固结对黏性土抗剪强度的影响研究

针对天然沉积黏性土原状土样开展三轴固结不排水剪切和不固结不排水剪切对比试验,探讨固结对抗剪强度及其指标的影响规律。结果表明：土样在固结不排水剪切和不固结不排水剪切试验下,两者抗剪强度变化趋势大致相同,都随着土样含水率的增加而降低;不固件不排水剪切的黏聚力略高于固结不排水剪切的黏聚力,两者黏聚力均随着含水率的增加而降低,内摩擦角变化不明显;固结与不固结不排水剪切下,液限高的黏聚力高于液限低的试样的黏聚力,随着含水率的增加两者间的黏聚力逐渐接近;无论何种固结方式,在归一化含水率w后黏聚力均与归一化含水率w呈线性关系,随着归一化含水率w的增加,黏聚力逐渐降低,内摩擦角变化不明显。     

加筋土筋土界面抗剪强度影响因素试验研究

通过室内筋土界面直剪试验,考虑筋土界面抗剪强度的影响因素,进行了不同剪切速度、筋材空隙率及土体含水率下筋土界面直剪试验,分析了不同因素对筋土界面抗剪强度的影响。试验结果表明,剪切速度主要影响筋土界面的内摩擦角,对筋土界面黏聚力几乎没有影响,随着剪切速度的增加,内摩擦角变大,导致筋土界面抗剪强度增大。筋材空隙率主要影响筋土界面黏聚力大小,空隙率越大,筋材肋条对土颗粒的约束作用越小,筋土界面抗剪强度降低。筋土界面抗剪强度受土体含水率的影响较大,随着土体含水率的增加,筋土界面黏聚力和内摩擦角都明显减小,导致筋土界面抗剪强度显著降低。     

纤维土的力学特性试验研究

通过室内固结试验和三轴试验,探讨了纤维长度及纤维土配合比对纤维土压缩性和抗剪强度的影响.结果表明:合理的纤维掺入会减小土体的压缩性;与素土相比,纤维土的抗剪强度有所提高,纤维的掺入对土体的内摩擦角和黏聚力均有影响,且随纤维长度和配合比的增加,土体黏聚力的增长更为显著.     

海积软黏土的强度特性与桩土界面剪切速率效应

针对中等结构性的海积软黏土,开展了剪切速率影响下原状土的三轴CU试验与软黏土–钢管桩环剪试验,分析了其抗剪强度与桩土界面特性的演化规律,并对桩周土剪切后再固结的界面性状进行了模拟试验。结果表明,该土样的抗剪强度与内摩擦角均随剪切速率的增大而单调增大,而黏聚力则相反;发现在不排水条件下,桩土接触界面的峰值强度与摩擦角随着剪切速率的增大也随之增大,应变软化现象更加明显,但相应的残余强度与摩擦角变化甚微;桩周软黏土历经剪切大变形重新固结后,桩土界面的强度性状呈现出峰值强度降低与残余强度增大的特征。     

三峡库区滑坡土石混合体与桩的接触面力学特性试验研究

 以库区典型堆积层滑坡为工程背景,开展一系列不同的含水率、含石量及剪切速率的室内大型直剪试验,探讨不同试验条件下抗滑桩与土石混合体接触面力学特性的变化特征和规律,建立抗剪强度参数与含水率、含石量之间的函数关系。试验结果表明,接触面的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随着含水率的升高而减小,而黏聚力减小趋势在土体饱和时趋于平稳。随着含石量的增大,桩土接触面抗剪强度及内摩擦角则呈现出先减小后增大的抛物线型变化趋势,而黏聚力则逐渐减小。此外,剪切速率增大,接触面的抗剪强度参数则显著增大。研究成果可为土石混合体滑坡抗滑桩设计、接触本构和加固工程的长期稳定性分析提供重要依据。     

