赣南地区花岗岩残积土的工程特性与承载力试验研究

花岗岩残积土是一种在我国分布广泛的特殊性土,具有较高的结构强度和较强的结构性联系,大多呈中~低压缩性,具有较大天然含水量、较大孔隙比、较低的压缩模量、较低液性指数等工程特性。花岗岩残积土与常规的黏性土工程特性不同,不可参照常规黏性土方法计算承载力,花岗岩残积土的特殊工程性质是当前工程实践的重点研究课题之一。结合相关工程,对赣南地区花岗岩残积土的工程特性及承载力试验进行研究,用多种方法进行分析对比并得出结论,为该区域的花岗岩残积土基础工程建设和研究提供参考。     

云母对花岗岩残积土力学性能影响的机理

本文对云母质残积土开展了微观结构测试与物理力学试验，分析了云母的结构特征及含量对花岗岩残积土物理力学特性的影响，并提出其微观作用机理。结果表明：云母的加入导致残积土的级配组成更粗，界限含水率和渗透性增加，但可塑性减小；高云母含量的残积土具有较差的力学性能，表现为较高压缩性和回弹性、以及较低的抗压强度。云母对花岗岩残积土力学性能的不利影响源于云母本身的固有性质和云母与矿物聚集体的接触形式，这是因为云母以片状层叠的形式存在于残积土中，形成具有高压缩性和回弹性的海绵状结构，层间孔隙使土壤具有高吸水性；同时颗粒排列形成的桥接和有序效应产生大量孔隙，增加了土壤的渗透性；云母板插入黏土基质后，土的强度和破坏类型也发生改变。     

玄武岩残积土的电阻率与直剪强度关系

西南地区的玄武岩残积土具有结构性强、孔隙比大、塑性指数高等不良工程特征,其原位地基承载力较高,但遇水后强度降幅较大。依托在建的贵州省毕节一威宁高速公路工程,运用现场原位测试、室内试验和理论分析等手段,测试了玄武岩残积土的电阻率和工程特性指标,讨论了以玄武岩残积土电学特性评价其工程特性的可行性,最后通过对比现场高密度电阻率法的实测结果,证实了以玄武岩残积土的电阻率评价其工程特性是可行的。     

炎热多雨气候影响下残积土小应变刚度特性试验研究

根据炎热多雨地区轨道交通周边土体的实际工程状态,开展经历不同干湿循环过程的花岗岩残积土的共振柱试验,研究炎热多雨气候影响下残积土小应变下的刚度特性。结果表明,受反复干湿循环效应影响,在10~(-6)~10~(-4)小应变范围内,残积土G_(max)随干湿循环次数n的衰变规律与常应变下黏性土强度特性衰减规律有较大差异,最大衰减出现在干湿循环中期;经历多次循环后,小围压下残积土的G–γ关系曲线出现直线下降和骤降阶段;利用Martin–Davidenkov模型和经验关系能较好地反映G/G_(max)和D随γ的变化规律,发现不同干湿循环次数后,G/G_(max)–γ关系随围压增大逐渐出现"两极分化"现象。研究还从微观角度对残积土小应变刚度特性的干湿循环效应给与解释,说明炎热多雨气候下残积土刚度的力学行为是由于结构强度减损、微观结构重塑引起。研究可为轨道交通工程动力参数的选取,类似工程场地的设计、施工及抗震分析提供技术参考依据。     

非饱和花岗岩残积土抗剪强度预测公式适用性研究

花岗岩残积土在我国华南地区分布极为广泛,通常处于非饱和状态,但国内外学者对非饱和花岗岩残积土的力学特性研究却较为有限。采用非饱和花岗岩残积土的不排水直剪试验数据对三个非饱和土强度预测公式进行了验证。结果表明Oberg公式所预测的强度与实测强度吻合度最高,同时该公式仅需提供土样破坏时的饱和度即可对强度进行预测,参数获取简单且便于工程推广。     

高液限花岗岩残积土的物理特性和剪切特性

高液限花岗岩残积土广泛分布于华南地区,针对其中的含粗粒细粒土进行了物理特性和剪切强度特征的试验研究,包括土的组成和微观结构、土的物理状态、土的峰值强度和残余强度等。基于试验结果分析了细粒含水率及对土体物理状态的影响,归纳了土中粗粒含量与天然含水率之间、土的天然状态指标与抗剪强度参数之间的统计规律,探讨了应用反复剪切试验方法确定此类土残余强度的注意事项及大剪切位移时的剪应力特征。由于此类残积土具有高液限土和粗粒土的综合特征,因而需基于粗粒含量的影响来认识有关基本特性。     

