冻融对河道淤泥气泡混合土性质影响试验研究

为了研究冻融作用对具有高含水特征河道淤泥气泡混合土(FMLSS)性质的影响,利用室内试验对河道淤泥气泡混合土在冻融条件下的物理力学性质进行了试验研究。试验结果表明,冻融作用对FMLSS的体积、密度和强度等物理力学性质影响比较明显,且受影响程度与冻融循环次数、气泡掺入比、水泥掺入比、含水量及表面暴露条件等因素密切相关。     

河道淤泥气泡混合轻质土剪切流变特性及模型

利用剪切流变试验对以水泥为固化剂的河道淤泥气泡混合轻质土的流变特性进行了试验研究。试验结果表明,经固化处理的河道淤泥气泡混合轻质土在荷载作用下具有类似于硬粘性土的流变特征。剪切流变可以分为3个阶段:在剪应力水平较低时,剪切流变曲线呈衰减稳定型;随着剪应力水平的提高,剪切流变曲线呈非稳定的等速型;当剪应力水平增大到一定程度时,剪切流变曲线呈加速型。河道淤泥气泡混合轻质土的流变性随着混合轻质土强度的提高而降低。根据试验所呈现的剪切流变规律,可以发现河道淤泥气泡混合轻质土的剪切流变符合七元件黏弹塑性剪切流变模型,模型能够比较好地描述河道淤泥混合轻质土在各种剪应力水平下的衰减、等速以及加速流变过程。     

酸雨作用下碳酸盐岩类文物的溶蚀过程与机理

通过模拟硫酸型酸雨加速侵蚀石灰岩的室内试验,监测了试验过程中试样的质量变化、Ca~(2+)释放量、酸雨pH值变化、计算了H~+消耗速率及试样的表面硬度变化率,对试样的微观结构进行了观察和测量,对比分析了酸雨的淋蚀作用和浸泡作用,根据试验结果讨论了酸雨溶蚀石灰岩的机理,并分析了孔隙特征对石灰岩溶蚀过程的影响。试验结果表明:酸雨的淋蚀作用会溶解石灰岩中的碳酸盐并剥离岩石表面,造成新鲜岩石继续与酸雨作用,加速了石灰岩的质量损失和Ca~(2+)的释放,同时试样的表面硬度和表层微观结构发生相应的改变,但是,溶蚀产物会部分填充石灰岩内的微孔隙和微裂隙,可以有效减缓小尺寸孔隙(0.01μm)的破坏;孔隙特征对酸雨侵蚀石灰岩的过程有重要影响,孔隙率越高,酸雨越容易进入岩石内部并造成破坏;孔隙率一定的情况下,孔隙尺寸越大,酸雨作用的时间和程度会越充分,对石灰岩的破坏也越严重;在相同的试验条件下,试验选取的3种石灰岩中南响堂山石窟石灰岩的抗酸雨侵蚀能力最弱。     

考虑冻融影响的河道淤泥气泡混合土压缩性及微观机理试验研究

河道淤泥气泡混合土(FMLSS)是固体土体和微孔组成的非均质复合材料,是一种具有轻质、高强度的新型土工材料,工程应用范围较广。基于不同地域的工程应用,面对温度变化明显,温差较大区域,需要进一步考察冻融对FMLSS工程性质的影响,其中压缩性是影响地基土承载性能与变形的重要指标。通过室内试验,研究了FMLSS在冻融条件下的压缩性及微观机理。试验结果表明:冻融对FMLSS的压缩性具有较明显的影响,根据压缩前后FMLSS内部微观特征分析可知,冻融对FMLSS内部微孔分布特性的影响是导致FMLSS压缩性变化的重要因素。此外,气泡掺入比、原料土含水量、水泥掺入比、养护时间等因素也对冻融后的FMLSS压缩性具有一定的影响。     

Ca~(2+)浓度对膨润土掺砂混合土渗透性能的影响

垃圾填埋场底部铺设含黏土或膨润土掺砂混合土的防渗系统,防止渗滤液流入地下污染周边环境。采用模型试验研究Ca~(2+)离子浓度和基础局部沉降对膨润土掺砂混合土渗透特性的影响。试验结果表明Ca~(2+)浓度对膨润土掺砂混合土的渗透性能有较大影响,渗透液中Ca~(2+)浓度超过一定值后混合土渗漏;Ca~(2+)离子浓度与发生渗透时间之间有很大关系,浓度越高发生渗透的时间越短;同样沉降量条件下,含Ca~(2+)离子溶液渗透的混合土均发生渗漏,而用蒸馏水作渗透液的没有出现渗漏;钠基膨润土遇Ca~(2+)离子溶液后,当Ca~(2+)离子浓度大于两倍Na+就会发生离子交换,钠基膨润土转化为钙基膨润土,混合土的防渗性能下降。因此开展Ca~(2+)离子浓度对膨润土掺砂混合土渗透特性的研究具有较好的理论和实际意义。     

