含砾粉质粘土中粗颗粒对抗剪强度影响的研究

滑带土为含砾粉质粘土的土质滑坡,其滑带土抗剪强度参数受粗颗粒影响较大,而滑坡勘查工程通常只做直剪试验而很少进行三轴试验,由于土的直剪试验受环刀尺寸的限制,试验时常筛除含砾粉质粘土中的粗颗粒,导致试验结果与真实值存在偏差。因此,根据原状含砾粉质粘土级配配制不同粒径的饱和土样进行三轴剪切试验,并结合剔除原状土粗颗粒的饱和土样进行快剪试验,分析含砾粉质粘土中粗颗粒对其抗剪强度的影响。试验结果表明:随着逐级减小粗颗粒粒径,含砾粉质粘土的黏聚力呈现先增大后减小的变化趋势,内摩擦角则呈现逐渐减小的变化趋势,对比不同粒径下黏聚力和内摩擦角的变化量,为浏阳地区滑坡工程设计中所需岩土参数提供一定的参考价值。     

不同固结压力下饱和软粘土孔隙分布试验研究

土体的微结构对土的工程力学特性具有决定性影响,运用压汞试验方法对上海淤泥质粘土单轴固结过程中的不同固结压力水平下的土样进行试验,采用孔隙种类、孔隙大小两种不同的标准对上海淤泥质粘土的孔隙分布特点及孔隙的大小进行研究.研究结果表明:上海淤泥质粘土孔隙以小孔隙为主,即多以团粒内在的孔隙和颗粒间的孔隙为主,孔隙半径多分布在0.2μm- 1.2 μm之间.随着固结压力增大,当固结压力分别为132 kPa,264 kPa时,土体中孔隙分布仍以小孔隙为主,但小孔隙和微孔隙分布的比例有一定的变化;当固结压力增大到800 kPa时,土中孔隙以微孔隙和超微孔隙为主,试样中团粒间的孔隙几乎消失,颗粒间的孔隙占有完全的主导地位.     

含有机质粉质粘土的压缩试验与性状分析

通过重铬酸钾法测定了取自南京河西地区土样的有机质含量在5％-10％之间,判定其为有机质土。根据比较南京地区一般粉质粘土的物理力学指标,发现有机质土的含水率、孔隙比、压缩系数都远大于南京地区一般粉质粘土,说明该土样属于高孔隙比、高液限、高压缩性土,且随着土样中有机质含量的增大,其含水率、孔隙比、液塑限、压缩性逐渐增大。后又采取上述有机质土进行压缩-回弹再压缩试验研究,土样的残余变形比弹性变形大得多。     

重金属锌污染淤泥质粉质粘土物理特性试验研究

重金属污染在我国已受到普遍关注,而对重金属污染土的物理特性的研究还处于起步阶段。采用南京地区特有的粉质粘土、长江漫滩相淤泥质粉质粘土,进行相关的重金属锌污染后的物理特性研究。通过室内添加硝酸锌溶液配制3种不同浓度的重金属锌污染土,并进行土壤污染前后粒度成分、液塑限、活动度、土粒比重以及pH值等试验的测试分析,研究比较了粉质粘土污染前后随着重金属锌的浓度不同其相关物理性质的变化规律。试验表明,随着Zn浓度的增加,土粒比重,液塑限,粉粒含量和pH值减小,而粘粒含量和塑性指数呈增大趋势。其土体的活动度也随着Zn浓度的增加在不断的降低,并且降低趋势逐渐减缓。     

重金属污染土电阻率影响因素的试验研究

为探究重金属污染物浓度、含水率、土类型等因素对重金属污染土电阻率的影响,为电阻率法在重金属污染场地中的应用提供理论依据,采用标准的3因素3水平的正交试验表制定试验方案进行正交试验,为了更加明确三因素对土电阻率的影响,进行不同类型土分别在不同重金属污染物浓度和不同含水率下的土电阻率测试试验,用自制室内电阻率测试装置进行测试。结果表明:在软土地区,当土体受重金属污染时,影响重金属污染土电阻率变化的主次因素依次是重金属污染物浓度、含水率、土的类型。土的电阻率随着含水率的增加而呈指数减小,重金属污染土的电阻率随着重金属污染物浓度的增加而呈指数减小,在同一超标倍数下,不同类型土电阻率变化率由大到小的顺序为:粉质粘土﹥淤泥质粉质粘土﹥淤泥质粘土。     

