含水率对非饱和黄土抗剪强度的影响研究

本文的研究对象是西宁市某地黄土,控制含水量为土体的唯一变量,研究其与强度的关系。本试验采用三轴不排水剪切试验,得到不同含水率条件下的抗剪强度及其参数,分析其非饱和黄土中的含水量与强度以及剪切强度参数的关系,并将实验数据进行回归分析,得到近似的数学模型。为研究西宁地区黄土的非饱和抗剪强度公式所需的饱和土体c、φ值提供依据。     

花岗岩残积土抗剪强度参数影响试验研究

以福州软件园的花岗岩残积土为研究对象,通过SDJ-I型三速电动等应变直剪仪器展开直剪试验。研究当试样的含水条件和干密度条件改变时,花岗岩残积土的抗剪强度参数变化规律。由试验结果可知:当干密度维持恒定,而含水率相对偏小时,黏聚力、内摩擦角和含水率之间呈正相关关系。当含水率超过某一临界值时,二者之间的关系变为负相关关系,该临界值和最优含水率的差异很小。在含水率保持不变的情况下,黏聚力、内摩擦角和干密度之间呈正相关关系,符合线性变化趋势。试验所得的成果对福州地区的设计与勘察工作具有实用价值。     

盐分变化对重塑黄土抗剪强度影响的试验研究

黄土作为一种特殊的工程用土,会在长期的自然界物理化学作用以及不合理的人为因素影响下发生劣化,严重影响其工程性质,进而影响黄土构筑物的寿命。本文通过控制土中盐分(KCl溶液)的变化,运用室内直接剪切试验,研究重塑黄土在不同含盐量、相同密度下的抗剪强度,分析易溶盐含量变化对土体强度特性的影响。     

冻融作用对原状黄土抗剪强度的影响规律

以西宁市某区域内原状黄土为研究对象,设计封闭系统下的三向慢速冻结试验、恒温恒湿的融化试验以及三轴剪切试验。基于土的莫尔库伦强度理论,利用抗剪强度包线求解黏聚力和内摩擦角,研究不同冻融温度梯度下抗剪强度指标的变化规律。结果表明:随着温度梯度增大,黏聚力衰减速度显著,衰减为极小值时的最不利冻融温度梯度为-15～15℃;冻融黄土的黏聚力与冷端温度、融化温度有关;较低含水率和较小冷端温度耦合作用或较高含水率和较大冷端温度耦合作用时,与冷端温度相比,融化温度为主导影响因素。随着冷端温度的增大,不同含水率试样的黏聚力降低幅度呈先减小、后增大的规律,最不利的含水率为18.34%。内摩擦角呈现出不规律性波动,变化幅度约为0～14°。由试验数据拟合出黏聚力随冷端温度和含水率变化规律的计算式,经试验验证,计算式能较好地描述其变化特性。     

建筑再生骨料改良湿陷性黄土抗剪强度试验

为分析建筑再生骨料掺量对湿陷性黄土抗剪强度影响,首先采用重型击实仪确定不同再生骨料掺量湿陷性黄土的最优含水率和最大干密度,制备压实度0.98试样并进行直接剪切试验。结果表明,随建筑再生骨料掺量增加,建筑再生骨料改良湿陷性黄土最大干密度先增大后减小,而最优含水率逐渐降低;建筑再生骨料改良湿陷性黄土黏聚力先减小后增大再减小而内摩擦角先增大后减小,建筑再生骨料掺量为40%时,其黏聚力和内摩擦角均达到最大值。     

原状非饱和黄土抗剪强度特征及试验研究

以Fredlund双应力状态参量理论为基础，采用经过改进的非饱和土直剪仪，对4组原状非饱和黄土进行控制基质吸力和净竖向压力为常数的固结排水直剪试验。本试验可直接得出净竖向压力以及基质吸力对原状非饱和黄土抗剪强度的影响，无需采用测量水土特征曲线的方法来间接求得抗剪强度，从而简化了非饱和土强度试验的过程。通过试验可以得出，不同基质吸力条件下原状非饱和黄土的抗剪强度特征以及相应的关系曲线，并提出了相关的抗剪强度公式，得出了有关参数。     

