合肥原状和重塑黏性土动力特性对比试验研究

为研究土体扰动对土动力特性的影响，以合肥包河区的地基土为研究对象，采用GCTS STX-100双向振动三轴仪对不同钻孔和不同深度的原状和重塑黏性土进行动三轴试验，试验得出以下结果：(1)在相同围压下，原状和重塑黏性土动力特征参数(最大动应力τ_dmax、最大动剪切模量G_dmax)的差异性随着钻孔深度的增大逐渐增大；在低围压(50 kPa)下，原状样和重塑样的τ_dmax、G_dmax差异不大、关系曲线趋于重合。随着围压的增大，关系曲线快速分离，原状样的τ_dmax、G_dmax大于重塑样，且增大的幅度随着围压的增大逐渐增大，当围压达到300 kPa时，偏离幅度可达30%以上；(2)原状样和重塑样阻尼比λ_d在同一动应变下随着围压的增大而减小；λ_dmax范围在0.2～0.3;(3)土体的动强度和动剪切模量由于土体的扰动而减小。     

砂卵石土动强度的试验研究

通过对砂卵石土室内动三轴试验,对饱和砂卵石土的动力特性进行了较为深入地研究。主要分析不同围压、不同固结比和不同振动频率对砂卵石土的动荷载影响的变化规律。试验结果表明,砂卵石土呈现出动弹性模量随动应变的增大而非线性地降低,动荷载频率对动弹性模量影响很小,动弹性模量随着固结比的增大而显著增大的规律。同时,砂卵石土的阻尼比具有随动应变增大而增大,随着围压或固结比的增加而减小的变化规律。     

青岛第四纪冲洪积粉质黏土的动力特性研究

通过对青岛城区第四纪冲洪积粉质黏土原状土样进行大量动三轴试验,研究了在不同固结条件下此类粉质黏土的动弹性模量、动剪切模量及阻尼比等一系列的动力特性.试验结果表明:青岛第四纪冲洪积粉质黏土的应力-应变关系符合双曲线模型.土的动弹性模量随动应变的增大而减小,随围压的增大而增大.土的动剪切模量随剪应变的增大而减小.每个模型土的初始动剪切模量G0和最大动剪应力τy与轴向固结应力间均有良好的幂函数关系,且对不同固结状态归一.阻尼比随剪应变的增大而逐渐减小,且当γd接近0.002时趋于稳定,围压和固结比对阻尼比的影响较小.     

海东地区原状黄土动剪切模量与阻尼比试验研究

使用英国GDS双向动态三轴试验系统对青海省海东地区原状黄土进行动力特性试验研究。试验结果表明:动应变ε_d 1%时,动剪切模量随动应变的增加急剧减小;动应变ε_d1%时,动剪切模量随动应变的增加减小缓慢,后期基本趋于稳定。动剪切模量随固结围压、固结应力比、加载频率的增大而增大,且增大幅值随应变的增大呈现减小的趋势。在动应变ε_d 0.5%时,阻尼比随动应变的增加迅速增大;在动应变ε_d0.5%时,阻尼比随动应变的增加缓慢增大;在较小动应变时,固结围压、固结应力比、加载频率对阻尼比无明显的影响,随着动应变的增大,阻尼比随围压、加载频率的增大而减小,随固结应力比的增大而增大。     

湛江黏土动剪切模量的结构损伤效应与定量表征

湛江黏土是一种具有高结构强度的灵敏性黏土,其强度包络线在固结围压达到结构屈服应力时存在明显转折,为了考察小应变条件下该黏土的动剪切模量随围压水平演化规律,开展了原状样与重塑样在不同围压水平下的共振柱试验与三轴CU试验,探讨考虑土体结构性损伤影响的动剪切模量表征方法。结果表明,重塑土最大动剪切模量G_(max)随有效围压的变化可用Hardin公式很好表征,而原状土G_(max)随有效围压的变化呈现先增大后减小特征,其转折点对应围压大于结构屈服应力,但最大动剪切模量与不排水剪切强度比值或经孔隙比函数归一化后的最大剪切模量随有效围压变化的转折特征点与结构屈服应力相当。出现上述现象的缘由在于该黏土G_(max)同时受土体压硬性的正效应与结构损伤的负效应双重影响,当固结压力小于结构屈服压力时,正效应占主导,反之则相反。针对Hardin公式未考虑结构性损伤的影响与难以延伸极端应力水平的不足,提出具有更广适宜性的描述模式。基于不同固结压力下该黏土的静刚度与微观结构演变性状,阐明了结构性损伤对其动剪切模量影响的物理机制,并间接印证了提出表征公式的合理性。     

