土石混合料干密度和粒度的强度效应研究

将密度、砾石含量和最大粒径这3个指标作为高速公路路堤室内试验的控制条件和计算分析的基础,进行一系列大型三轴试验研究及控制试验条件与抗剪强度关系的计算分析。试验和计算结果表明：土石混合料的骨架作用明显,抗剪强度主要受粗颗粒、细颗粒和粗细颗粒的共同作用影响;土石混合料的抗剪强度随试验干密度的增加有所提高,咬合力随砾石含量p5值的增加和最大粒径的增大而降低,当p5为50%～60%时抗剪强度最低,p5值的最佳范围为65%～70%;最大粒径最佳范围为40～50 mm,考虑剔除粒径大于50 mm的颗粒会给实际工程施工造成困难,故工程应用中应严格控制压实度。     

土石混合料最大干密度试验研究

在开发了大型击实仪的基础上,研究了不同最大粒径及粗颗粒含量时土石混合料最大干密度和最佳含水量的变化规律,试验结果表明,粗颗粒含量对土石混合料的最大干密度影响较大,最大粒径变化时,土石混合料的最大干密度和最佳含水量变化规律不明显。     

不同砾石含量土石混合料的压密性质研究

文章为了研究不同砾石含量下土石混合料的压实性质:密度、孔隙比和沉降量的变化,利用改装后的蠕变仪分别对砾石含量为0～100％,含量间隔为10％的土石混合料进行了静压试验.试验结果表明:土石混合料的孔隙比小于黏土和砾石的孔隙比,其干密度大于黏土和砾石的干密度;砾石含量为70％左右时,土石混合料压密前后的干密度均达最大值,孔...     

土石混合料压实特性试验研究

对不同级配、不同粗粒含量及破碎率的土石混合料进行了击实试验，分析了击实功、击实方法及等效处理法对土石混合料击实结果的影响。试验结果表明：级配良好的试样，压实特性较好；粗粒含量超过75％时，最大干密度增加不明显，此时，击实功不宜太大；等量替换法与大型击实试验结果接近。在实际施工过程中，应综合考虑以上因素，这样便能获得更好的压实效果。     

砂砾卵石混合料干密度与碾压的关系研究

针对砂砾卵石混合料压实特性离散的特点,对其干密度与碾压速度的关系、干密度与碾压遍数的关系进行了深入的压实研究,通过对碾压前、碾压4遍、碾压6遍的筛分试验,对到粗粒填料压实前后的粒度成分的变化规律进行了研究。     

附加质量法在土石混合料密度检测中的适用性研究

附加质量法已经在多座土石坝工程的不同筑坝料密度检测中得到了应用,随着近年来水利水电工程的发展,宽级配高细粒含量的土石混合料也逐渐被应用在坝体填筑中,而附加质量法在土石混合料中的适用研究开展的仍较少。依托某抽水蓄能电站工程,对不同风化玢岩含量的混合填筑料开展了附加质量法试验和坑测密度试验,并对附加质量法密度求解的准确性进行了讨论和分析。经过研究发现：附加质量法在玢岩含量较低的试料中表现良好,但随着混合料玢岩比例的提高,试料的实测干密度以及附加质量法测得的频率和刚度均表现出一定的随机性,部分测点结果的合理性较差,需要开展ω^-2-Δm相关性分析来验证测点结果合理性才能取得准确的密度结果。     

块石强度对土石混合料剪切特性的影响

块石强度的不足是引发土石混合料大型填方工程失稳破坏的重要原因之一.为深入探讨块石强度对土石混合料剪切特性的影响,弥补当前土石混合料研究领域的不足,以重庆市某超高填方工程为依托,采用室内大型直剪试验和PFC离散元数值模拟展开系统研究,揭示块石强度影响土石混合料剪切变形特征、峰值抗剪强度、裂隙扩展过程、能量响应方式的宏观规...     

