碎石土边坡石灰改良与桩锚护坡稳定性数值分析

将生石灰粉与西藏邦铺矿区中所采取的碎石土混合,分别制成灰土比为3%,5%,7%和9%的改良碎石土,进行大型直接剪切试验,研究石灰改良碎石土的剪切强度特性和改良效果。试验发现：在碎石土中掺入石灰降低了土样的含水率、增大了土样的咬合摩擦和黏聚强度,从而增大碎石土的强度;掺量9%石灰改良碎石土效果最为明显。最后结合室内试验结果与理论公式,采用 FLAC3D建立的数值模型分析西藏邦铺矿区北东部剖面碎石土边坡在石灰改良碎石土层、锚杆护坡、抗滑桩护坡及以上方法联合护坡的治理效果。结果表明：石灰改良碎石土层、锚杆加固、抗滑桩联合护坡后,最大水平位移明显变小,没有贯通的塑性区,且有效地减小了下滑力,联合护坡方法较前3种单独采取某种方法时能更有效治理边坡。     

冻融循环作用对细粒土边坡稳定性数值模拟影响

通过室内冻融循环试验和剪切试验,对细粒土冻融循环前、后抗剪强度特性参数变化进行了研究,并运用FLAC3D软件对边坡的稳定性进行数值模拟分析,通过数值模拟分析发现,冻融循环作用对边坡的稳定性有一定影响。     

冻融循环后路基粉质黏土动力特性研究

冻融循环作用对路基土的动力特性有着较大的影响。本文以张家口地区路基粉质黏土为例,通过进行冻融循环作用下的室内动三轴试验,得到了路基土动强度、动内摩擦角、动粘聚力等参数随冻融循环次数的变化规律,探究了冻融循环作用对路基土动力特性的影响。试验结果表明,在冻融循环条件下,土体的动强度、动粘聚力呈现明显下降趋势,经历7次冻融循环后,其值趋于稳定;动内摩擦角在某一范围内波动,虽具有一定的下降趋势,但规律性并不明显。     

冻融循环作用下石灰改性黄土的力学特性试验研究

对石灰改性黄土进行击实试验,得到改性黄土的石灰掺量分别与最优含水量和最大干密度的变化规律。同时在冻融循环作用下,利用三轴剪切仪对石灰改性黄土进行固结排水剪切试验,以此研究冻融循环下石灰改性黄土的力学特性。结果表明：随石灰掺量增大,最优含水量也逐渐增大,最大干密度却呈减小的趋势。不同石灰掺量下,冻融循环后改性黄土的应力应变关系曲线随冻融循环次数的增加由弱硬化型向弱软化型过渡,最后趋于强软化型。随冻融循环次数的增加,破坏强度呈下降趋势,石灰掺量为6%且冻融次数10次时,围压越大,破坏强度衰减率越小;石灰改性黄土的黏聚力随冻融循环次数的增加而降低,最终趋于稳定,而内摩擦角几乎保持不变。石灰掺量一定时,随冻融循环次数增加,结构性参数减小,且变化趋势不大;冻融循环次数一定时,随石灰掺量的增加,结构性参数呈减小的趋势;同时,随着围压不断地增大,结构性参数也呈减小趋势,结构性参数与轴向应变关系曲线随着围压的增大由强软化型向弱软化型过渡。     

石灰处治膨胀土冻融循环试验研究

通过对冻融循环后的石灰处治膨胀土土样进行固结不排水三轴试验,研究了冻融循环对土样抗剪强度指标和抗剪强度的影响,建立了抗剪强度指标和抗剪强度与冻融循环次数之间的关系,分析了处治膨胀土冻融循环的破坏机理。     

冻融循环下灰土垫层渗透性和强度试验研究

针对西安大明宫国家遗址公园御道工程透水混凝土灰土垫层的设计要求,分别进行了冻融循环10次下灰土35d龄期时的单轴抗压强度试验、渗透性试验和快速直接剪切试验.结果表明:若忽略试样含水量的影响,灰土快速直接剪切试验抗剪强度随冻融循环次数增加而呈指数型衰减并较快趋于稳定,其拟合曲线和公式均与实测数据吻合良好,但是,其抗剪强度指标黏聚力和内摩擦角的规律较差,与两次拟合误差有关;灰土渗透系数随冻融循环次数增加呈指数型衰减,其拟合公式和曲线与实测数据吻合较好;含水量为24％～26％时,该石灰掺量(干石灰占干土料百分比为15％)下处理马兰黄土得到的35d龄期单轴抗压强度在冻融循环下的稳定性较好.     