高速铁路路基粗粒土B组填料大型动三轴试验研究

为研究高速铁路路基粗粒土B组填料的动弹性模量与阻尼特性,进行了大型动三轴试验。结果表明:动应变是影响粗粒土B组填料动弹性模量和阻尼比最主要的因素。随着动应变增大,动弹性模量呈幂指数减小、阻尼比呈S型曲线增加。随着固结围压或加载频率的增加,动弹性模量和阻尼比均增大。随着振动次数的增加,动弹性模量呈减小的趋势,应力水平越低衰减幅度越小。根据试验结果,建立了考虑围压、频率影响的动弹性模量及阻尼比关于动应变的关系模型,为高速铁路路基粗粒土B组填料的动力参数取值提供参考。     

砂卵石土在动荷载作用下的阻尼比研究

通过对砂卵石土的室内动三轴试验,对饱和砂卵石土的阻尼比动力参数进行深入的研究。主要分析不同围压、不同固结比和不同振动频率对砂卵石土阻尼比影响的变化规律。试验结果表明,动应变对阻尼比有显著影响,阻尼比随着动应变的增大而增大,但随着围压或固结比的增加而减小,同时,阻尼比具有随振动频率的增大而减小的变化规律。     

砂卵石土动力特性的动三轴试验研究

砂卵石土在自然界分布广泛,并具有抗剪强度高、地震荷载作用下不易液化等优良工程特性,因此在工程建设中得到广泛应用。为反映其在复杂应力状态下的动力变形强度特性,通过砂卵石土室内动三轴试验,对不同饱和度的砂卵石土的动力特性进行研究。主要分析围压、固结比和振动频率对砂卵石土动强度的影响。试验结果表明:(1)砂卵石土的动应力随固结比的增大而略有增加,随振动频率的增大而有较大增幅,而且其动强度随着围压的增大而显著增大;(2)在相同围压下,随动应力增加,破坏振次减小;(3)砂卵石土的动弹性模量随动应变的增大而减小,随围压增大而增大;(4)其阻尼比随动应变的增大而增大,明显表现在微小动应变中。     

桂林红粘土动剪切模量与阻尼比的试验研究

利用GDS动三轴仪,在应变控制条件下,对压实桂林典型红粘土进行固结不排水振动三轴试验。主要考虑了固结围压、固结应力比、压实密度和初始应变对红粘土动剪切模量和阻尼比的影响并分析其规律特性。结果显示:动剪切模量随振动应变的增大而减小,而随固结围压、固结应力比和压实密度的增大而增大;动剪切模量比随振动应变、固结围压和固结应力比的增大而减小,随压实密度的增大而增大;阻尼比是随振动应变、固结围压和固结应力比的增大而增大,在不同的振动应变幅值下表现不同大小。可用Hardin-Dmevich双曲线模型对动剪切应力和动剪切模量比进行很好的拟合。所得结果可为工程建设和场地地震反应分析提供一定的参考。     

广吸力范围内非饱和粉土动力变形特性

以非饱和粉土为研究对象,利用饱和盐溶液蒸汽平衡法和吸力可控的动三轴仪进行动力变形试验,得到了广吸力范围内非饱和粉土试样在净围压和吸力基本不变条件下的骨架曲线、动弹性模量和阻尼比,研究了吸力对非饱和粉土动力变形特性的影响。结果表明,在同一净围压下,非饱和粉土试样的骨架曲线和动弹性模量随着吸力增大而提高,而阻尼比随着吸力增大而减小。此外,随着试样的水力状态从边界效应区到过渡区再到残余区的变化,非饱和粉土试样的骨架曲线和动弹性模量的提高幅度逐渐减小,而阻尼比减小的趋势显著,动弹性模量随应变的衰减率随着吸力的增大而减小。     