超粒径粗粒土最大干密度试验研究

 采用逐级剔除粗粒料，对剩余料进行最大干密度试验的方法，进行大量超粒径粗粒土最大干密度试验研究，通过对试验结果的分析，指出粗粒土最大干密度与剔除量、剩余量之间存在线性相关性，提出可通过系列延伸法间接求取超粒径粗粒土最大干密度。     

高填方土石混合料强度与变形特性及沉降预测研究

 为解决高填方土石混合料强度与变形计算难题,对不同初始含水量不同初始干密度的土石混合试样进行剪切试验和压缩试验,深入分析不同土石比试样的强度与变形特性随初始参数的变化规律。结果包括：(1) 初始压实度越小的试样侧限压缩应变越大,初始含水量越大的试样侧限压缩应变越大;压缩系数随竖向压力的增大整体先增大后减小,压缩模量随竖向压力的增大整体呈增大趋势;(2) 类似高填方工程中填筑体初始压实度宜控制在0.93以上,初始含水量控制在最优含水量±(2%～3%),土石比控制为2∶8～4∶6;(3) 粉质黏土和砂质泥岩混合料压实土的干密度与竖向压力之间呈幂函数关系,建立由填土层的初始状态和所受荷载预测填筑土层强度和沉降量的算法;(4) 考虑初始状态的填方沉降预测方法是合理的,采用其略微偏大的变形计算结果进行高填方设计或施工,可使得高填方地基质量控制偏于安全;(5) 最优含水量范围内不同压实系数引起的沉降差异较小;随着压实系数的增大,地基沉降变形明显减小;土石比为2∶8时压实度增大对地基沉降的影响程度大于土石比为4∶6的高填方地基。研究成果可用于土石混合料高填方地基变形分析与计算。     

缩尺效应对粗粒料压实密度影响的试验研究

堆石料的级配缩尺后的试验替代料与原级配料的试验结果之间存在一定的差异,弄清这种差异对准确把握原级配堆石料的力学性质十分重要。将缩尺效应归结为最大粒径和级配结构两部分变化产生的影响。利用土的连续级配方程结合相似级配法缩尺的思路,设计了大量最大粒径分别为20,40和60 mm的试验级配。对各级配粗粒料进行了表面振动压实试验,研究了最大粒径和级配结构对粗粒料压实密度的影响。最大粒径和级配结构对粗粒料压实密度的影响可以用一定的函数形式定量表述,建立了考虑缩尺效应的粗粒料压实密度的预测模型,探讨了该模型对不同性质粗粒料的适用性,并用多组室内最大干密度试验数据进行了验证。此外,提出了一种能够定量研究粗粒料缩尺效应的思路。     

冻融作用对土体干容重和含水量影响的试验研究*

  对青藏铁路沿线具有代表性的两种土：砂质粘土和轻亚粘土进行了室内冻融试验研究。试验在开放系统、不同初始干容重、含水量及温度条件下进行,水分由下向上补给。试验结果表明：经过多次冻融循环以后,土体的干容重趋于某一定值。这一定值与土体的初始干容重无关,而与土体的种类有关。本试验结果中砂质粘土稳定干容重为1.55 g•cm－3,轻亚粘土为1.78 g•cm－3。另外,发生冻融循环后的土体含水量比初始含水量大,而且经历冻融变化的部分增加的含水量要比保持融化状态部分增加的含水量要大。     

岩石变形与渗透性变化关系研究

将变形(应变)作为基本变量,引入损伤作为中间变量,建立新的渗透性演化模型.该模型可以用来计算岩石峰值破坏前,受剪切和拉伸破坏时的渗透性变化情况.模型经试验资料验证,在应力–应变峰值前与实测值吻合良好.     

