MICP胶结钙质砂动力特性试验研究

以南海某岛的钙质砂为材料进行微生物(MICP)胶结加固,通过动三轴试验和SEM微观结构试验,研究了MICP胶结钙质砂在不同胶结程度和不同动应力水平下的动强度、动变形、动孔压、有效应力路径的发展规律和MICP胶结的微观机理。结果表明:通过MICP胶结的钙质砂动剪应力比和抵抗变形的能力得到明显提高,这表明MICP胶结作用能显著改善钙质砂抗液化能力。MICP胶结钙质砂的孔压发展可以分为4个阶段:初始阶段—稳定发展阶段—快速发展阶段—完全液化阶段,当孔压发展到快速阶段末期,孔压曲线出现凹槽,试样开始失稳,最后发生破坏。整个振动循环过程中土体的变形和强度变化与有效应力路径和孔压的发展密切相关,当试样发生破坏时,有效应力路径表现出循环活动性。MICP胶结作用生成了方解石结晶包裹在砂土颗粒表面或填充于砂颗粒之间,这改变了土体的性质,使得土体的黏聚力和内摩擦角均有所提高。     

初始浓度对南海珊瑚泥沉积浊液面沉速特性影响试验研究

珊瑚泥是由细粒珊瑚碎屑组成的钙质软泥,在南海岛礁的吹填地基中因颗粒分选以夹层形式分布。在整个吹填场地形成过程中,珊瑚泥的沉积特性会对吹填后形成岛礁的地基稳定性产生一定影响。因此,从影响地基稳定性最初阶段的吹填沉积特性出发,探求初始浓度对珊瑚泥浊液面沉速特性影响。利用扫描电镜观察絮凝体尺寸,根据Stokes定律推得浊液面在等速沉积阶段的理论沉速,并与颗粒组成相近的海相沉积土和同塑性指数的芜湖粉质黏土的沉积特性展开对比分析。试验结果表明:三种土浊液面出现的高度随初始浓度减小而减小;在等速沉积阶段,浊液面沉速随初始浓度增大而减小,其变化逐渐减缓并趋于稳定。区别在于,珊瑚泥浊液面出现时间最早,其沉速远高于其他两种土,等速沉积阶段所用时间仅为其他两种土的1/3,且初始浓度对珊瑚泥等速沉积时间的影响最为明显。最后推导得到了初始浓度与浊液面沉速关系公式,这对于南海海域吹填施工及地基的安全稳定具有一定的现实意义。     

新型透明黏土制配及其物理力学特性研究

基于人工合成透明土材料和PIV技术的可视化模型试验方法是重要的岩土工程测试手段之一,然而,目前已有透明土材料中针对模拟天然黏土的材料仍相对较少。提出以Carbopol~ Ultrez10聚合物(简称U10)、NaOH粉末和纯净水为原材料,碳纳米材料掺入作为示踪粒子制成散斑场,制配一种新型透明黏土材料的技术方案与操作方法。基于调制传递函数(MTF)方法,对新型透明黏土材料的光学透明性进行量化分析,并与已有透明土材料的光学透明性进行对比分析,验证其优越性。基于微型十字板剪切试验、压缩固结试验、渗透试验及热传导试验等室内试验方法,对新型透明黏土材料的物理力学特性进行系统研究,探讨其模拟天然黏土的可行性。研究结果表明:新型透明黏土材料的光学透明厚度可达25～40 cm,较目前已有常规透明土材料的光学透明厚度提高约2～3倍;新型材料表现为中低灵敏性黏土、强度随时间明显增加,强度、压缩固结特性与天然淤泥(尤其是海相淤泥)或泥炭土的性质相近,渗透系数为2×10~(-7)～7×10~(-7)cm/s,热传导系数为0.62～0.71 W·M~(-1)·K~(-1)。     