滨海淤泥质软土微观结构及固结特性试验研究

针对曹妃甸工业区近海风电工程,以滨海淤泥质软土为研究对象,应用SEM-EDS-XRD技术进行微观结构研究,结合宏观固结特性试验,确定滨海软土微观物理结构与宏观结构强度关系。通过室内试验与理论分析表明,微观结构及矿物元素组成反映了该淤泥质软土具有典型海相软土特性;基于原状土与重塑土的固结特性压缩曲线,推算滨海软土先期固结压力及结构屈服压力,确定了该滨海软土结构强度;揭示了微观结构与宏观力学性质的紧密联系。     

梧州市花岗岩残积土的工程特性

花岗岩残积土其工程特性兼具砂土与粘性土的性质,是一种力学性质较好的混合土,其压缩性指标难以采用室内试验确定,应以原位测试为依据;抗剪特性同时具有砂土与粘性土的性质,但土质边坡的稳定性主要取决于土中原生与次生结构面的空问组合。     

改性红棕色玄武岩残积土的力学性能试验研究

位于我国西南云贵地区的玄武岩残积土具有诸多不良工程特性,为公路交通建设带来了大量难题。本文利用外掺玄武岩纤维对该土进行了土体改性处理,通过直接剪切、室内干湿循环试验和崩解试验,探究了不同掺量和长度的纤维对土体改性结果的影响。试验结果表明:纤维的掺入能有效提高土体的抗剪强度,且存在峰值;随干湿循环次数的增加,土体c、φ值总体呈下降趋势,在纤维长度12 mm、纤维掺量0.3%的条件下,其强度和物性指标下降较缓;纤维的掺量与崩解率呈负相关,探究了崩解过程中土颗粒的受力状态,认为纤维的拉应力抵消了部分孔隙气压力,导致掺纤土的崩解较缓。     

大气氧化致诱黏性土土性异变现象及其机理

关注了常温、常压、常态的大气环境下黏性土土性发生缓慢异变现象。以湛江黏土为研究对象,在大气氧化影响下,土色由青灰色、绿灰色变为淡黄棕、黄棕色;颗粒团聚程度增强,塑性、膨胀性、收缩性、灵敏性、结构屈服强度皆有所降低。大气氧化对土性改造使其力学性质有所强化,但因结构强度的减损对其力学稳定性的影响是长期的,且潜在危害较大。通过建立结构概化模型讨论了大气氧化致诱黏性土土性异变机理,大气环境诱发氧化还原环境变化,水-土-大气间的化学反应与运动影响颗粒间作用力改变,导致结构单元体联结形式更改进而重塑微观结构形态,控制土体的稳定性状态。氧化反应促使土中铁离子的化合价升高,在浓度梯度与土颗粒表面吸附能的作用下发生迁移并伴随着胶体态氧化铁的老化反应向晶质态发展,由#x0201c;混铁#x0201d;变为#x0201c;包铁#x0201d;为主的存在形式,微观结构变为低塑性的、物理接触的、弱结构强度的散凝结构。该研究可为因环境变化引起的地质灾害、工程灾害的预防、控制和治理提供了一定的理论支持。     

中国红土的微结构和工程性质

为了研究红土的高强度、低压缩和高孔隙的工程特性,我们系统地分析了我国各类红土的物理力学性质,物质成分和微结构特征。我们发现红土强度主要来源于粒间残存或新生的化学键力、晶质氧化铁的胶结力和胶态含水氧化铁的影响。长期处于湿润条件下,赋存于孔隙溶液中的游离胶态氧化铁,虽能对粘土表面斥力起一定抑制作用,但还是不能完全阻止红粘土的胀缩行为。     

Study of physico-mechanical properties of Emeishan basalt saprolites in Yunnan,China

Saprolites are the weathered products that differ greatly from their parent rock in terms of the physico-mechanical properties because their chemical components are leached, yet differ from a typical soil because they still maintain their inherited structure. Here, typical Emeishan basalt saprolites that are widely distributed in the Guizhou and Yunnan Provinces were examined in terms of their basic physical indexes, compression properties, shear properties and microstructure to identify the differences between the parent rock and weathered product. The Emeishan basalt saprolites are characterized by a low density, high void ratio and medium–low compressibility. Also, these saprolites exhibit inelastic nonlinear response and relatively high cohesion during pressure tests. There is a brittle failure in low confining stresses and plastic deformation in high values, indicating the preservation of structural and textural characteristics from the parent rock; however, with highly developed secondary porosity, its strength is much lower than the parent rock. All the results indicate that Emeishan basalt saprolites are a kind of unique geological material, requiring consideration during construction and engineering within the region.     

