软土变形时效特性的试验研究

软土变形的重要特征为具有时效性,这将导致软土工程的工后沉降。根据实际工程需要,采用原状土样和扰动土样对软土变形机理进行了一系列室内试验,包括软土的应力–应变特性、固结效应、次固结特性、蠕变特性等。通过试验成果系统分析可得:(1)初始固结度对应力–应变关系的影响;(2)次固结系数与固结压力的关系以及应力历史对次固结系数的影响;(3)次固结系数与压缩指数的关系;(4)排水蠕变和不排水蠕变的变形特征;(5)蠕变变形的影响因素和降低蠕变效应的技术路径等。研究结果表明:软土变形的时效性产生于固结特性和蠕变特性的耦合效应,土体的变形过程实际是固结和蠕变共同作用的过程,任一时刻两种变形在总变形中所占比例取决于多种因素,其中最重要的是应力水平和排水条件。     

泥炭土的固结特性试验研究

沉降量大且沉降持续时间长是修建在泥炭土地基上的工程所面临的主要问题,而目前国内外学者对泥炭土固结特性的研究结果不尽一致。鉴于此,本文以云南某高速公路泥炭土路段为依托,参照一般土体的室内土工试验方法,对不同有机质含量的泥炭土进行了基本性质试验和一维蠕变试验。结果表明:有机质含量越高,泥炭土的次固结变形量越大。强泥炭质土和泥炭在不同压力下主固结完成时间较短,且基本不受固结压力的影响,这与淤泥质土的相应规律有较大差别。此外,先期固结压力对强泥炭质土和泥炭的次固结沉降速率有很大的影响,而且当荷载大于先期固结压力时,按照一般土体的试验方法进行一维固结试验所得强泥炭质土、泥炭的e-lgt曲线未出现反弯点。弱泥炭质土可参照一般软粘土的方法用e-lgt曲线确定次固结系数,其次固结系数随压力的变化规律与一般软土的变化规律一致,即次固结系数随固结压力先增大后减小。     

南京河西地区软土次固结特性试验研究

基于南京河西地区淤泥质粉质粘土的原状、重塑土样的分级加栽一维次固结试验,研究分析了结构性、荷载对软土蠕变、次固结特性的影响.经过试验分析表明:河西地区淤泥质粉质粘土的蠕变变形具有逐渐衰减的特点;由于结构性的影响,原状样的次固结系数大小受到荷载的影响,并得到两者之间的经验关系;而重塑土样次固结系数要小于原状土样,且不受荷栽影响.由于受粉粒含量和塑性指数的影响,该地区淤泥质粉质粘土的次固结特性属于低-中等.     

杭州黏土层一维压缩及蠕变特性试验研究

软黏土的一维压缩及蠕变特性一直是国内外岩土工程领域研究的内容之一,也是解决工程问题的必要参数。针对杭州地区软黏土层,取杭州紫金港浙江大学校区附近某基坑工地地层钻孔得到的原状土,对自地表向下19 m埋深范围内与城市工程建设相关的土层,系统而全面地开展杭州黏土层的一维压缩及蠕变特性试验研究,分析总结压缩指数、回弹指数、渗透系数及次固结系数等基本力学特性的埋深分布。     

高原湖相泥炭土固结系数变化规律试验研究

基于大量室内试验结果,系统分析高原湖相泥炭土一维固结特性,探讨取样深度、固结压力p、加荷比R、加荷方式和预压荷载等因素对固结系数Cv的影响及机制。试验结果表明:泥炭土重塑和原状样Cv均满足随p增大而迅速减小之后趋于稳定的规律,和普通黏性土差异较大;经过预压的泥炭土,当预压荷载≤100 k Pa时,其Cv-p关系和未预压样基本一致;预压荷载100 k Pa时,Cv较未预压样大幅度减小,并且随着p的增大,Cv变化不大;当固结压力p200 k Pa后,所有经过预压土样和未预压样的Cv值大小相近。分析表明:原状样结构性不显著是造成泥炭土固结特性的主要原因;固结压力作用下,泥炭土经历了从多孔隙状态至相对密实状态的转变。     

残积红粘土的力学特性试验研究

通过对某建筑工地地基土的单轴固结压缩和固结不排水三轴剪切试验研究,得出了其地基土—残积红粘土的固结压缩特性,以及原状土和重塑土在不同围压下的破坏形式的变化,主应力差(σ1-3σ)和有效应力比(1σ′/σ3′)与轴向应变ε之间的关系,原状土和重塑土的孔隙水压力和轴向应变ε的关系等一系列的力学特性。     