土拱效应和渗流作用刚性挡墙主动水土压力研究

 假定小主应力迹线为抛物线,分析刚性挡墙后土拱效应,推导土拱效应作用下刚性挡墙主动水土压力系数和水平微分单元层间系数。建立二维Laplace方程分析墙后持续暴雨作用形成的稳定渗流场。在土拱效应和渗流作用分析基础上,提出土拱效应和渗流作用下主动水土压力计算模型,推导主动水土合力、合力作用点计算公式,给出实用主动水土压力系数。研究分析表明：理论计算结果与实测结果吻合较好;土拱效应和稳定渗流作用下水土压力成非线性分布,合力增大,合力作用点位置上移。工程实践中,应当重视持续暴雨期间的土拱效应和渗流作用对刚性挡墙的稳定不利影响。实用主动水土压力系数方法为持续暴雨作用下挡墙主动水土压力计算提供简化实用方法。     

堆积软岩的强度及蠕变特性的三轴及平面应 变试验研究

 堆积软岩的力学特性是依存于应力条件的,但由于高强度岩土材料的试验难度较高,软岩的平面应变或真三轴试验比较少。采用新研制的仪器对堆积软岩进行三轴及平面应变剪切及蠕变试验。首先介绍新研制的平面应变试验仪,该试验仪可以实现初始等向固结,还可以测定试样剪切带内部或附近的孔压变化;然后介绍试验流程,包括试样的制作和饱和过程;最后对不同应力条件下软岩的应力–应变关系、应力比–剪涨比关系、蠕变破坏特性等试验数据进行详细分析。研究结果表明：平面应变状态下软岩的强度增加而剪涨量减少;相比于传统的八面体应力空间,建立在tij应力空间中的塑性势更适合软岩;无论三轴还是平面应变条件下,只有当荷载水平达到某一阈值之后软岩才会发生蠕变破坏;蠕变破坏所需时间与荷载相关。     

基于分形理论的土石混合体强度特征研究

 从土石混合体的非线性特性出发,应用分形几何理论研究土石混合体的强度特征。通过大型三轴试验,对不同粒度分维不同围压下土石混合体的应力–应变特性、强度参数特征及峰值强度特征进行分析;并讨论强度参数、峰值应力差与粒度分维值的关系。结果表明：土石混合体的应力–应变特性相似于岩石典型应力–应变曲线;不同粒度分维的土石混合体强度包线总体呈线性性质,粒度分维值对强度影响很大,其与抗剪强度的关系近似一抛物线;对于只具一维分形的土石混合体具有最大的密实度和抗剪强度,属最优级配土石混合体,并分析产生这一现象的原因。     

分级加载条件下红层软岩蠕变特性试验研究

 岩石的蠕变特性是岩石类材料的重要力学性质之一,很大程度上控制着岩体工程的稳定性。本文采用CSS–44100型电子伺服万能试验机在分级加载条件下对甘肃引洮输水工程7#试验平硐红层软岩进行了一系列单轴压缩蠕变试验。通过对试验数据的整理与分析,发现红层软岩存在显著的蠕变特性,符合伯格斯模型(Burgers model),并求取了不同应力水平下的蠕变参数。通过测定试样含水率,研究含水率对红层软岩强度和蠕变特性的影响。发现含水率越高,抗压强度越低,蠕变量越大,蠕变率也越大,达到稳定的时间也越长。试验结果表明,红层软岩蠕变试验曲线与理论曲线基本吻合,伯格斯模型(Burgers model)能较好的描述红层软岩的蠕变特性。     

岩石密度分布规律研究

 采用最先进的mCT225KVFCB高精度显微CT试验系统,通过对5种岩石试件的显微CT扫描,以射线的衰减系数为目标,研究岩石颗粒密度分布规律。结果表明：岩石细观结构的密度分布整体符合韦伯分布规律,岩石细观颗粒密度分布具有明显的聚集性。90%～95%的岩石颗粒密度分布在很窄的范围,占密度值域的30%～40%。这些主要区域的颗粒密度符合正态分布。     

岩石分区碎裂化现象研究

 试图从现场观测、实验室模拟、理论分析3个角度系统地研究分区碎裂化现象。首先对深部巷道围岩应力状态、声波波速、应变、钻屑量的现场观测数据进行分析，研究巷道围岩是否压密区和松弛区相间出现；然后通过天然岩石和石膏的实验室模拟手段来研究分区碎裂化现象；最后对岩石分区碎裂化的发生机制进行定性分析，在此基础上采用对径压缩公式重新推导岩石分区碎裂化发生的条件公式。