钻孔桩泥皮土与桩间土性状试验研究

通过对杭州地区淤泥质土、粘土和砂质粉土地层中现场取样的桩侧泥皮土和桩间土的室内物理力学参数对比试验,研究了泥皮土和桩间土在物理力学性状上的差异,分析了泥皮土对钻孔灌注桩桩侧摩阻力的影响。通过对掺入不同水泥浆含量的混合土的物理力学参数的试验研究,分析了水泥浆对改善桩侧泥皮土物理力学性状的作用效果。结果表明:泥皮土具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、摩擦力低、抗剪强度低等特点,其工程性质明显比桩间土差,形成了桩土间的薄弱层,降低了桩侧摩阻力,注入水泥浆能有效的改善泥皮性状。     

聚丙烯纤维气泡混合轻质土抗压力学性能研究

通过聚丙烯纤维气泡混合轻质土标准试件无侧限抗压试验来探究聚丙烯纤维含量及纤维长度对气泡混合轻质土抗压强度的影响。试验结果表明:气泡混合轻质土的抗压强度随着聚丙烯纤维含量的增加而提高,且龄期越长,其强度增长效果越显著;当抗压强度达到峰值后,随着聚丙烯纤维长度的增加,气泡混合轻质土的抗压强度曲线呈降低趋势,且存在纤维长度最优值。结合材料应力-应变曲线,采用坐标无量纲化处理及分段式受压曲线方程理论,初步建立了聚丙烯纤维气泡混合轻质土单轴受压全曲线函数方程,并采用离散数据数值分析方法对应力-应变曲线下降段的理论函数方程进行修正,给出了具有明确物理意义的聚丙烯纤维气泡混合轻质土单轴受压全曲线分段函数方程。     

某跨海大桥淤泥质黏土工程地质特性试验研究

基于某跨海大桥淤泥质黏土的土工试验数据,分析了该类土的天然含水量、孔隙比、液限、塑性指数及抗剪强度等物理力学性质指标。通过对淤泥质黏土的物理力学性质指标进行线性回归分析,总结归纳了指标间的内在联系和规律,并计算得到了各参数间的关系式,对该地区类似工程中的淤泥质黏土物理力学指标快速确定及地基加固设计等具有一定的参考和指导价值。     

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。     

龙门山断裂带深溪沟段断层物质的物理力学性质试验研究

 断层泥是组成断层的地质材料中力学性质最薄弱的部分,为了解断层泥的物理力学性质对断层附近地面运动特性和工程结构破坏特征的影响,利用室内常规土工试验方法研究龙门山断裂带深溪沟段含断层泥的原状断层物质的物理力学性质。薄片鉴定试验结果表明,土样中的黑色土和灰色土的矿物成分基本类似,灰色部分为断层角砾岩,黑色部分为一般意义上的断层泥,黑色土中的褐铁矿使其颜色偏深。基本物理性质试验结果表明,黑色土的颗粒粒径小于灰色土,相对密度略低于灰色土。直剪试验结果表明,断层泥的孔隙率越高,剪应力峰值越低,饱和土样的剪应力峰值普遍高于非饱和土样;断层泥的剪切破坏呈塑性或半脆性破坏特征,剪应力随剪切位移的增大不断增加;黑色和灰色土界面是断层泥抗剪的薄弱面。     

黄淮地区深部黏土工程性质试验研究

总结了黄淮地区深部黏土的物理力学性质,包括密度、含水量、颗粒大小、矿物成分、膨胀性、压缩性、抗剪强度等。研究表明,黄淮地区深部黏土主要为高液限饱和膨胀土,其物理力学性质指标随埋深或液性指数变化一般表现出总体上增大或减小,而局部呈无规则振荡变化的规律。对深部黏土重塑土的常规三轴试验表明,其内摩擦角较一般浅层黏土低,而且在高围压下强度包线出现向下的转折。     

生活钠铵盐污染对黏性土水理力学性质的影响

以探索生活污染对黏性土物理力学性质的影响特征为目的,以浸泡试验和土工试验为技术手段,制备不同浓度的NaCl、Na2CO3和NH4Cl污染黏性土,测定污染黏性土的塑性、渗透性、压缩性和抗剪性随污染浓度变化的规律,探讨被污染黏性土物理力学性质的演变机制。研究表明:黏性土遭受NaCl和Na2CO3污染过程中,塑性和压缩性提高,渗透性和抗剪性降低;黏性土遭受NH4Cl污染过程中,塑性和压缩性降低,渗透性和抗剪性提高;黏土遭受生活钠铵盐污染过程中水理力学性质变化率明显高于粉质黏土;生活污染物通过改造黏粒表面"双电层"结构,影响黏性土的水理力学性质。     

淤泥质土土性指标的概率模型及其应用

淤泥质土的物理力学性质指标试验值相当离散,用统计学的方法可建立反映各种参数试验值变化的概率模型,重点论述了淤泥质土不排水抗剪强度的概率模型及其在填土边坡稳定性分析中的应用。     