路堤土质边坡土性参数的变异性分析

对土的物理参数、力学参数的变异性进行了分析,并探讨了土性参数的变异性对路堤边坡稳定性的影响,得出对于边坡的稳定性分析应在定值法分析的基础上进行可靠度分析,而不应当仅仅进行简单的力学定值分析而判定边坡质量状态的结论。     

离子土固化剂改良膨胀土的机理研究

以河南安阳典型弱膨胀土为研究对象,分别对素土及离子土固化剂（Ionic Soil Stabilizer,简称ISS）改良土进行一系列的理化试验研究,通过标准吸湿含水率试验分析土体吸湿持水能力的变化;通过X射线衍射、傅立叶红外光谱测试、阳离子交换量及可交换阳离子成分测定、Zeta电位、比表面积,扫描电镜试验分析土体矿物组分、晶体结构、电化学性质及表面属性等反映土体胀缩本质因素的变化规律。试验结果表明：膨胀土经离子土固化剂处理后,吸湿持水能力下降,膨胀能力变弱,土样矿物成分未发生明显变化,但蒙脱石类矿物d₀₀₁晶层间距变小,层间水合度降低;通过离子交换,ISS置换出膨胀土体颗粒表面亲水性阳离子,促使土体阳离子交换量减小,可交换阳离子主要成分为Ca²⁺;改良土体ξ电位降低,土颗粒间连接力增强,比表面积减少。ISS改良机理可解释为通过离子交换,吸附,包裹等一系列复杂的表面物化反应,降低黏土矿物晶层间“水敏性”,改变土颗粒表面的双电层结构,促使结合水膜厚度减薄,从而降低了土体的膨胀性,水稳定性。     

非饱和土的性状及膨胀土边坡稳定问题

主要叙述非饱和膨胀土及其边坡稳定研究方面的新进展。首先讨论了非饱和土研究中与土坡稳定性有关的若干重要特性,指出非饱和土的气 水形态问题是非饱和土研究的一个基本问题。并提出随含水率由小变大,非饱和土存在四种气 水形态,不同气 水形态的土具有不尽相同的性状。然后,对非饱和土的吸力和土水特征曲线以及不同气 水形态下的强度作了讨论,并对非饱和土的本构关系作了简要的介绍。接着以南水北调中线膨胀土渠道工程为背景,以吸力问题为中心,对非饱和膨胀土边坡滑动的各种内在的和外界的因素进行了分析,尤其对新近研究的降雨入渗和裂隙影响的研究进行了定量的分析,改变了以往对这方面只进行定性研究的情况。在此基础上对边坡失稳的机理和考虑裂隙及雨水入渗的稳定分析方法进行了研究。     

水泥稳定土处治盐渍土软土地基试验研究

通过 S201线水泥稳定土处治试验盐渍土软土地基研究,找出了水泥稳定土处治盐渍土软土地基的合理厚度,以完善盐渍土地基处治设计及施工工艺,为盐渍土湿软地基处治提供参考.     

非饱和土土水特性试验研究

在改进的非饱和土三轴仪上对洛阳地区非饱和土开展了三轴试验,并依此对非饱和土土水特性、试样重塑对基质吸力的影响进行了分析研究。研究表明:试件的基质吸力随围压的增大而非线性减小,基质吸力随饱和度的增大而连续减小,饱和度与基质吸力的关系是连续的。     

脂肪族离子固化剂改性水泥土的机理研究

水泥基材料加固土(水泥土)存在早期强度低、易开裂变形等性能缺陷。为对其改性,在水泥土中掺入含水率体积1/300～1/50不等的新型土壤固化材料,离子固化剂(ISS)。通过无侧限抗压强度试验、体积化学减缩试验,探究了ISS改性水泥土的可行性,并通过对表面吸附特性、物相构成演变、微结构特性的表征及分析,对ISS改性水泥土的机理进行了系统的研究。结果表明:ISS分子对于水泥土各组分具有显著的选择吸附性;ISS掺入水泥土后,能够提升体系内各组分的分散性并降低黏土矿物结合水的能力,进而加速土体内水化反应产物的生成,优化土体孔隙结构,提升土体强度并增大体积化学减缩;最优ISS掺量为1/150,过量的掺入会减弱ISS的改性效果,但可降低水泥土体积的化学减缩。相关成果可为离子固化剂应用于水泥土的改性提供一定的参照。     