原状非饱和黄土抗剪强度特征及试验研究

以Fredlund双应力状态参量理论为基础,采用经过改进的非饱和土直剪仪,对4组原状非饱和黄土进行控制基质吸力和净竖向压力为常数的固结排水直剪试验。本试验可直接得出净竖向压力以及基质吸力对原状非饱和黄土抗剪强度的影响,无需采用测量水土特征曲线的方法来间接求得抗剪强度,从而简化了非饱和土强度试验的过程。通过试验可以得出,不同基质吸力条件下原状非饱和黄土的抗剪强度特征以及相应的关系曲线,并提出了相关的抗剪强度公式,得出了有关参数。     

水蒸气增湿对重塑黄土抗剪强度影响的试验研究

为研究水蒸气增湿对重塑黄土抗剪强度指标的影响,以兰州市大青山地区重塑黄土为研究对象,进行不同水蒸气压力（0.05MPa、0.1MPa）下的重塑黄土高温高压水蒸气扩散柱增湿,采用快剪试验研究不同水蒸气压力增湿作用下土体抗剪强度指标的变化规律。结果表明,同一深度处,水蒸气增湿后土体的含水率沿径向减小,抗剪强度沿径向递增,水蒸气压力0.1MPa时各点处的抗剪强度均小于水蒸气压力0.05MPa时;距水蒸气扩散柱15cm处的土体含水率终将达到土体自身性质所决定的最大值,故15cm处土体的抗剪强度基本相同;同一深度处黏聚力沿径向增大,内摩擦角总体沿径向增长,但增长极小,同一点处水蒸气压力0.1MPa时的黏聚力、内摩擦均小于水蒸气压力0.05MPa时;沿深度方向,与通气点相同距离处的土体黏聚力表现出随填筑层数的增加而增加,内摩擦角没有明显差异。     

黄土抗剪强度在水蚀中表现形式的研究

在水力侵蚀作用下黄土破坏实质上是剪切破坏,但土壤抗剪强度表现形式与外载荷作用形式密切相关.本文通过理论分析和试验研究表明在水力侵蚀下土壤抗剪强度表现形式在统计意义上符合库仑定理,并进一步指出原状饱和土壤低压直剪强度指标才与土壤抗侵蚀能力有本质的联系.     

黄土抗剪强度的水敏感性特征研究

抗剪强度是黄土重要的力学性质指标，在不同的含水状态下，土体抗剪强度存在明显差异。黄土属水敏感性地质体，在水的软化作用下。黄土抗剪强度特征与应力-变形机制呈现出明显的规律性。在荷兰尤怀特大学、英国莱斯特大学和兰州大学对不同沉积时代黄土样品直接剪切、环剪及原位大面积剪切试验的基础上，重点研究不同含水状态下不同沉积年代黄土抗剪强度的水敏感性机制与应力-应变特征。根据室内和原位测试结果，对黄土抗剪强度的基本规律进行分析和总结，提出黄土抗剪强度特征与应力-变形机制发生转变的特征含水量We-脆-塑转捩界限含水量，对黄土脆-塑转捩界限含水量的标准与变化范围进行研究，划分黄土类脆性变形和类塑性变形的界限，在此基础上给出黄土抗剪强度公式，揭示不同沉积时代与含水状态下黄土抗剪强度的水敏感性特征及应力-变形机制。     

含水率对压实黄土变形和强度的影响研究

以长临高速路某一区段的压实黄土为材料,进行了不同能量下的击实试验,设计了在不同含水量下压实黄土的固结试验和剪切试验,并获得了相应的规律,通过试验证明含水率是影响压实黄土工程性质的重要因素。     

