含水率对花岗岩残积土邓肯-张模型参数影响

制作了不同含水率花岗岩残积土击实试样,进行一系列固结排水三轴试验.得出在不同围压和不同含水率条件下,花岗岩残积土击实试样在三向应力作用下均呈现鼓胀破坏的变形特征,其固结排水应力-应变曲线均为加工硬化型,与邓肯-张模型的条件式基本吻合.通过邓肯-张模型参数的计算与分析,得知含水率对花岗岩残积土的邓肯-张模型参数整体上影响较大,其中粘聚力受影响最显著,无因次指数n和低围压时的初始变形模量受影响较显著,基本规律为:抗剪强度指标粘聚力、内摩擦角值,初始变形模量及无因次基数K均随着含水率的增大而减小;无因次指数、破坏比随含水率的增大而增大;各参数与含水率关系曲线均在最优含水率处出现拐点,且当含水率大于最优含水率时,其对各参数的影响不同程度地加大.     

压实度和含水率对含砂粉土性质的影响

基于静三轴试验,分析不同含砂量、压实度和含水率对粉土应力-应变曲线和抗剪强度指标的影响.试验结果表明,相同围压下增加粉土中含砂量,粉土峰值强度呈增加趋势,且围压较低时不同含砂量粉土均呈现不同程度应变软化现象,增高围压水平时应变软化现象减弱;增加含水率对粉土强度削弱明显,且最优含水率下粉土应变软化现象明显,粉土应变软化随含水率增加呈减弱趋势;减少压实度时应变软化现象减弱并最终趋于消失,相同围压下压实度越高,粉土峰值强度越大,且围压水平越低,压实度对峰值强度的影响越明显;同等条件下增加含砂量、提高压实度或减少含水率,均可显著提高粉土黏聚力,但对其内摩擦角影响较小,且压实度越高,含水率越小,含砂量越大,粉土的抗剪强度越高.     

植物根系固土护坡抗剪强度试验研究

以全风化花岗岩残积土为研究对象,通过对加入狗牙根根系形成的根土复合体在不同含水率条件的室内直剪试验,研究了土壤含水率及含根量对抗剪强度的影响,用以评价植物根系对全风化花岗岩残积土坡的加筋效应及固坡效果.结果表明:植物根系可以显著增强土体的抗剪强度,促进边坡的稳定;根土复合体的抗剪强度随着含水率的增加而降低;随着含根量的增加,根土复合体的抗剪强度增强,主要表现在粘聚力c随含根量增加而显著增大,内摩擦角φ值几乎不变;当含根量达到0.3%及以上时根土复合体的抗剪强度增幅有所减缓,即存在最优含根量区域;根系对25%含水率的土体加筋效果最显著.     

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。     

高液限路基填土压缩及强度特性试验研究

在我国南方潮湿多雨地区公路工程的路基填筑过程中,高液限填土的使用非常广泛,其力学特性直接影响路基的长期稳定性。由于降雨较多,在实际工程中很难将路基填土完全压实,影响了路基的安全稳定。因此,为维护高液限填土路基的安全,深入研究高液限粘土的物理特性与工程特性,尤其是研究高液限填土路基的安全稳定,对保障路基的安全使用具有重要的现实意义。且目前针对高液限土的水稳定性、抗剪强度指标及其变化规律的研究较少,所以确定其强度的影响因素对于研究路基稳定性、边坡稳定性具有重要意义。为研究某高速公路路基高液限填土的力学性质,选取两个断面路基填土,通过击实试验获得土料的最大干密度和最优含水率,采用不同压实度控制制样干密度进行侧限压缩、回弹和三轴剪切试验,得到了路基填土的压缩和强度特性随压实度、含水率大小而变化的规律。结果表明：该路基填土为中等压缩性土料;在相同含水率下,粘聚力c、内摩擦角φ、压缩模量Es、压缩指数Cc都随压实度的增大而增大,回弹指数Cs随压实度的增大而略微增大;在相同压实度下,采用含水率大于最优含水率的土样进行试验。压缩模量Es、压缩指数Cc、回弹指数Cs都随含水率的增大而增大,粘聚力c随含水率的增大而减小,内摩擦角φ几乎无变化。     