土钉支护技术在软土基坑中的应用

土钉支护技术近年来已在我国高层建筑的深基坑开挖施工中得到愈来愈多的应用，本文作者通过对具体项目的实践，透析了该技术在运用中的一些问题，具有一定的借鉴作用。     

Effect of cation exchange capacity of soil on stabilized soil strength

While a certain correlation between the cation exchange capacity (CEC) of the soil and the strength of the cement stabilized soil has been reported, the mechanism remains unclear. In this research, a set of soil samples with different CECs were stabilized with different proportions of cement and calcium hydroxide (Ca(OH)₂, CH). The influence of soil CEC on the strength of the stabilized soil was investigated by analyzing the CH saturation in the pore solution and measuring the strength of the stabilized soil specimens. It is revealed that cation exchange in the soil can reduce the CH saturation of the stabilized soil. If the CEC of the soil is too high, the CH in the pore solution of the stabilized soil cannot reach the saturation level, and further cation exchange would then consume the Ca²⁺ ions which should be originally used to generate calcium silicate hydrate, thus result in the poor strength of the stabilized soil.     

European soil sampling guidelines for soil pollution studies

The soil sampling guidelines used in European countries (ESSG), as kindly provided by the national institutions which participated in the project, have been recorded, studied, evaluated and presented in this paper. The aim has been to ascertain what soil sampling guidelines exist in Europe; to detect similarities and differences (comparable results), advantages and deficiencies; to identify incompatible strategies and evaluate how methodologies might affect data quality; to investigate sources of deviations or uncertainties; to improve comparability and representativeness of soil sampling; to investigate the need for harmonised sampling guidelines; and to develop suggestions for standard operating procedures (SOP). Soil sampling guidelines throughout Europe differ as to whether they are applied by law, or used throughout the country. In some countries these are ISO/DIS related or based (ISO 10381-1, 1995; ISO 10381-2, 1995), or are produced by a scientific society or a standardisation body. As far as sampling strategy is concerned, not all sampling guidelines clearly describe the sampling scale, the specifications for contamination risk precautions, the sampling plan and protocol structure and the pre-analysis treatment of the soil samples. The purpose for sampling, in descending order of frequency, is soil pollution, soil fertilisation, general soil monitoring, background risk assessment, or else it is not specified. The majority of countries do not sample the top organic matter separately. Sampling depth is either related to the morphogenetic horizon or to ad hoc sampling depth, which is not specified in all cases. They suggest mass- and volume-related soil sampling, while the sampling pattern is not presented in all national guidelines. The criteria for area, site, unit, sub-unit, and point selection are mainly based on pedology and land use, following the history and pre-screening information or geology, or is site related. Some guidelines suggest the division of sampling units into sub-units. The sampling pattern is mainly grid sampling, grid and random sampling, or not mentioned. Sampling density inside the sampling unit either varies greatly or it is not mentioned, while the size of the sampling unit varies widely. Most guidelines require the collection of composite instead of simple samples, while some prefer sampling soil profiles. In the European SSG many technical details and steps are either not defined or vary, while in the pre-analysis treatment quality assurance (QA) and quality control (QC) approaches are used either both in the lab and in the field, or only in the field, or are not mentioned. The common points and the points in which harmonisation could be started or achieved are discussed.     

Influence of relative density of soil on performance of fiber-reinforced soil foundations

An experimental study has been carried out for studying the influence of combinations of relative densities of two layered soil system. The model tests have been performed for the case of circular and ring footings resting on randomly distributed fiber reinforced sand (RDFS) layer overlying unreinforced sand bed. The influence of relative density on, different type of footings i.e. circular and ring (r_i/r_o = 0.3, 0.4, 0.5, 0.6) footings; percentages of fiber in RDFS layer i.e. 0.5%, 0.75%, 1.00%, and 1.25%; and thickness of RDFS layer i.e. 0.5B, 0.75B, and 1.00B have been studied. Results have indicated that relative density, of both the RDFS layer as well as the bottom unreinforced sand layer, significantly influences the ultimate bearing capacity as well as the settlement. Improvement in terms of bearing capacity ratio (BCR) is more when top RDFS layer is compacted at 70% relative density with bottom unreinforced sand having 30% relative density. Moreover, in terms of settlement reduction, maximum improvement is observed when both the layers were compacted at 70% relative density.