基于钻孔式锚固单元体试样的锚-土界面剪切特性研究

为探究土体干密度和含水率对锚杆锚固体-红土界面剪切特性的影响,研制了一种钻孔成孔的锚杆单元体试样制作装置。制备了6组不同土体含水率、不同干密度的红土锚固单元体试样,测试其界面剪切特性,获得了锚-土界面剪应力-剪切位移全过程曲线(τ-s曲线),并同步开展相应土体的直剪试验,获得了土的抗剪强度包线。试验结果表明:随着含水率的降低,土体黏聚力和内摩擦角均呈减小趋势,而随着干密度的增大,土体黏聚力显著增加;随着土体含水率和干密度的增大,锚-土界面剪切τ-s曲线逐渐由应变硬化转变为应变软化,且含水率越高,软化特征越明显;此外,随着土体干密度的增大,锚-土界面剪切强度增加,峰值位移减小,界面剪切刚度增大,而随着土体含水率的增大,锚-土界面剪切强度减小,峰值位移也减小。最后,通过回归分析建立了锚-土界面剪切强度随土体黏聚力和内摩擦角变化的经验公式。     

基质吸力对非饱和网纹红土抗剪强度影响研究

非饱和土中的基质吸力对土体的抗剪强度具有很大的影响,为了研究非饱和网纹红土基质吸力对抗剪强度的影响,采用滤纸法和直剪试验法分析非饱和网纹红土抗剪强度随基质吸力的变化规律。试验结果表明:黏聚力对基质吸力变化的敏感程度高于内摩擦角;随基质吸力的增大,黏聚力均呈现出先增大后减小的变化规律,最大提高幅度达200%;内摩擦角随基质吸力的增大而增大,增大幅度约为200%,而含水率的变化规律则相反。     

高分子材料改良尾矿力学性能的试验研究

堆存尾矿的力学性能是决定尾矿库稳定性的关键因素。沿袭化学方法加固土体的思路,通过室内试验开展高分子材料改良尾矿力学性能的试验研究。研究结果显示,利用聚乙烯醇和羧甲基纤维素钠改良尾矿的抗剪强度比素尾矿的要小,利用聚丙烯酰胺和木质素磺酸钙改良后尾矿的抗剪强度比素尾矿的均有所增大。与素尾矿的抗剪强度参数相比,聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠和木质素磺酸钙改良后尾矿的黏聚力会增大,聚乙烯醇改良后尾矿的黏聚力会降低;聚丙烯酰胺和木质素磺酸钙改良后尾矿的内摩擦角会增大,羧甲基纤维素钠和聚乙烯醇改良尾矿的内摩擦角会减小。4种高分子材料中聚丙烯酰胺对尾矿力学性质改良效果最佳。养护7 d后,聚丙烯酰胺对尾矿的改良作用基本完成,改良尾矿的力学性质趋于稳定,且改良尾矿的抗剪强度随聚丙烯酰胺掺入量的增大而逐渐增大。此外,浸水试验、干湿循环试验和冻融循环试验结果显示聚丙烯酰胺改良尾矿具有良好的水稳性和耐老化性能。     

重金属污染对土压实性及抗剪强度影响的试验研究

通过在实际重金属冶炼企业的尾矿库、废料堆填区采取重金属尾矿样品,与代表性净土进行掺和,配制了不同压实度、不同龄期、不同掺和比的重金属污染土样;在各自的最优含水量下,进行击实和直接剪切等物理力学试验,研究重金属污染对土的压实特性与抗剪强度的影响规律。试验表明:1)重金属污染对土体击实特性的影响,金属Mn的影响不大,Pb、Zn、Cd、Cr影响较大,后者表现为随掺和比增大,最优含水量减小,土的最大干密度增大;2)随着重金属污染土体压实度的增大,土的黏聚力C逐渐增大的,内摩擦角φ值逐渐降低,污染土的强度指标明显低于重塑净土的抗剪强度指标;3)重金属污染的作用效应是一个缓慢的过程,随着重金属污染物作用时间的延长,土的黏聚力c值下降,内摩擦角φ值上升;4)随着污染浓度的增加,土的黏聚力c值增大,则φ值呈降低趋势。     

地基土固结快剪与直接快剪指标相关性规律研究

为探究地基土固结快剪与直接快剪指标之间的相关性规律,该文以安徽华谊化工有限公司液体化工码头还建工程为依托,通过室内土工试验获取了各类地基土的剪切试验结果;定义了剪切比,分别对黏聚力和内摩擦角的固结快剪与直接快剪的相关性规律进行了拟合。研究结果表明:随着直接剪切黏聚力增大,黏聚力剪切比不断降低,随着直接剪切内摩擦角增大,内摩擦角剪切比不断降低;黏聚力与内摩擦角的剪切比-直接剪切拟合曲线均呈幂函数关系,两者拟合精度均超过0.93,表明地基土固结快剪与直接快剪指标之间存在较好的规律性。     

