延安新区压实黄土抗剪强度试验研究

压实黄土的抗剪强度是影响黄土高填方边坡稳定性的重要因素。对延安新区压实Q_2、Q_3黄土开展了多组不同初始压实度和初始含水率条件下的直剪试验,研究了压实度、含水率对黏聚力、内摩擦角和抗剪强度的影响,初步探讨了现场回填压实黄土和室内制备压实黄土表现出不同抗剪强度特性的原因。结果表明:黏聚力和内摩擦角均随着压实度的增大而增大,土中粘粒含量对压实Q_2、Q_3黄土的黏聚力和内摩擦角指标有较大影响;黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均随含水率的增大而不断减小,压实Q_2黄土对含水率变化更为敏感;现场回填压实黄土比室内制备的压实黄土具有更高的抗剪强度。     

失水干燥对路基压实黏质土抗剪强度特性的影响

为了客观可靠地评价干旱、半干旱地区路基压实土的工程性能,采用三轴压缩试验研究了某工程黏质土在不同干燥状态下的抗剪强度特性,分析了失水率对抗剪强度指标(黏聚力、内摩擦角)与抗剪强度的影响以及作用机理,建立了黏聚力、内摩擦角及抗剪强度与失水率的关系方程。结果表明:失水干燥可显著提高路基压实黏质土的抗剪强度及抗剪强度指标,黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均随失水率的增加而递增,其中黏聚力、抗剪强度与失水率均呈指数函数关系,内摩擦角与失水率呈二次函数关系。失水干燥有利于提高路基的承载能力与稳定性,研究成果可为干旱、半干旱地区黏质土路基的设计与施工提供理论依据及技术参考。     

EPS颗粒改良膨胀土强度试验研究

选取湖北某边坡工程膨胀土为试验对象，在保持最大干密度和最优含水率的条件下，通过全自动三轴仪对不同掺量的EPS颗粒改良膨胀土进行三轴试验，探究了不同掺量的EPS颗粒与膨胀土抗剪强度间的关系。结果表明：土样主应力差值先快速增加后缓慢增加达到峰值后下降并稳定；素土样峰值强度最大；随着EPS颗粒掺量增加，土样的强度、黏聚力和内摩擦角都有变小的趋势；当掺量超过10%时，改良膨胀土的强度变化不明显；对比黏聚力、内摩擦角和掺量关系曲线表明黏聚力变化比内摩擦角更明显，说明黏聚力受掺量变化影响较大；通过拟合可得到黏聚力、内摩擦角与掺量的关系式。     

植被根系固土抗剪强度试验研究

通过对培养的黑麦草加固黏土原状土样进行直剪试验,研究了根系含量和含水率对加固土体抗剪性能的影响,并结合研究结果对其作用机理进行分析。试验结果表明:随根系含量增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力逐渐增强,内摩擦角变化较小。这是因为根系的存在加强了土颗粒之间的摩擦,同时在剪切过程中根系发生弹性形变,其内部产生的拉应力通过摩擦力转化为阻碍土体位移的力,增强土体强度。随着含水率的增加,加固土体的抗剪强度和黏聚力均减小,内摩擦角变化不大。这是由于一方面水的存在使根系的拉拔阻力和土颗粒之间的摩擦阻力减小,另一方面含水率的增加导致基质吸力减小,使土颗粒之间的液桥强度降低,从而降低了土体的抗剪强度。     

置换率对膨胀土剪切特性影响的试验研究

利用直剪试验,研究不同置换率膨胀土试样的力学剪切特性,结果表明:随着加砂量的增加,即置换率增加,抗剪强度不断增强,黏聚力线性下降,内摩擦角增加趋势不断增大;中粗砂主要通过改变内摩擦角来提高膨胀土的抗剪强度;黏聚力与置换率的关系可以通过线性方程进行拟合,内摩擦角与置换率的关系可以通过一元二次多项式进行拟合,提出了抗剪强度与置换率、垂直压力的两元回归计算模型。通过静力平衡条件分析,推导出黏聚力、内摩擦角与置换率的关系表达公式,并通过直剪试验得以验证。     