酸性溶液对花岗岩残积土物理力学特性的影响

花岗岩残积土是华南地区进行工程建设时的常见地层之一,它的工程性质易受到周围环境的影响。采用人工方法制备了4种不同浓度的硫酸溶液浸泡后的试样,同时与原状试样进行对比,系统研究了不同浓度的硫酸溶液、不同的酸液溶蚀时间对花岗岩残积土试样物理、力学特性的影响。试验结果表明:(1)随着酸液浓度及酸液溶蚀时间的增大,试样的土粒比重减小、孔隙比增大、颗粒粒径级配变差;(2)试样的剪应力-剪切位移关系曲线类型会随着法向压力及酸液溶蚀作用而发生变化;(3)硫酸溶液浸泡后,试样的抗剪强度参数粘聚力和内摩擦角都降低了,但粘聚力的降低效果更明显。     

玄武岩石粉对干混抹灰砂浆性能影响研究

针对抹灰砂浆易空鼓、开裂、脱落的问题,试验研究了玄武岩石粉对不同强度等级的干混砂浆工作性能、力学性能及早期失水性能和收缩变形性质的影响。结果表明,当干混抹灰砂浆强度等级相同时,使用玄武岩石粉取代机制砂的比率增加,会使砂浆保水性能提高,凝结时间缩短,表观密度降低,砂浆的28d抗压强度和14d拉伸粘结强度降低。干混抹灰砂浆的失水率和干燥收缩值均随砂浆的龄期增长而升高,随玄武岩石粉取代机制砂比率增加而升高。     

国际土力学及基础工程协会简介

国际土力学及基础工程协会(ISSMFE)于1936年成立,同年在美国哈佛大学召开了第一届会议,在这之后,除特殊情况外,都是每四年召开一次国际会议。我国于1957年参加国际土力学及基础工程协会,并派茅以升、陈宗基为代表出席在英国召开的第四届国际会议。此后,二十余年中,主要由于台湾问题,一直没有再出席国际土力学及基础工程协会的会议。历届会议的概要见表1。     

棕榈丝加筋红黏土的无侧限抗压强度研究

红黏土是一种典型的特殊土,土体性质极不稳定,特别是遇水强度快速衰减,容易引发地基沉降或边坡坍塌等工程地质灾害。通过开展棕榈丝改良红黏土的无侧限抗压强度试验,研究不同棕榈丝掺量及长度对红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明,随棕榈丝掺量的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度相应增加;随棕榈丝长度的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度先增大后减小,棕榈丝加筋土的最优棕榈丝长度为20mm。棕榈丝可有效控制土体的变形,提高土体的残余强度。     

石灰粉煤灰固化天津滨海软土试验研究

天津滨海新区大面积分布的海积软土含水量高、孔隙比大、强度较低,对工程的安全建设和使用存在很大影响,在工程实践中常需要进行固化处理。本文以石灰粉煤灰为固化材料,通过大量室内试验,以及微观结构测试,研究其对天津滨海软土的改良效果。室内试验结果表明,二灰土各项力学性质明显提高,即压缩性降低,水稳性良好,无侧限抗压峰值应变及三轴峰值应变较小,由于其强度很大程度依赖于土体颗粒间的胶结作用,一旦破坏,二次抗压强度则较低。微观结构测试分析表明,石灰粉煤灰与软土在拌合均匀状态下,经一系列物理化学作用,土体颗粒胶结成土团粒,粒间孔隙也得到填充。随着龄期的增长,二灰土孔隙数量减少,等效直径减小,土体颗粒数量减少,等效直径增大;而随着压力的增大,二灰土表现出孔隙数量增多而孔隙等效直径减小,颗粒数量和等效直径变化较小的趋势。室内试验与微观测试认为石灰粉煤灰可用于固化天津滨海软土,是一种经济合理的固化剂。     

贵州红棕色玄武岩风化土强度试验研究

在滇黔地区公路建设中,沿线边坡表层经常广泛分布着红棕色玄武岩风化土,厚度较大,风化程度较高,降雨作用对边坡的稳定影响较大。土质边坡的稳定性在很大程度上取决于土的抗剪强度指标,但目前对玄武岩风化土的强度缺乏系统深入的研究,给该地区工程建设带来了挑战。通过现场原位推剪试验和一系列室内土工试验,得出了该红棕色玄武岩风化土的抗剪强度指标变化规律、含水量对土体强度的影响、峰值强度和残余强度之间的差异,为边坡稳定性分析提供了必要的参考依据。