冻融循环对冻土-混凝土界面冻结强度影响的试验研究

为研究冻融循环作用对冻土-混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。     

冻融循环对冻土–混凝土界面冻结强度影响的试验研究

为研究冻融循环作用对冻土–混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。     

冻融循环条件下粉质粘土物理力学性质研究

以青藏高原的粉质粘土为研究对象,对土样进行了最多30次的冻融循环,并对不同循环后的土样进行了快速剪切试验,研究了不同含水率、不同干密度的粉质粘土的物理特性以及强度特性随冻融循环的变化规律,试验结果表明:冻融循环过程中,土样的干密度变化率随着含水率以及干密度的增加而增加,土的粘聚力随着含水率的减小和干密度的增加而增加,内摩擦角则无明显的规律。     

石灰土的工程特性试验研究

石灰土是一种在土建工程中得到广泛应用的建筑材料。石灰具有改善土质性能的作用,针对具体的土质及灰质,通过大量室内试验,探讨不同灰土比、密实度、含水率等因素对石灰土直剪强度的影响;同时,试验分析了养护石灰土的工程特性,特别是探讨了养护龄期及冻融循环对石灰土无侧限抗压强度的影响。通过试验研究,进一步了解了石灰土的特有工程性能,从而可为工程设计提供可靠的参考依据。     

饱和、非饱和有机质粉土抗剪强度的对比

通过对饱和–非饱和淤泥土的抗剪强度和土–水特征曲线SWCC测试,以及利用SWCC对非饱和淤泥土的抗剪强度预测,结果显示了饱和土的抗剪强度τsat小于非饱和土的抗剪强度τunsat,预测与实测的非饱和抗剪强度基本一致,并且非饱和抗剪强度随基质吸力ψ增加而增大,也反映了野外现场的物理条件和应力状态对细颗粒土的性质有重要影响。     

凝硬和冻融作用对干贮粉煤灰的力学性质的影响

介绍了两种低氧化钙含量的粉煤灰和一种高氧化钙含量的粉煤灰在不同制样龄期条件的强度、渗透、压缩特性试验和冻融条件下的强度试验结果 ;分析了凝硬和冻融作用对干贮粉煤灰的力学性质的影响规律。试验结果表明 ,高氧化钙含量的粉煤灰的强度指标受上述两种作用的影响显著 ;低氧化钙含量的粉煤灰的强度指标在凝硬作用下也有所提高 ,但基本不受冻融作用的影响 ;干贮粉煤灰的渗透系数受凝硬和冻融作用的影响较小     

多次冻融条件下土体的融沉性质研究

以青藏铁路那曲物流中心站场路基填料为研究对象,通过室内试验深入研究和分析了压实度、荷载以及冻融次数对土体融沉性质的影响规律。研究结果表明：第1次冻融过程中压实度大的试样的冻胀融沉量小,而经历多次冻融后压实度大的试样的冻胀融沉量则变大;多次冻融后较大压实度的试样表现为隆起变形,而较小压实度的试样则表现为压密变形,即不同压实度试样在经历多次冻融后压实度趋于某一定值;存在一临界压实度值,该值下多次冻融后试样高度不发生变化;荷载的压密作用在抑制冻胀变形的同时也加剧了试样的融沉变形,总体变形量随荷载的施加和增大而增大;补水条件下多次冻融后试样的含水率远远大于初始含水率,因此应做好防排水措施;外界水源补给量随冻融次数的增加而减小,并在经历3次冻融后达到稳定,且冻结过程中的补水量远远大于融化过程中的补水量;融沉系数随冻融次数的增加先增大而后减小并在经历5次冻融后趋于稳定,因此可将5次冻融后的融沉系数作为评价土体融沉性质的指标。     

Shear strength of interfaces between unsaturated soils and composite geotextile with polyester yarn reinforcement

Composite geotextiles with polyester yarn reinforcement have been commonly used in combination with unsaturated soils. Both unsaturated and saturated shear strength of the interfaces were investigated between a composite geotextile and three major types of materials: silty sand (SM), low-plasticity silt (ML) and high-plasticity clay (CH) in a direct shear box. The interfaces were formed using two methods (A and B) to reflect the wide range of possible contact conditions in practice. Method A involved statically compacting the soil directly on top of the composite geotextile, while for Method B, the soil was statically compacted in a separate mold and later brought into contact with the composite geotextile. Type B interfaces required a larger displacement to mobilize the shear strength than Type A interfaces. The ultimate failure envelopes of SM and ML soils were similar to those of their interface shearing. Notably, the failure envelopes for the clay-geotextile interface of both types were higher than that of clay alone. The unsaturated soil-only shearing had a higher peak strength and tended to dilate more than saturated soil-only shearing, while unsaturated soil-interface shearing appeared to be more contractant than saturated interface shearing. The strength variations with suction for all tested soils and interface shearing were clearly non-linear. A new model that takes account of the condition of soil-geotextile contact intimacy is proposed for predicting the variation of interface strength with suction, based on the variation of the soil's apparent cohesion with suction and the geotextile-water retention curve.     