典型红粘土与膨胀土的对比试验研究

通过室内试验对广西贵港红粘土、湖北荆门弱膨胀土与中膨胀土的物理力学性质指标、原状样脱湿过程中的强度变化、击实样泡水前后强度变化以及脱湿吸湿性能等方面进行了对比试验研究。结果表明：3种土原状样脱湿过程中的强度指标在土体裂隙性与基质吸力双重因素的作用下表现出完全不同的变化规律；由于红粘土与膨胀土膨胀性能上的差异，不同含水量的击实样泡水后的干密度峰值与加州承载比(CBR)峰值所对应的原击实样含水量比最优含水量有不同程度的增大；土体因矿物成分的差异而表现出明显不同的脱湿、吸湿速率。广西贵港红粘土与荆门膨胀土虽然在一些物理力学指标上具有相似之处，但其力学特性与水敏性特征具有明显的差异，在实际工程中应给予充分重视。     

酸雨入渗膨胀土的水土化学试验与作用机理分析

弄清酸雨入渗膨胀土所产生的水土化学作用,对获取酸雨区浅表层膨胀土基本性能劣化机理及分析边坡的稳定性非常重要。为此,取广西酸雨重灾区的百色原状膨胀土,研制循环饱水试验装置并模拟不同pH值的雨水入渗环境,开展酸雨入渗膨胀土水土化学试验;运用多种微观测试技术,探究膨胀土的矿物与化学成分演变规律;采用地球化学模拟软件(PHREEQC)及水土化学理论,分析膨胀土与酸雨间水土化学作用机理。结果表明：相比静态水饱和状态,降雨入渗动态水饱和环境能促进膨胀土中矿物质的溶蚀与淋滤,加速土体结构的破坏;酸雨入渗后膨胀土中CaO、Fe₂O₃、K₂O明显大于Si O₂、Al₂O₃等氧化物的溶蚀与淋滤量;雨水的pH值越小,膨胀土片状微结构间溶蚀的方解石及游离氧化物等胶结物越多,离子交换作用增强;酸雨与土中矿物的相互作用加剧,部分伊利石脱钾转变为蒙脱石黏土矿物,导致伊利石含量减小,蒙脱石含量增加,土的亲水性增强而结构不稳定性变大,不利于膨胀土边坡的稳定。     

黏土抗剪强度演化与酸雨引发滑坡的关系 ——以三峡库区滑坡为例

 研究由酸雨诱发的土体抗剪强度变化对滑坡形成可能产生的影响。样品取自三峡库区滑坡新出露的滑面及其邻近面。测试结果显示,滑面上蒙脱石含量明显高于邻近面,相反,邻近面上伊利石含量明显高于滑面。在实验室内用弱酸溶液浸泡蒙脱石、伊利石、高岭石3种重塑土试件,测试不同浸泡时间后试件矿物成分和抗剪强度的变化,以此模拟现场酸雨作用下滑面的形成过程。试验揭示,经酸液浸泡后试件内摩擦角的变化最明显,降低幅度超过1/3,同时黏土矿物成分从含部分伊利石和伊/蒙混层矿物演化成以蒙脱石为主。然后,内摩擦角回升,并消耗蒙脱石生成新的高岭石,此阶段黏聚力的变化微弱。伊利石和高岭石重塑土试件则相对稳定。最后讨论黏土的化学–力学模型。     

粉喷桩加固处理后软土力学性质的变化

本文以工程实例，通过粉喷桩施工前后淤泥质土的室内土工试验数据的对比，探讨粉喷桩加固补强后软弱土层物理力学性质的变化。     

水泥-水玻璃加固软土研究

结合岩土工程实际 ,采集福建沿海地区淤泥土样 ,在对其进行物理力学性质、水理性质、有机质、土样浸出液化学成分分析的基础上 ,用水泥 水玻璃浆液作为主剂 ,对软土进行加固试验 ,探讨水泥 水玻璃加固土的力学性质、渗透性能等特征 ,并分析其影响因素。研究结果对软土地基加固设计计算和施工工艺参数确定具有重要意义。     

吹填淤泥真空预压加固效果分析

结合天津某吹填淤泥真空预压处理工程,分析了吹填淤泥沉降、水平位移及孔隙水压力消散变化特点,并结合加固前后室内土工试验和现场十字板剪切试验对真空预压的加固效果进行了对比分析,试验结果表明:加固后吹填淤泥的物理力学性质指标及现场十字板试验结果均得到大幅度提高。     

冻融循环作用对青藏粘土物理力学性质的影响

为研究冻融循环作用对土物理力学性质的影响,以青藏粘土为研究对象,通过对室内制备的粘土试样在经历0～21次完整冻融循环过程后,进行不同围压下三轴压缩试验,研究经多次冻融作用后,高度、试样含水量、应力–应变行为、破坏强度、弹性模量、抗剪强度指标等物理力学性质的变化。试验结果表明:冻融过程是使土体从不稳定态向动态稳定态的发展过程,反复的冻融循环改变了土体的性状,使得土体向新的动态稳定平衡状态发展。