竖向荷载下膨胀土中桩侧摩阻力室内模型试验分析

为研究含水率和围压对膨胀土中桩侧摩阻力的影响，在经过改造的三轴仪上对膨胀土中的桩进行竖向极限承载力试验，测得桩侧摩阻力随含水率和围压的变化情况。试验结果表明：当沉降在2～3 mm范围内时，桩顶荷载达到极限承载力，之后承载力缓慢下降，最后趋于稳定；在相同含水率条件下，桩侧极限摩阻力随着围压的增大而增大；在相同的围压条件下随着含水率的增大，桩侧极限摩阻力表现为先增大后减小的变化趋势。通过试验结果对比发现，土体在最优含水率18%条件下的桩侧摩阻力最大，直剪试验表明桩侧摩阻力与土体的粘聚力有一定的关系，所以在含水率18%条件下桩-土界面的摩擦力要优于其他2组含水率的土体。     

花岗岩残积土的崩解性及软化损伤参数研究

针对花岗岩残积土的崩解与软化特性,从结构性与损伤角度研究,为今后的定量分析研究奠定基础。首先进行一系列定性崩解试验并利用已有的定量试验结果,引入崩解速率指标,结合花岗岩残积土的微结构特征,对崩解的结构性机制进行全面分析,提出将崩解过程分为扰动性、结构性及溶解性三个阶段,揭示花岗岩残积土崩解的根本致因是软化;然后基于复合体损伤模型,提出将损伤分为应变损伤和非应变损伤,将花岗岩残积土的浸水软化看成一种非应变损伤,利用花岗岩残积土粘聚力与结构强度的相关性,提出浸水软化损伤参数的确定方法。     

花岗岩残积土的崩解性及软化损伤参数研究

针对花岗岩残积土的崩解与软化特性，从结构性与损伤角度研究，为今后的定量分析研究奠定基础。首先进行一系列定性崩解试验并利用已有的定量试验结果，引入崩解速率指标，结合花岗岩残积土的微结构特征，对崩解的结构性机制进行全面分析，提出将崩解过程分为扰动性、结构性及溶解性三个阶段，揭示花岗岩残积土崩解的根本致因是软化；然后基于复合体损伤模型，提出将损伤分为应变损伤和非应变损伤，将花岗岩残积土的浸水软化看成一种非应变损伤，利用花岗岩残积土粘聚力与结构强度的相关性，提出浸水软化损伤参数的确定方法。     

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。     

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%.     

不同初始条件对膨胀土剪切特性的影响研究

基于三轴试验,在对南宁膨胀土土样进行多组试验的基础上,研究了在不同压实度、不同围压和不同饱和度务件下的非饱和膨胀土的强度与变形特性,提出了一种单对数-双曲型关系式预测非饱和膨胀土的粘聚力c值,试验结果证明了该关系式在一定范围内的适用性和可靠性.     

不同初始条件对膨胀土剪切特性的影响研究

基于三轴试验,在对南宁膨胀土土样进行多组试验的基础上,研究了在不同压实度、不同围压和不同饱和度条件下的非饱和膨胀土的强度与变形特性,提出了一种单对数-双曲型关系式预测非饱和膨胀土的粘聚力c值,试验结果证明了该关系式在一定范围内的适用性和可靠性。     

本构因子及环境因子水对土壤粘聚力的影响分析

为研究土壤本构因子和环境因子水对粘聚力的影响,结合不同土壤(河沙、高岭土、红壤、重钙土)颗粒粒径组成分析测定及不同颗粒集群的宏观力剪切试验,通过回归分析的方法寻找影响土壤粘聚力的关键本构因子及影响权重,研究不同含水率下土壤粘聚力和内摩擦角变化。结果表明,小于0. 01mm的颗粒对4种土壤的粘聚力影响最大(占比98%以上),其中粗粘粒是影响粘聚力的关键因子;河沙、高岭土和红壤的粘聚力和内摩擦角均随着土壤含水率的增加呈先增后减趋势,但水对粘聚力的作用与本构因子密切相关,含细颗粒更多的土壤粘聚力对含水率变化的响应可能更加敏感。初步探讨了本构因子和含水率对土壤粘聚力的影响,为土壤侵蚀的防治、防止土壤分离、土壤结构加固、土壤结构稳定及土壤生态服务功能的发挥提供理论指导和实践指导。     