软土破裂面的微观结构特征与强度的关系

在土体工程性质评价以及土坡稳定性分析中,土体强度研究具有重要意义。本文从土体剪切破裂面的微观结构研究入手,寻求土体达到峰值强度破坏时,剪切破裂面上的微观结构参数与土体强度参数之间的关系。取珠江三角洲中部地区海相沉积的、具有代表性的原状软土样,开展室内实验,获取土的物理力学性质参数;其中在强度实验(直剪实验、三轴固结快剪实验)中,当土体达到剪切破坏时,取破裂面上的土样,进行电镜扫描,得到微结构图像;采用MATLAB6.0软件进行图像处理,并提取微观结构特征参数,建立这些特征参数与强度参数(c,?)之间的关系;并从宏观角度探讨了间接反映土体微观结构特征的宏观土性参数(塑性指数IP和粘粒含量PC)与强度参数c和?之间的关系。说明了软土的抗剪强度与微观结构参数变化之间有着良好的一致性。本研究对于高填方路堤稳定性等问题的分析具有重要价值。     

基坑中土的应力路径与强度指标以及关于水的一些问题

 基坑开挖是在原状土层中进行的,其地基土的应力路径既不同于常规挡土墙中土的应力路径,也不同于室内常规三轴压缩试验中试样的应力路径。基坑工程中,支挡结构物前、后土体的平均主应力或者某些方向的主应力常常是减少的,对于饱和黏性土的固结不排水三轴试验,可能产生负的超静孔隙水压力,从而会影响土的抗剪强度指标。本文指出,对于黏性土中的基坑,在近期施加的墙后地面超载q,以及欠固结土地基的情况下,使用固结不排水(或固结快剪)强度指标计算土压力与进行稳定分析是偏于不安全的;同时指出,重力式水泥土墙的抗滑移和抗倾覆稳定验算,以及用瑞典圆弧法进行整体稳定验算时,对于饱和黏性土,如使用固结不排水强度指标,其抗力部分中的自重应按浮重度计算。结合对《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-201?)报批稿进行的一些讨论,分析在基坑支挡结构计算中水压力的作用,提出地基土为粉土时,水土压力分算还是合算取决于其下土层的性质。     

软黏土地基中基坑稳定分析中的强度指标

本文以一个失事的基坑为例,分析了它的各种强度指标的合理性。指出饱和软黏土室内试验的不排水和快剪强度往往偏低;进行基坑的稳定分析中,采用现场十字板剪切试验的不排水强度比较合理;如果在稳定分析中使用固结不排水(固结快剪)强度指标,则抗滑力(矩)中的自重应力应当用浮重度计算。     

黄河淤泥承重多孔砖砌体中长柱抗压性能

针对目前对黄河淤泥承重多孔砖墙体实际受力规律掌握不足的现状,基于正交试验,通过对砌体中长柱的抗压试验来模拟墙体的受力情况,考察砂浆强度、偏心距和高厚比对试验结果的交叉影响。描述试验及破坏过程并对试验结果进行分析,得出黄河淤泥多孔砖中长柱的抗压性能,结果表明其与实心黏土砖同类构件受力破坏规律相同,在开裂荷载、承载力等方面优于实心黏土砖。黄河淤泥承重多孔砖可以替代实心黏土砖作为一种新型承重墙材。     

灵敏性粉土的压缩及触变特性研究

山西汾河一级阶地的饱和粉土大多具有灵敏性,使得其强度和变形性质在扰动前后差别很大。为了研究灵敏性粉土的压缩及触变特性,对探井取样的原状土和重塑土样进行了一维固结压缩试验和无侧限抗压强度试验。试验结果表明,原状土加载到结构屈服应力处,沉降量突增,固结系数突增,主固结比突降,次固结对沉降的贡献开始上升;原状土与重塑土的差异是原状土的结构强度引起的,在高压固结压力下两者压缩曲线约在0.58e₀处重合;灵敏土无侧限抗压强度试验的应力应变曲线表现出类似超固结土的应变软化特性,其触变后恢复具有时效性,弹性模量受扰动影响较为敏感,可考虑作为扰动指标的量度。     