不同含水率下高低液塑限红黏土抗剪强度特性研究

红黏土的含水率对其抗剪强度特性有着重要影响。通过不同含水率条件下高、低液塑限红黏土的抗剪强度试验发现,在同一法向压力下高液塑限红黏土的抗剪强度和黏聚力值远大于低液塑限红黏土的抗剪强度和黏聚力值,高液塑限红黏土的内摩擦角值略大于低液塑限红黏土的内摩擦角值;高、低液塑限红黏土的内摩擦角值随含水率的增大先小幅波动,当含水率达到塑限含水率附近时内摩擦角值迅速减小直至稳定;高液塑限红黏土的黏聚力值随含水率的变化呈先增大后减小的趋势,低液塑限红黏土的黏聚力值随含水率的变化呈双峰变化现象,且在塑限含水率附近出现最小值。通过对变化机理的分析认为,在含水率变化的过程中,水分子与红黏土颗粒之间的相互作用对抗剪强度有很大的影响。     

基于双折减系数法的楔形体稳定性分析

为了研究抗剪强度参数对楔形体边坡稳定性的影响,基于Hoek等提出的楔形体极限平衡法,对楔形体进行双折减系数法分析,提出了折减系数增幅比,分析了内摩擦角和黏聚力对楔形体稳定性的影响程度.利用可靠度理论,将黏聚力和内摩擦角的方差作为单一变量,分析参数的方差对可靠性指标的影响,验证了双折减系数法的可靠性.运用双折减系数法对比分析了5种不同高度和不同容重的楔形体稳定性.结果表明:内摩擦角对坡体稳定性的影响程度要比黏聚力大,内摩擦角对坡体的稳定性起着决定性作用,因此可以将双参数折减分析中内摩擦角的折减系数值作为楔形体的稳定性系数.     

水泥土抗剪强度试验研究

水泥土是在土中掺入水泥来改善土的力学性能的一种新型材料．利用静三轴UU试验,模拟水泥土在工程中的应力状态,测得水泥土在不同水泥掺入比和龄期下的粘聚力、内摩擦角、抗剪强度．对水泥土的抗剪强度进行系统的研究和探讨,结果表明,水泥土的抗剪强度随水泥掺入比增长而增大;而当掺入比达到33％后,水泥土抗剪强度增长趋于缓慢．此外,水泥土的后期强度较大,龄期为90d的水泥土抗剪强度比28d时增长26％～38％．     

红砂岩细粒土抗剪强度的试验研究

为了研究红砂岩原岩破碎后的细粒土的强度特性,对其展开了不同含水率及压实度下的快剪试验,探讨含水率及压实度对红砂岩细粒土抗剪强度的影响规律。试验结果表明：在一定压实度下,随着含水率的增大,黏聚力先增大后减小,呈二次抛物线变化规律,而内摩擦角则呈幂函数衰减变化趋势;在一定含水率下,饱和黏聚力及内摩擦角均随着压实度的提高而有不同幅度的增大。相比内摩擦角,黏聚力受含水率及压实度的影响更显著。试验结果可为有关红砂岩路基、堤坝填筑、边坡稳定性分析等工作提供参考。     

重塑非饱和粉质黏土抗剪强度特性试验研究

含水率对非饱和土的抗剪强度有很大影响,因此研究含水率与非饱和土抗剪强度之间的关系,具有重要的工程意义.以粉质黏土为研究对象,通过直剪和基质吸力试验,研究含水率对抗剪强度及内摩擦角和黏聚力的影响.结果表明:随着基质吸力的增大,非饱和土的抗剪强度不断增大,说明基质吸力对抗剪强度有较大贡献;随着含水率增大,土的内摩擦角减小;在含水率较小时,黏聚力增大,当含水率增加到一定值时,土的黏聚力急剧下降.     