高羊茅根系增强土壤粘聚力的试验研究

为研究植物根系与土壤颗粒粘聚情况与抗剪强度的关系,选择高羊茅植物(Festuca arundinacea Schreb)(无植物对照)盆栽于3种不同土壤基质(高岭土、重钙土、河沙)进行控制性盆栽试验。分别测定生长形成根土复合体后根土复合体抗剪强度、及其对应下的根系表面积、体积以及长度、根系作用区的土壤pH值、电导率等指标。研究试验结果表明,在同一含水率、同一垂直荷载作用下活性的植物根系提高了土体抗剪强度(与素土对照相比)、粘聚力有明显提高,而内摩擦角提高程度较小。与无根系作用的土体相比,高羊茅—高岭土、高羊茅—重钙土根土复合体粘聚力c值增幅度在100%左右;3种土壤基质中由于河沙本底粘聚力低,高羊茅—河沙根土复合体粘聚力的增长倍数最大;而内摩擦角提高程度较小。通过根系分析,土体粘聚力随根系体积的增大有所增加,根土复合体区域的土壤电导率、pH值也有所提高。此外,对植物根系提高土壤粘聚力的这种"根土关系"和根土复合体提高土壤颗粒粘聚力的机制问题进行了探讨,根土作用通过粘聚力的提高与增强直接关系到土壤结构体形成与稳定,这对研究斜坡土壤的植物稳定与土壤破坏下的抗冲性、抗侵蚀能力大小与破坏分离过程等都有一定的指导意义。     

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.     

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。     

含水率对玉米粮堆强度和模量的影响研究

玉米粮堆的力学参数是筒仓安全设计的依据。利用全自动三轴仪研究含水率、围压等因素对玉米粮堆力学参数的影响,得到应力-应变关系曲线。利用莫尔-库伦强度准则得出玉米粮堆内摩擦角φ、黏聚力c以及初始弹性模量。结果表明:不同含水率下玉米粮堆的应力-应变关系曲线变化相似,随着含水率增加,玉米粮堆的强度峰值增加,内摩擦角也增大,而初始弹性模量减小,根据试验结果拟合出不同含水率下围压与初始弹性模量的关系方程。     

基于多元分析的花岗岩残积土物理力学性质概率分布模型

基于533组花岗岩残积土土样的土工试验数据,研究了花岗岩残积土黏聚力、内摩擦角、压缩系数与常见物理指标之间的相关关系,分别采用经验方法和主成分分析方法建立了花岗岩残积土力学性质的联合概率密度函数.研究表明,花岗岩残积土黏聚力的离散性很大,难以准确预测.和黏聚力相比,内摩擦角和压缩系数的可预测性更强,内摩擦角和压缩系数之间存在一定的负相关性,黏聚力和内摩擦角、压缩系数的相关性较弱.采用经验法和主成分分析法建立的联合概率密度函数类似,验证了所提出的概率模型的可靠性.     

南水北调中线工程禹州段膨胀土的非饱和性质研究

基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响不可忽视,而膨胀土就是一种典型的非饱和土,因此研究基质吸力对膨胀土抗剪强度的影响,对工程实践具有重要的意义.采用GDS非饱和三轴试验系统对南水北调中线工程禹州段膨胀土进行非饱和试验.研究表明:膨胀土的总黏聚力随着基质吸力的增大而增大,且增幅十分明显;基质吸力对有效内摩擦角几乎没有影响;抗剪强度不仅取决于所承受的围压,而且还与基质吸力大小密切相关,且随围压和基质吸力的增大而增强.     

饱和度对砾质土性质影响三轴试验研究

对糯扎渡土石坝心墙砾质土料进行了不同饱和度条件下三轴不固结不排水剪切试验,对非饱和砾质土的应力应变及强度特性进行了研究。结果表明,相同围压下,试样的变形模量随着含水率增大而逐渐减小;试样的强度随着含水率的增加而减小;试样的粘聚力和内摩擦角均随含水率增加而线性减小,且粘聚力比内摩擦角减小幅度较明显。