黄河三角洲粉土原位力学性能试验研究

 黄河三角洲粉土主要为第四纪散河流堆积物。结合现场钻探取样、旁压试验(PMT)、扁铲试验(DMT)和室内试验,综合研究黄河三角洲粉土的原位力学特性。室内试验结果表明,黄河三角洲粉土粒径集中在0.075～0.005 mm,粒径均匀,级配较差且黏粒含量极低,导致难以压实;孔隙率较高,压缩性大。原位旁压试验结果表明,黄河三角洲地区地基的容许承载力为300 kPa左右,且土体的临塑压力随着深度的增加逐渐增大,但在13.0 m以下有减小的趋势;随后给出该地区地基旁压模量Em随深度的变化关系式,提出该地区土层旁压模量建议值为1 800 kPa,并进一步分析变形模量与旁压模量之间的定量关系。扁铲试验进一步论证该地区土层的类别主要为粉土,给出静止侧压力系数K0和水平应力指数KD随深度的变化图。最后讨论侧胀模量ED与压缩模量Es的关系,以及ED,Es随深度的变化情况。     

Characteristics of Soils with Low Plasticity: Intermediate Soil from Ishinomaki,Japan and Lean Clay From Drammen,Norway

Two soils with low plasticity are investigated; intermediate soil from Ishinomaki, Japan and lean clay from Dram- men, Norway. Since both the soils were retrieved using the Japanese sampling method, the test results from these samples are comparable. Though they have the same order of plasticity index (I_p), there is a significant difference in the grain size distribution characteristics between these soils. Ishinomaki intermediate soil contains a lot of sand or silt sized particles, its I_p value being nearly proportional to its clay content. On the other hand, Drammen clay consists of a large proportion of rock flour, which contains little clay mineral. The study shows that the unconfined compression test significantly underestimates the undrained shear strength for both soils, and their residual effective stress (p'_r) is also very low. It has been found that to compensate for loss of p'_r, recompression tests are useful methods to evaluate the strength of such soils.     

黄河三角洲细粒土微振液化分析

在黄河口潮坪选择典型研究区,利用现场原位对其循环荷载试验,通过实时孔压监测、静力触探试验、十字板剪切试验及原状样土工试验对比,研究了在循环荷载作用下黄河三角洲地区饱和细粒土的动力响应过程、土体比贯入阻力、峰值强度、残余强度和灵敏度的变化以及孔隙水压力和液化发生层的变化对黄河口粉质土液化过程的影响。研究结果表明:循环荷载作用使土体对能量吸收特性的变化、孔压的响应与振动导致的土体结构性变化有密切的关系;循环荷载作用导致黄河三角洲地区粉质土液化主要发生在硬壳层;随着荷载循环次数增加,液化发生层的深度向深部扩展;循环荷载作用使土体的物性指标变化趋势因深度的不同而具明显的差异性。     

The influence of oil contamination on the geotechnical properties of coastal sediments in the Yellow River Delta,China

The effect of contamination by crude oil has been assessed using samples from hand dug trial pits in the Hai-gang region of the Yellow River Delta. In addition to electrical resistivity and in situ penetration tests, grain size analysis, Atterberg limits, compaction, direct shear test and a micro-structure scan were undertaken. The results show that contamination was in the shape of a plume and non-uniform to a depth of 1 m. The more heavily polluted soil had a higher clay particle content, liquid and plastic limit and compression coefficient. However, no notable correlations were found between oil contamination and shear strength parameters.     

固化粉土小应变剪切模量与强度增长相关性研究

小应变剪切模量和无侧限抗压强度是表征固化土刚度和强度特性的两个重要参数。简要介绍了弯曲元测试技术的原理及其在试验中存在的问题,采用压电陶瓷弯曲元测试技术对水泥和木质素固化剂固化粉土试样在不同养护龄期下的小应变剪切模量进行了测试,同时对相应龄期下试样进行了常规无侧限抗压强度试验,通过引入归一化参数G28和UCS28对不同固化土的小应变剪切模量和无侧限抗压强度之间的相关关系进行分析,提出了固化土刚度与强度的相关性模型,可为地基处理中固化土的无损测试与加固效果评价提供新的方法。结果表明,水泥、木质素固化粉土的小应变剪切模量随养护龄期增加而增加,养护龄期28 d内增长显著,28 d后增长趋于平稳;相同类型固化土不论固化剂掺量多少,其小应变剪切模量随养护时间的发展在本质上是相同的;固化土归一化无侧限抗压强度表现出与小应变剪切模量相似的发展趋势;提出的固化土归一化模型可作为一种土体强度无损检测的新方法。