并基于静力触探试验强度指标和变形参数拟合公式对各参数进行计算，并与室内试验结果进行比较。结果表明，静力触探试验得到的粘聚力值与内摩擦角均比室内试验快剪试验得到的粘聚力值和内摩擦角小，室内试验强度指标得到的土压力偏大；针对各土层压缩模量，由静力触探试验和室内固结压缩试验观测得到数值，两者具有显著的线性回归关系。     

含水量对非饱和土抗剪强度和压缩模量影响研究

采用直剪试验和固结试验,对试验土样的内摩擦角、粘聚力值以及压缩模量进行了研究,分析了土的含水量对非饱和粉质黏土的抗剪强度和压缩模量的影响,以供参考借鉴。     

内蒙古好鲁库地区硅藻土物理力学性质研究

硅藻土结构性显著,是非常罕见的特殊性岩土,通过室内含水率、侧限压缩、直接剪切等试验,对比分析了内蒙古某高速公路不同埋置深度硅藻土的基本物理性质,研究了压缩特性,探讨了硅藻土抗剪强度参数与埋置深度的相关性。结果表明,硅藻土质地轻、孔隙比大、有机质含量高,虽然在天然状态下硅藻土多为半固态或固态,但具有极高的含水率;e-p曲线可根据孔隙比随竖向荷载减小速率的变化分为2个阶段,对应E_s-p曲线压缩模量基本平稳和显著提升两阶段,好鲁库地区硅藻土E_s-p曲线上难以找到明显的结构屈服应力;在不高于1 600 kPa的荷载条件下压缩变形稳定后,好鲁库地区硅藻土还具有大孔隙比和较小的压缩模量,可能产生可观的后期变形;抗剪强度参数与深度线性相关性不显著,确定抗剪强度参数标准值可以不考虑参数与深度的相关性。