氯化钠溶液对膨胀土强度影响研究

以河南南阳某公路工程膨胀土为研究对象,对经过不同浓度的氯化钠溶液饱和后的试样进行击实试验和三轴试验.试验结果表明:氯化钠溶液浓度增加,土样主应力差呈先增加后减小趋势,峰值强度逐渐减小,素土样峰值强度最大;内摩擦角随着浓度的增加而增加,黏聚力随着浓度的增加而减小,相较黏聚力的变化,内摩擦角变化不是很明显,说明其浓度变化对土体内摩擦角影响较小;进一步通过拟合曲线发现,氯化钠溶液浓度与土的抗剪强度指标均线性相关,并得到内摩擦角、黏聚力与浓度相关的公式.     

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明:下蜀土试样含水率在19%~28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。     

粉煤灰改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

以宜昌市某公路沿线的膨胀土为原材料,采用宜昌热电厂产生的粉煤灰为外掺剂,在室内进行直接剪切试验,观察不同掺灰量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响规律.研究结果表明,掺粉煤灰改良膨胀土能提高膨胀土的抗剪强度,掺入粉煤灰之后,内摩擦角增大,黏聚力降低.掺粉煤灰改良膨胀土提高膨胀土的抗剪强度主要靠提高内摩擦角来实现.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先增大后减小,当掺灰量达14％时,内摩擦角达到最大值.随着掺人粉煤灰量的增加,改良膨胀土的黏聚力逐渐降低,降低的趋势先快后慢.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的抗剪强度先增大后减小,当掺灰量达到14％时,抗剪强度达到最大值.结论为：掺灰量达14％时,改良效果最好.     

山谷型垃圾填埋场失稳模式离心模型试验研究

利用能够在超重力离心环境下旋转的模型箱,进行了山谷型垃圾填埋场离心模型试验。试验结果表明,在40 g离心加速度的条件下,前坡40°,后坡45°的填埋场在坡肩处变形较大,沿底部界面失稳的可能性较小。当模型箱转动11.6°（对应填埋体前坡51.6°,后坡56.6°,底坡11.6°）,填埋体开始出现整体滑移,随着模型箱的转动角度不断增大,整体滑移呈加速趋势,并伴随有填埋体本身的大变形,其中垂直坡底方向的变形大于平行坡底方向。当模型箱旋转2°后（对应填埋体前坡66°,后坡71°,底坡26°）,破坏模式由整体滑移变为沿填埋体内部滑移破坏。试验再现了垃圾堆体沿衬垫界面失稳过程,为山谷型填埋场衬垫界面参数取值方法提供数据支撑。基于测量数据、分析了垃圾土变形、破坏发展规律,探讨了垃圾土抗剪强度参数取值的主要影响因素。     

基于离散单元法的大豆力学特性研究

针对大豆颗粒粒径较大的特点,在室内大豆直剪试验的基础上标定大豆相应细观参数,采用离散单元法建立大型大豆直剪试验数值模型,验证了离散单元法模拟大豆直剪试验的可行性。分别设定试样的剪切速率、仓壁材料以及含水率为3个单一变量,其他参数为不变量,研究3个变量对大豆相关力学特性的影响,结果表明:试样的剪切速率在一定范围内变化时,大豆的抗剪强度峰值与内摩擦角变化不明显,但内部黏聚力由6. 12 k Pa增大至9. 31 kPa;在仓壁材料由光滑面变为混凝土板的过程中,大豆的内摩擦角由26. 9°增大至32. 33°,抗剪强度峰值也出现了一定程度的增长,但其内部的黏聚力保持相对稳定;不同含水率的大豆的抗剪强度不同,在大豆含水率由12%增长至21%时,大豆的内摩擦角由26. 9°增大至32. 5°,内部黏聚力由6. 12 kPa增大至11. 01 kPa。     