南京及邻近地区新近沉积土的动剪切模量和阻尼比的试验研究

通过对南京及其邻近地区河漫滩相成因的粘土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土、粉细砂等6类新近沉积土的自振柱试验，详细地探讨了围压大小、剪应变水平、土的颗粒组成和结构性对这6类新近沉积土的剪切模量G及阻尼比λ的影响。通过与Seed和Idriss建议的砂土G／Gmax-γ和λ-γ曲线变化范围的对比，结果表明，不能将粉质粘土与粉砂互层土简单地当作砂土或粉质粘土对待。通过试验和理论分析，给出了南京及其邻近地区6类新近沉积土动剪切模量和阻尼比随剪应变变化的平均曲线的拟合曲线、包络线及其参数的推荐值，对实际工程具有一定的借鉴作用。     

含水率和颗粒级配对稍密碎石土抗剪性能及地基承载力的影响

碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注,但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土,通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度,绘制剪应力与水平位移的关系图,通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值,分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明:随着含水率的增大,碎石土粘聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关,含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力,并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比,结果表明:含水率对地基承载力影响较大,且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关,粉质粘土含量越高,承载力影响越大。     

轻量土击实密度模型与工程特性

为了探索软夹杂土体压实机理,指导轻量土配方设计与压实施工,基于混合土物质结构组成及土体压缩变密的物理本质,建立了击实密度模型。试验发现模型预测值与实测湿密度基本一致,绝对误差仅有0.003~0.051 g/cm³,相对误差仅有0.282%~5.267%,证明击实密度模型可以准确预测混合土不同击实条件下的湿密度。EPS颗粒压缩率、混合土湿密度随击实次数增大而增大,增大趋势逐渐变缓;混合土孔隙比随击实次数增大而减小。在击实作用下,轻量土湿密度的提高是由土体的孔隙减少和EPS颗粒软夹杂的塑性压缩共同完成的。与砂土轻量土性质相似,粘土轻量土的湿密度、无侧限抗压强度随击实次数增大而增大。=25击时,EPS颗粒压缩率范围6.13%~11.51%;=94击时,EPS颗粒压缩率范围12.80%~14.87%。证明规范规定的击实次数与击实能量适合混合土的击实,不会导致EPS颗粒消泡。考虑到击实密度模型参数测定非常繁琐,根据工程实际情况,假设压实过程中土料含水量不变与压实后土颗粒-EPS颗粒之间的孔隙近似为0,进一步提出了简化击实密度模型,并且通过试验证明了简化模型完全适用于实际工程。     

粉土干化过程中微观结构的演变

对黏粒含量为34%的粉土泥浆样进行无宏观裂缝出现的慢速干化试验,对干化至不同目标含水率的试样进行压汞试验,获得孔隙分布曲线,系统地研究干化过程中粉土微观结构的演变规律,分析微观裂隙的形成及发展机制。研究结果表明:随着干化的发展,最大进汞量逐渐减小,当含水率达到缩限后,最大进汞量保持不变;不可侵入孔随干化逐渐增多,当含水率小于缩限后,不可侵入孔增大的趋势减缓;当含水率大于缩限前,孔径分布(PSD)曲线峰值对应孔径随干化呈单调递减的关系,含水率继续减小至缩限以下时,峰值对应孔径逐渐增大至固定值;由饱和到非饱和过渡时,PSD曲线在0.1~1?m范围有隆起并达到最大,随着干化的深入,隆起减小直至消失。PSD曲线峰值孔径随干化先减小后增大的趋势以及隆起随干化的变化规律,均证明干化过程中有可能产生微观裂隙,并反映了微观裂隙的演变过程。粉土泥浆样干化过程中,当由饱和过渡到非饱和状态时,黏土会像"外套"一样裹在粉土颗粒周围,微观裂隙在黏土颗粒间及黏土颗粒与粉土颗粒间的交界面上开始出现,该微观裂隙和宏观干燥裂缝在本质上是不同的,是对土体龟裂研究机制的补充。     