天然沉积结构性黏土的不排水强度性状

通过对福州天然沉积黏土原状样及不同初始含水率重塑样进行三轴固结不排水剪切试验,探讨土结构性对天然沉积黏土强度性状的影响规律及作用机理。研究结果表明：结构性对天然沉积土固结不排水抗剪强度的作用程度受固结压力大小影响可以分为3个阶段：固结压力小于屈服压力阶段,不排水抗剪强度主要由土结构性控制,与应力水平基本无关;土结构逐渐屈服阶段,固结压力大于屈服压力,不排水抗剪强度随固结有效应力的增大逐渐趋于重塑样的强度线;土结构性影响消失阶段,原状样的不排水抗剪强度随固结有效应力的增长规律与重塑样相同。     

高原湖相泥炭土次固结特性及机理分析

泥炭土地基在长期荷载作用下将产生显著的工后沉降,必须明确其次固结特性及机理。针对取自昆明、大理的高原湖相泥炭土开展了一系列次固结试验,探讨了取样深度、加荷比R、加荷方式、固结压力p对次固结系数Cα的影响。试验结果表明:分级加载下,泥炭土的e–lgt曲线以反"S"型为主,次固结变形占总变形量的比例较大;泥炭土在宏观上与普通原状土存在相似的Cα–p关系,即Cα随p的增大而增大到峰值,之后减小并趋于稳定;但泥炭土峰值Cα对应的p不等于前期固结压力cp,而为100~200 k Pa。通过建立微结构模型,对泥炭土次固结特性进行了机理分析,认为峰值Cα对应的固结压力p应为泥炭土从多孔隙状态压缩至相对密实状态的临界荷载。昆明泥炭土的次固结系数和压缩指数具有一定的相关性,二者比值Cα/Cc可视为常数,和已有研究结果基本一致。     

深圳海相沉积软土蠕变特性的试验研究

为探求近代海洋沉积相软土的蠕变规律,对深圳海相沉积软土开展一维压缩蠕变试验和不同固结压力作用下的三轴固结不排水蠕变试验。试验表明,近海沉积相软土蠕变的非线性特性显著,非线性特征通过应力水平的增大而逐渐显露;由于一维压缩蠕变试验中环刀的侧限作用,试样没有发生快速蠕变破坏现象;次固结系数随着固结压力的增大会出现峰值,且峰值...     

灵敏性粉土的压缩及触变特性研究

山西汾河一级阶地的饱和粉土大多具有灵敏性,使得其强度和变形性质在扰动前后差别很大.为了研究灵敏性粉土的压缩及触变特性,对探井取样的原状土和重塑土样进行了一维固结压缩试验和无侧限抗压强度试验.试验结果表明,原状土加载到结构屈服应力处,沉降量突增,固结系数突增,主固结比突降,次固结对沉降的贡献开始上升;原状土与重塑土的差异...     

软土蠕变特性试验研究

针对广州南沙原状软土进行了一系列室内试验研究,包括三轴压缩试验、三轴蠕变试验和一维固结试验,系统地探讨了软土的蠕变变形特性。结果表明:软土的蠕变特性与多种因素有关,包括土体的初始固结度、土层排水条件、加荷比等;次固结系数与固结压力的关系取决于土体的先期固结压力和试验中的加荷比。     

昆明泥炭土直剪蠕变特性及长期强度试验研究

昆明泥炭土的蠕变特性影响着该地区各类建（构）筑物的长期稳定性和结构安全。采用改进的应力控制式直剪仪,以分级加载方式开展一系列的直剪蠕变试验,研究不同固结压力下剪应变随剪应力与时间的变化规律,以及长期强度与短期强度间的关系。结果表明：昆明泥炭土具有显著的非线性蠕变特性,当剪应力较低时,直剪蠕变曲线表现为衰减稳定蠕变;随着剪应力增大,蠕变曲线会同时出现衰减稳定蠕变和非稳定等速蠕变;当剪应力较大时,则会呈现出加速蠕变现象,并快速发生破坏。在施加水平剪应力的瞬间,泥炭土即产生较大的剪切应变,且瞬时应变随着剪应力的增加而加大,而瞬时应变占总应变的比例逐渐降低,表明泥炭土在高剪应力水平下,蠕变现象加剧。与短期强度相比,泥炭土长期强度的黏聚力和内摩擦角均有一定程度的下降。当固结压力为50~400kPa时,长期强度约为短期强度的57%~70%。     

