干湿循环作用下滑带土的变形演化和强度

干湿循环是一种常见的水—土相互作用方式,对岩土体的变形和强度以及库岸滑坡的稳定性有着重要影响。本文在分析粉土和粉质黏土两种滑带土基本特征的基础上,通过室内干湿循环试验和直接剪切试验,对不同类型的滑带土在干湿循环作用下的变形演化和强度弱化特征进行了试验研究。结果表明：在干湿循环变化下,粉土滑带土的变形表现为风干时土样内部产生裂隙,且随着干湿循环次数的增加,裂隙不断扩展贯穿和增宽,饱和后裂隙又闭合;粉质黏土滑带土变形则为风干时体积收缩,饱和后体积膨胀;两种滑带土在干湿循环条件下的强度弱化规律基本相同,第一次干湿循环造成滑带土强度弱化程度最大,第二次后强度基本趋于稳定值;两种滑带土的黏聚力与干湿循环次数呈对数曲线形式降低,内摩擦角呈线性降低;干湿循环过程中滑带土抗剪强度的降低主要是由于其黏聚力的降低引起的,同时黏聚力受干湿循环的影响较为显著。     

滑带土强度参数的水致弱化规律试验研究

滑带土的强度特性直接关系到滑坡体的稳定性,在影响滑带土强度特性的众多因素中,水的作用至关重要,且水对不同种类滑带土强度特性的影响程度不同。粉土和粉质黏土属于两种常见的滑带土类型,笔者选取三峡的粉土滑带土和栾川的粉质黏土滑带土,进行了不同含水率下的室内直接剪切试验,旨在对比研究此两种滑带土的水致弱化规律。试验结果表明:在含水率增大的过程中,三峡粉土滑带土的黏聚力先增大后减小,在液限附近存在一个极大值,栾川粉质黏土滑带土的黏聚力则呈对数形式递减;随着含水率的增大,三峡粉土滑带土和栾川粉质黏土滑带土的内摩擦角均呈线性降低,三峡粉土滑带土内摩擦角降低的速率小于栾川粉质黏土滑带土。     

干湿循环条件下水泥改性膨胀土变形和强度试验

为了探究干湿循环作用对水泥改性膨胀土力学性质的影响,以合肥地铁1号线太湖路车站基坑膨胀土为试验对象,进行了不同水泥掺入比和不同养护龄期的水泥改性膨胀土直剪试验,确定了最佳水泥掺入比以及最佳养护龄期.在此基础上,进行了干湿循环条件下膨胀土和水泥改性膨胀土的胀缩变形试验和直剪试验.试验结果表明:膨胀土的胀缩变形过程并不完全可逆,随干湿循环次数的增多,抗剪强度逐渐减小,绝对胀缩率逐渐增大,并最终趋于稳定;水泥改性后的膨胀土抗剪强度明显提高,水稳性显著提升,胀缩性明显减弱;经水泥改性后,膨胀土受干湿循环作用的影响显著减小.     

干湿循环作用下镉污染红黏土的变形及强度特征

以桂林漓江流域的红黏土为研究对象,分别配置浓度为0%、 0.1%、 0.5%、 2.5%的氯化镉溶液制成镉污染红黏土试样,在40℃条件下进行干湿循环,通过室内固结不排水三轴剪切试验研究了Cd²⁺浓度及干湿循环耦合作用对红黏土的变形、强度特征的影响。结果表明：不同Cd²⁺浓度红黏土的横向收缩率δ_hs、竖向收缩率δ_ss及体积收缩率δ_v随时间增长均呈“S”型曲线上升;不同Cd²⁺浓度的红黏土剪应力峰值随干湿循环次数增加而增大;随着干湿循环次数的增加,镉污染红黏土黏聚力呈先增大后减小的趋势;Cd²⁺在未进行干湿循环时就已完成了对红黏土结构的破坏,使内摩擦角达到极限值;Cd²⁺浓度增大,强度特征破坏作用越明显。     