基于孔结构的单面冻后混凝土抗压强度模型研究

通过单面冻融试验,研究了介质和冻融循环次数对混凝土抗冻性能和微观孔结构的影响规律.使用盒维数建立了混凝土单面冻融循环后的孔径分布分形模型,分析了分形维数与抗压强度的关系,建立了基于复合孔参数、分形维数的多因素抗压强度模型.结果表明：在不同冻融介质条件下,混凝土表观形貌、质量损失、相对动弹性模量、抗压强度、抗冻耐久性系数和孔参数随着冻融循环次数的增加逐渐劣化,盐冻对混凝土损伤程度大于水冻;混凝土孔径分布分形维数随着冻融循环次数的增加逐渐减小;在单面冻融循环过程中,混凝土孔参数演化分为初期、中期、后期3个阶段,中、后期对冻融循环作用较敏感的孔参数分别为气孔平均弦长和气孔比表面积、含气量和气孔间距系数;多因素抗压强度模型与复合孔参数、分形维数之间的回归效果显著,可以准确地描述水、盐单面冻融循环前后混凝土抗压强度与孔结构的定量关系.     

The effects of using lime and styrene–butadiene–styrene on moisture sensitivity resistance of hot mix asphalt

This study focuses on determining the effects of styrene–butadiene–styrene (SBS) and using mineral filler with lime on various properties of hot mix asphalt especially moisture damage resistance. The asphalt cement was modified with 2%, 4% and 6% SBS. The lime treated mixtures containing 2% lime by weight of the total aggregate as filler. The physical and mechanical properties of polymer modified binder and binder–aggregate mixes were evaluated through their fundamental engineering properties such as dynamic shear rheometer (DSR), rotational viscosimeter (RV) for binders, Marshall stability, stiffness modulus, indirect tensile strength and moisture susceptibility for mixes. The retained Marshall stability (RMS) and tensile strength ratio (TSR) values were calculated to determine the resistance of mixtures to moisture damage. To investigate clearly the effective of SBS and lime seven freeze–thaw cycle was applied to specimens at TSR test. The results indicate that application of SBS modified binders and lime as mineral filler one by one improves the stability, stiffness and strength characteristic of hot mix asphalt. According to retained Marshall stability it is concluded that addition of only 2% lime have approximately same effect with addition of 6% SBS. Using lime together within the SBS modified mixes exhibit high accordance and exacerbates the improvement of properties. Specimens containing both 2% lime and 6% SBS, have the highest stiffness modulus which is 2.3 times higher than those of the control mixture and showed the least reduction in tensile strength ratio while maintaining 0.70 tensile strength ratio after seven freeze–thaw cycle.     

Dynamic characteristics of lime-treated expansive soil under cyclic loading

To better understand the dynamic properties of expansive clay treated with lime, a series of laboratory tests were conducted using a dynamic triaxial test system. The influential factors, including moisture content, confining pressure, vibration frequency, consolidation ratio, and cycle number on the dynamic characteristics were discussed. Experimental results indicate that specimens at low moisture contents tend to damage along the 30° shear plane and they present brittle failure, while saturated specimens show swelling phenomenon and plastic failure. A reduction in cohesion has been observed for unsaturated samples at large number of cycles, while it is opposite for the internal friction angle. For the saturated specimens, both the cohesion and internal friction angle decrease with increasing number of cycles.     

上海第④层冻土和融土无侧限抗压强度

以上海地区第④层淤泥质粘土冻融前后无侧限抗压强度为对象,展开实验研究,得到了5种温度(-5、-10、-15、-20、-30℃)下冻融前后无侧限抗压强度的变化关系,并对比分析;随温度的降低,融土无侧限抗压强度的变化速度小于人工冻土的无侧限抗压强度增加速度。运用损伤力学中损伤值的计算公式,计算出不同温度下冻融土的损失值,二者有较好的线性关系。     

基于NMR的风积沙混凝土冻融孔L隙演变研究

利用风积沙等质量替代河砂来配制风积沙混凝土,并对其进行抗冻性试验,同时借助核磁共振(NMR)技术分析其冻融孔隙演变特征.研究表明:评价风积沙混凝土抗冻性时,相对动弹性模量指标比质量损失率指标更为精准;经冻融循环后,风积沙混凝土的孔隙度和渗透率均增大,其中风积沙替代率为40%的风积沙混凝土束缚水饱和度增大、自由水饱和度减小,其抗冻耐久性最佳;风积沙混凝土的孔隙分布会影响其抗冻性的优劣,冻融循环后若孔径小于10nm的孔隙增多且大于100nm的孔隙减少,则可延缓混凝土冻融损伤,若孔径小于10nm的孔隙减少且大于100nm的孔隙增多,则会加剧混凝土冻融损伤.