昆明泥炭土工程性质原生各向异性试验研究

基于一系列室内试验结果,系统分析了昆明泥炭土原生各向异性对固结变形、抗剪强度和渗透性质的影响,并从分析泥炭土特殊组分入手,探讨了其工程性质原生各向异性的产生机制。试验结果表明:高分解度泥炭土水平向与垂直向表现出来的变形特性差异不大,θ=45°方向土样在固结压力p较小时压缩模量E_s及固结系数C_v较小,但当p增大到一定程度时,3个方向的变形特性趋于一致;分解度低的泥炭土更多呈现变形各向同性。抗剪强度方面,不含或含微量残余纤维的高分解度泥炭土抗剪强度原生各向异性程度较弱,主要体现在粘聚力上,内摩擦角的差异较小,且抗剪强度各向异性程度随着腐殖质含量增多而减弱;残余纤维含量多对泥炭土的强度各向异性能起增强作用。渗透特性方面,渗透系数k随切样角度θ增大而增大,即泥炭土水平方向的渗透性比垂直方向的强。泥炭土的各向异性机制复杂,在导致各向异性效应方面,矿质土颗粒、腐殖质及残余纤维产生了不同的效果。     

动力固结后饱和软土三轴剪切性状的试验研究

通过淤泥质饱和软粘土的三轴固结不排水剪切试验,研究了海相沉积原状土、重塑土以及超固结土在动力固结后的应力–应变性状表现。原状软土经过动力固结后在剪切过程中表现出应变软化,重塑软土在低围压下具有一定的应变硬化现象,而在高围压下则为应变软化型。3种状态下的软土的应力–应变关系曲线按照双曲线形式对围压均具有较好的归一性。应力路径分析表明,原状土经过动力固结后在剪切过程中表现出一定的超固结土的性状,而经过动力排水固结后,重塑土则具有明显的超固结土特性。     

新疆昭苏县草甸土的工程性质试验研究

由于目前对草甸土的工程性质了解甚少,一方面引起了草甸土与草炭土、泥炭等的混淆,另一方面导致了在设计过程中不知如何选择相应的处治措施。鉴于此,以新疆伊犁昭苏县草甸土层为研究对象,参照一般土体的室内土工试验方法,测试了草甸土的比重、重度、烧失量、渗透系数、抗剪强度、无侧限抗压强度等物理力学指标,并将试验结果与国内外草炭土、泥炭、泥炭质土的工程特性进行了对比分析。结果表明:按照有机质含量分类,新疆昭苏县草甸土属于泥炭质土;其含水率处于泥炭质土的低限附近,而重度则高于一般泥炭和泥炭质土的重度,具有较好的渗透性、很高的压缩性;草甸土中的草根可以显著提高土体的黏聚力,但对内摩擦角的影响不明显;无侧限抗压强度试验过程中草甸土未发生类似于一般黏土的剪切破坏,而是产生了很大的压缩变形和鼓胀变形;草甸土在受荷载后主固结沉降完成很快,其主固结系数随着固结压力的增大线性减小;当固结压力超过100 k Pa时,草甸土的主固结比较小,说明此时草甸土的次固结变形量不容忽视,地基沉降计算中应予以考虑。     

利用微生物技术改良泥炭土工程性质试验研究

提出利用微生物技术制备原生菌高浓度菌液,用来加快土中有机质分解速率,实现在较短时间内显著降低有机质含量、改善土的工程性质的目的。为验证其可行性,从昆明市2个场地采取了泥炭土样,研发了2套模型装置,分别模拟厌氧、好氧环境下泥炭土有机质分解过程,并测试分析了分解后泥炭土的烧失量、界限含水率及一维固结蠕变特性。试验结果表明:厌氧环境下,菌液浸泡的泥炭土生物气产量比纯水浸泡的有大幅度提高,其产气动力学特征符合修正Gompertz模型。好氧环境下,分解30 d左右时,2个场地泥炭土烧失量分别减少了10.3%和15.6%,减少量比厌氧环境下的大。界限含水率试验表明,泥炭土液限随微生物分解反应时间的增长有所降低,而塑限变化幅度不大。一维固结蠕变试验表明,有机质分解后的泥炭土次固结系数下降,分解时间越长,次固结系数下降越显著。对新技术的特点进行了分析,并对其理论及应用研究进行了展望;该技术有望发展为一项生态友好型的泥炭土地基新型处理方法,改良泥炭土有望成为微生物岩土技术一个潜在应用领域。