边坡强度参数对于稳定性影响的极限平衡法分析

为了研究岩土体抗剪强度参数对边坡稳定性的影响,通过理论推导和Bishop极限平衡法计算,分别改变岩土体的粘结力c和内摩擦角,探讨边坡安全系数和滑动面的变化.结果表明：粘结力或内摩擦角改变时,边坡的安全系数将发生变化,而滑动面的变化受函数η-c的影响,η-c与粘结力和内摩擦角有关.当η-c为定值时,滑动面不随抗剪强度参数的变化而变化;当η-c增大时,边坡的滑动面从近坡面逐渐向边坡内部移动;反之,η-c减小时,边坡的滑动面从边坡内部向近坡面移动.研究结果为边坡稳定性分析的理论和实践研究提供了参考.     

不同模式下抗剪强度参数对路堤稳定性的影响

基于Mohr-Coulomb准则,采用FLAC3D分析了抗剪强度参数(主要是黏聚力和内摩擦角)对高填方路堤边坡安全系数及滑动面位置的影响.同时,提出了降雨条件下路堤稳定性的分析方法,并对不同折减模式下安全系数的变化规律进行了分析.结果表明:黏聚力和内摩擦角对安全系数的影响规律类似,对滑动面位置的影响规律相反;降雨入渗条件下,对抗剪强度参数的折减会使边坡滑动破坏面由路堤深层向浅层发展,折减程度越大,安全系数降低的程度越明显.     

含水率对残坡积土强度特性的影响

水对边坡土体的变形和强度有着重要的影响。通过对三峡库区某边坡残坡积土进行不同含水率下的直剪试验,研究含水率对其剪应力-位移以及强度的影响规律。结果表明:残坡积土在低含水率下的剪应力-剪切位移关系呈应变软化,在高含水率下呈应变硬化,且含水率较低时竖向压力对残坡积土的应力-应变曲线亦有影响,随着竖向压力增加,剪切软化现象逐渐减小;土体抗剪强度随着含水率的增大而呈非线性减小,减小的速率表现出先大后小的特征,土体塑限为其抗剪强度减小快慢的分界点;土体黏聚力随着含水率的增大呈二次多项式形式减小,土体内摩擦角整体上随含水率的增大而变小,但变化规律不明显。     

活性MgO固化黄土抗剪强度特性研究

引入绿色低碳材料活性MgO,通过不固结不排水直接剪切试验,研究活性MgO掺量、养护龄期、含水率和压实度等因素对活性MgO固化黄土抗剪强度特性的影响.结果表明:活性MgO可显著提高黄土抗剪强度;随着活性MgO掺量和养护龄期增加,固化黄土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角先增大后减小,在6%活性MgO掺量和14 d养护龄期处达到最大值;含水率增大使固化黄土抗剪强度和粘聚力呈现先上升后下降趋势,内摩擦角持续减小,在最优含水率附近固化黄土抗剪性能达到最优;增大压实度使固化黄土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角持续增大,且最优含水率对应固化黄土强度增长最明显.考虑到活性MgO固化黄土在实际工程中的应用,建议选取如下参数:活性MgO掺量6%、养护龄期14 d、黄土最优含水率、压实度96%.     

基于FLAC~(3D)强度折减法计算结果的影响因素分析

FLAC~(3D)强度折减法是分析边坡稳定性的有效手段。应用均匀设计的试验方法分析黏聚力、内摩擦角、弹性模量、泊松比、剪胀角、抗拉强度等因素对强度折减法计算结果的影响。试验结果表明:弹性模量、泊松比、剪胀角、抗拉强度对计算结果影响不明显,特别是弹性模量、泊松比、抗拉强度对计算结果的影响几乎为零;黏聚力、内摩擦角对计算结果有着显著的影响,并且内摩擦角对计算结果的影响程度大于黏聚力的影响程度。这一结论可以作为修正强度折减系数的依据,从而完善强度折减法。