微生物温控加固钙质砂动强度特性研究

利用微生物温控加固技术对南海某岛钙质砂进行了MICP加固砂柱试验,并通过循环三轴试验开展了MICP加固钙质砂的动强度特性试验研究,探讨了不同MICP加固程度、相对密实度以及有效围压对钙质砂动强度与液化特性的影响。研究发现,经过MICP加固后松散钙质砂的动力液化特性由"流滑"逐渐演变为"循环活动性";相较于未加固中密砂试样,MICP加固中密钙质砂试样表现出更加明显的"循环活动性"特点。MICP加固钙质砂的动强度随着MICP加固程度、相对密实度以及有效围压的提高表现出不同程度的提高。针对MICP加固钙质砂提出了优化动强度经验公式,建立了MICP加固钙质砂的统一动强度准则。该研究成果将为MICP加固技术在南海岛礁建设发展和应用中提供重要的理论基础。     

拓展土力学课程学习深度和广度的教学探索

作为岩土工程的专业必修课,土力学课程具有基础性、时代性和实践性的特点。研究生需求量及数量的增加,对土力学的理论性和专业性也提出了更高的要求。因此,在已有课程内容的基础上,有必要进一步开展教学探索。参考已有土力学课程教学经验,联系土力学中"土的抗剪强度"与高等土力学中"土的本构关系",以介绍土的临界状态为重点,补充必要的三轴试验和土的性质相关知识点。以砂土临界状态分析为例,辅以微生物加固钙质砂研究,介绍了如何扩展土力学知识点,如何引入本学科的研究前沿,通过教学探索,帮助学生理解和巩固基础理论知识,激发和培养学生自主学习的兴趣和能力,为继续深造创造良好的基础条件。     

重庆大学土木工程学科特色及人才培养实践

重庆大学土木工程学院根据学科方向齐全,培养体系完善和培养规模较大的特点,以转变人才培养理念和目标为先导,在总结"创新拔尖人才"、"订单式人才"等培养模式经验基础上,积极构建与完善多元化人才培养模式,并以加强课程建设为手段,为不断提升人才培养质量提供了经验。     

粗粒土应力诱导各向异性真三轴试验研究

使用河海大学最新研制成功的真三轴仪,对粗粒土进行不同主应力方向上的单向加荷试验。结果表明,在σ1、σ2、σ3方向上单向加荷时,加荷向变形都为压缩,而侧向变形较为复杂。当在σ1或者σ2方向上单向加荷时,σ3方向上都是发生膨胀,而另一个侧向(即σ2或σ1方向上)没有明显变形;当在σ3方向上单向加荷时,两个侧向(即σ1、σ2方向上)都几乎没有变形。分析认为:剪切作用增强即应力状态接近破坏面,会发生侧向膨胀;反之,剪切作用减弱,则无侧向膨胀产生或侧向膨胀较小。对σ3方向单向加荷的情况研究表明,该应力路径下,p、q、b这3个量的变化都是使试样的应力状态远离破坏面,剪切作用减弱,因此侧向膨胀很小或没有。所试验的粗粒土在一般应力条件下各向异性性质显著。     

微生物加固砂土弹塑性本构模型

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种利用环境友好的微生物加固岩土体的新方法.试验结果表明,MICP加固砂的刚度,强度和剪胀性增强,可压缩性降低.针对MICP加固砂土的力学特性和变形特征,在临界状态土力学理论框架下,采用非关联流动法则,建立了微生物加固砂土的状态相关弹塑性本构模型.在新的胶结退化准则中,将胶结退化速率与...     

桩承式加筋路堤设计理论研究进展

综述国内外关于桩承式加筋(GRPS)路堤设计理论的研究成果,分析了土拱效应理论和拉膜效应理论。指出了目前桩承式加筋路堤设计理论的不足,提出了GRPS路堤中路堤、桩和土工合成材料三部分设计中有待进一步研究的问题。     

土体地震永久变形分析述评

在地震作用下，土体将会产生变形，它包括周期变形和不可恢复的残余变形（即永久变形）。这两种变形都可能造成土体裂缝甚至失稳，但永久变形对土工建筑物的安全和使用影响更大，因此，如何预测土体地震后产生的永久变形成为土工抗震分析中一个重要方面。本文综述了目前国内外有关土体地震永久变形分析方法，然后对各种方法的优缺点进行了比较，最后对今后地震永久变形的研究方向提出了初步建议