剪切速率对非饱和黄土抗剪强度影响的试验研究

针对非饱和黄土具有的特殊结构强度,进行了不同剪切速率下的直接剪切试验和三轴试验,通过分析不同剪切速率和不同垂直压力对直剪抗剪强度的影响,得出了与饱和软土不同的结论,并指出非饱和黄土直接剪切试验的剪切速率宜为1.0 mm/min。     

重塑非饱和黄土的变形、强度、屈服和水量变化特性

共做了３种应力路径的三轴试验,即：控制吸力的各向同性压缩试验、控制净平均应力的三轴收缩试验和同时控制吸力与净室压力的三轴排水剪切试验。研究结果表明：应力路径对土的变形和水量变化有较大影响;土－水特征曲线依赖于净平均应力;与净法向应力相关的摩擦角在各种吸力下近似等于饱和土的有效摩擦角;剪切强度与吸力的关系是非线性的;三轴剪切条件下的水量变化指标接近常数;屈服净平均应力和屈服偏应力随吸力增大;在净平均应力不变的条件下屈服吸力是一常数但不一定等于土样在历史上曾受过的最大吸力。根据试验资料,提出了一个新的吸力增加屈服条件,并建议了一个确定三轴剪切条件下的屈服应力的新方法。     

南宁市河流冲积相黏性土抗剪强度热效应研究

为研究不同初始状态黏性土抗剪强度的热效应规律,以南宁市河流冲积相黏性土为研究对象,选取7种初始含水量和5种初始干密度制成720个三轴试样,分别在20℃、40℃、60℃环境中养护168h后利用温控三轴仪进行剪切试验。试验结果表明:温度升高时,黏性土的黏聚力和内摩擦角有升有降,它由土样含水量以及温度变化范围所决定;黏性土抗剪强度的热效应存在一个临界含水量,此临界含水量在该土的最优含水量附近;当温度从20℃上升到40℃时,若小于临界含水量,黏聚力降低,内摩擦角升高,反之则黏聚力升高,内摩擦角降低;当温度从40℃上升到60℃时,若小于临界含水量,内摩擦角降低,反之则内摩擦角升高,而土样黏聚力均升高;在临界含水量处,黏性土的热效应最不明显,含水量与临界含水量相差越大,热效应越显著;对于含水量小于临界含水量的土样,存在一个干密度,使其热效应最显著,此干密度远小于最大干密度,大于临界含水量土样的热效应与干密度之间的规律并不明显。     

原状黄土冻融过程抗剪强度劣化机理试验分析

通过对西安Q_3原状黄土在封闭系统冻融作用下的电镜扫描和直剪试验,研究了冻融作用对原状黄土微观结构和强度的影响。试验表明:冻融过程中原状黄土微观结构发生显著变化,大颗粒集粒数量明显减少,小粒径土颗粒所占比重增加,孔隙面积比增加。进一步基于损伤力学理论,得到微观结构冻融损伤度随冻融次数增加呈指数增加趋势,反映出冻融作用一定程度上破坏黄土体的结构强度,但多次冻融后黄土体结构强度趋于稳定的残余强度。冻融过程土样表面结构发生破坏,且含水率越高,土体表面特征破坏越严重。粘聚力随冻融次数增加呈指数衰减趋势,且含水率越高,粘聚力衰减幅值和速率越小;粘聚力随含水率增加表现出线性衰减特征,且冻融后粘聚力与含水率的变化规律近似重合;内摩擦角无明显规律性变化。粘聚强度冻融损伤系数随冻融次数增加呈指数增加趋势,随含水率升高有增大趋势。基于试验数据规律性,进一步提出了原状黄土粘聚强度劣化模型,该模型经试验验证可较好描述原状黄土粘聚强度劣化规律。     

击实黄土抗剪特性的试验研究

为了得到击实黄土的抗剪特性,以不同粘土含量(10%,20%,25%和30%)的四个黄土土样为试验样本,分别进行了颗粒分析试验、标准击实试验、直剪试验,试验表明:粘粒含量影响黄土的击实效果,直剪试验表明粘粒含量改变了黄土的受剪特性但对黄土的内聚力和内摩擦角的影响较小。