机场跑道地层土分类定名

根据现行规范对粉土、粉质粘土及粘性土定名的规定,从工程实践角度,利用某机场跑道地层土钻孔取样,通过含水率、颗粒分析和界限含水率试验,得出具体的塑性指数、液性指数数值,并根据规范对地层土进行分类定名。     

柴油污染土的工程性质试验研究

为研究柴油污染对土的工程性质的影响,利用室内击实试验和击实后土样的无侧限抗压强度和渗透试验,研究了遭受不同程度柴油污染土的干密度、无侧限抗压强度和渗透性的变化。结果表明:柴油污染对土的干密度影响显著,最大干密度和最优含水率均随含油率的增加而减小,击实曲线由钟型逐渐转向无明显峰值型;当土样含水率较高时,无侧限抗压强度随含油率的增加而降低,但当含水率较低时,土样强度反而提高;柴油污染对土的渗透性有一定的影响,随含油率的增加,柴油堵塞孔隙对土样渗透性减小的影响较干密度减少引起渗透性增加的影响更加显著;对于同一污染水平的土样,无侧限抗压强度和渗透性主要受压实度的控制。     

石油污染黏土工程性质及微观特性试验研究

石油因管道泄漏等因素进入环境当中,影响土体工程性质并带来环境岩土工程问题。利用室内击实试验、固结压缩试验、无侧限抗压强度试验以及微观扫描电镜结果,研究不同石油污染程度下土体工程性质的变化规律。试验结果表明:随着石油污染程度增大,污染土体干密度峰值增大,最优含水率降低;压缩性随之增大;当污染土无侧限抗压强度在石油浓度较低时,随浓度的增大而增大,当石油浓度为4%时,达到峰值,而后随着石油污染浓度继续增大无侧限抗压强度逐渐降低。微观扫描电镜结果表明:土体受石油污染之后,土颗粒分布由分散均匀体结构转变为絮状和颗粒状结构,且土体孔隙明显增大。     

重金属污染土的工程性质及微观结构研究

利用纯净的粘土和重金属离子溶液,配制了不同含量的重金属污染土进行击实实验,获得了相对应的最优含水率,按照最优含水率重新配置土样,并通过直接剪切等其他工性试验,探讨了重金属的存在对土体工性的影响,在工性试验的同时,对不同的污染土进行SEM扫描,研究了其微观结构的变化规律,试验结果表明:土中重金属浓度的增加导致土中粘粒的含量逐渐减小,颗粒团聚,出现大孔隙,同时其工性变差,强度降低。     

原位高压旋喷化学氧化对石油烃污染粉质黏土工程特性的影响

化学氧化广泛应用于石油烃污染土壤修复，但化学氧化作用对石油烃污染黏性土工程特性的影响尚不明晰。通过原位高压旋喷化学氧化试验，对比分析石油烃污染与氢氧化钠活化过硫酸钠氧化作用对长江下游地区粉质黏土工程特性的影响，并定量评价石油烃污染和化学氧化作用对土的工程特性影响程度。结果表明：石油烃污染（720 mg/kg）对粉质黏土的渗透性影响程度为中等；掺量为3%的氢氧化钠活化过硫酸钠氧化作用对石油烃污染土的干密度影响程度为中等，对含水率、孔隙比、界限含水率、压缩性、渗透性影响程度为大；未污染土、污染土和修复土的压缩指数与液限存在良好的线性关系；未污染土和污染土的渗透系数与孔隙比在半对数坐标系中存在良好的正相关关系；而修复土的渗透系数与孔隙比关联关系较差。研究结果为长江经济带类似污染场地的修复与安全再利用提供指导。     

粉质土工程特性试验研究

提出利用路测仪为主要加压设备,渗透性良好的土工布为缓冲层的粉质土试样压实试验、渗透试验制备方法,以粉质土土料为样本,通过颗粒分析、标准击实和静力压实、抗剪强度、渗透及沉陷(压缩)试验,对水成粉质土的力学特性进行详细探讨。研究结果表明:(1)级配不良的粉质土的击实曲线存在多峰值现象,其压实性能不完全由试样的颗粒级配决定,与液限有关;(2)粉质土压实试样的内摩擦角在饱和度为50%～80%时变化不大,在其他区域内变化急剧;(3)粉质压实土兼有砂土和黏土的渗透性,其渗透系数随含砂量的增大而增大;(4)粉质压实土在荷载作用下绝大部分沉陷量在加荷后的短时间内产生,与其孔隙比关系不大,而与土体的矿物成分有关。     

不同黏粒含量粉土的微观结构研究

粉土在中国广泛分布,粉土液化现象的发生与粉土微观结构息息相关。将粉土的宏观抗液化特性与微观结构特征结合起来,分析了不同黏粒含量粉土微观结构的变化规律。利用扫描电子显微镜(SEM)获取不同黏粒含量粉土的微观结构图像并运用Image-Pro Plus(IPP)图像处理软件对粉土微观参数进行计算和分析。结果表明,随着黏粒含量逐渐增加,粉土内部结构逐渐紧密,颗粒接触方式由直接线或面接触转变为点接触,孔隙类型由架空孔隙向镶嵌孔隙转变;孔隙面积随孔径增大而增大,微、小和中孔隙的数量随黏粒含量的增加先增大后减少;随着黏粒含量的增加,微、小和中孔隙形态基本保持不变,但大孔隙的丰度和分形维数显著增加,结构的复杂程度增加。通过不同黏粒含量微观结构的变化规律,揭示了黏粒含量对粉土微观结构的影响以及粉土宏观抗液化特性的微观机制。     

基桩完整性检测中桩土相互作用参数的试验研究

通过模型桩室内试验模拟真实的桩土相互作用边界条件,应用低应变反射波法对桩土相互作用阻尼系数进行系统的研究。结果表明,桩土相互作用阻尼系数随着桩周土应力增大而增大,而且还与土质和土体的含水状态有关。对于砂土、粉土、粉质粘土,在相同应力状态下,粉质粘土的阻尼作用最大,粉土次之,砂土最小;对于同一类土,饱和土体阻尼作用大于非饱和土体。最后通过对试验结果的拟合分析建立阻尼系数与桩周土应力的相关关系。     

粉煤灰粘土粉质粘土膨润土对镍离子吸附试验研究

研究了粉煤灰 、粘土、粉质粘土和膨润土从溶液中去除有毒金属镍离子的吸附过程。动态试验显示吸附过程是快速的。吸附试验结果表明,粉煤灰、膨润土对镍离子的吸附能力远大于粘土和粉质粘土,且粉煤灰大于膨润土。平衡吸附模型充分说明在高浓度下,镍离子在粉煤灰 、粘土、粉质粘土及膨润土上的吸附最符合 Langmuir 等温线, 在粘土和粉质粘土上的吸附也可用线性和 Freundlich 等温线来表示。试验结果还表明:随着吸附剂中镍离子含量的增加,粉煤灰等吸附剂对镍离子吸附的百分数均呈减小的趋势。     

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.     

铅污染土固化体冻融循环效应和微观机制

为了研究冻融循环对铅污染土固化体工程特性的影响规律及其作用机制,开展了不同压实度试样(90%,96%)的冻融循环试验。通过对经历不同冻融循环次数(0,3,6,10次)作用后的试样进行无侧限抗压强度、渗透和溶出特性试验,探讨了冻融循环作用对铅污染土固化体工程特性的影响规律。试验结果表明,冻融循环作用对不同压实度试样有着不同的影响规律。随着冻融循环次数增加,90%压实度试样的抗压强度降低、渗透性增大、铅浸出浓度增大,而96%试样呈现出相反的规律,即冻融循环对高压实度试样影响不大。为了探索冻融循环作用对铅污染土固化体工程特性影响的微观机制,开展了不同冻融循环作用下试样微观结构试验。试验结果表明,冻融循环对高压实度(96%)试样微观结构影响不大,随着时间的延长,试样内颗粒团聚,孔隙减小,试样内孔隙以颗粒间和团粒内孔隙为主;而冻融循环作用使低压实度试样(90%)孔隙增大,试样内颗粒团聚,团粒间大孔隙占主要比重,这是导致低压实度铅污染土固化体工程特性的劣化的根本原因。