基于干湿循环作用的红黏土强度特征分析

红黏土是一种典型的特殊土。以经历了干湿循环作用的红黏土为研究对象,通过直剪试验,探讨了干湿循环对土体强度的影响。研究表明,往复的干湿作用使红黏土强度特征发生变化,主要体现在:在低竖向荷载作用下,红黏土随着干湿循环次数增加,强度呈减小趋势;但在较高的竖向荷载作用下,红黏土强度随干湿循环作用次数的变化趋势不明显;随着干湿循环作用次数的增加,红黏土黏聚力不断减小,并趋于一较小的稳定值;内摩擦角反而随着干湿循环次数的增加而有所提高,同时也趋于一稳定值。     

干湿循环作用下粉煤灰混凝土徐变试验研究

根据后张法预应力混凝土原理,自制1套用于干湿循环作用下粉煤灰混凝土轴心受压构件徐变试验加载装置,以满足持续荷载与干湿循环耦合作用下粉煤灰混凝土徐变的试验要求。对轴心受压荷载级别为20%,7 d干8 d湿为一干湿循环周期条件下粉煤灰混凝土构件的徐变发展规律进行了试验研究。结果表明,与长期浸泡在水中的条件相比,干湿循环作用将显著增大轴心受压粉煤灰混凝土构件的徐变变形,其主要体现在前4个干湿循环周期。     

碎石料干湿循环变形试验及计算方法

为深入研究山区机场高填方中常用碎石料的流变及干湿循环变形特性,利用特制的大型侧限固结仪对其进行室内试验．结果表明：同等应力水平下碎石料在干湿循环作用下的变形比常规流变变形的后期增长趋势更为明显,其特点是在每次干湿循环中只是浸水初期变形增长较快,待排干水后变形趋于平缓;经分析干湿循环变形值与循环次数的对数之间有较明显的线...     

干湿循环作用下固化淤泥的抗剪强度变化规律

河、湖等的疏浚淤泥多采用固化方式进行处理。针对固化淤泥材料的干湿稳定性问题,系统开展了干湿循环作用下水泥固化疏浚淤泥的抗剪强度特性试验研究,揭示了固化淤泥在干湿循环作用下抗剪强度的变化机理,并对各影响因素进行了定量分析。结果表明：随着干湿循环次数的增加,固化淤泥的抗剪强度逐渐变化,且先快后慢,最后趋于稳定;干湿循环后,水泥掺量100 kg/m³固化淤泥试样的抗剪强度降低,而水泥掺量150、200 kg/m³试样干湿循环后的抗剪强度不降反增,说明干湿循环对固化淤泥的影响与水泥的掺量有关。较高的干燥温度促进了水泥水化,从而导致水化产物增加,固化淤泥的抗剪强度增大;同时,干湿循环过程中,微裂缝的发育导致固化淤泥的抗剪强度降低,干湿循环对固化淤泥抗剪强度的影响取决于二者的综合作用。     

干湿循环作用下膨胀土裂隙开展室内试验研究

为了解裂隙开展演化规律,以合肥黑色中膨胀土为研究对象,对模型试样进行一系列干湿循环试验,研究降雨蒸发作用下膨胀土裂隙演化规律。利用图像识别程序对面积裂隙率等进行定量分析并观测土样侧面裂隙开展形态以及深度。结果表明:单次脱湿情况下,土体的面积裂隙率、裂隙分形维数等形态参数和裂隙深度随时间逐渐增加,且土体表面形态参数存在极限值;干湿循环作用表现为裂隙的反复开裂、愈合使得土体结构趋于松散,裂隙率、裂隙分维趋于稳定;由侧向剖面观测得到边坡失稳是横向裂隙发展贯通而引起的。     

干湿循环作用下膨胀土表观胀缩变形特性

为揭示不同上覆压力及含水率幅值条件下膨胀土胀缩特性及表观不可逆变形,开展了干湿循环作用下膨胀土表现胀缩变形特性试验研究.从微观的角度分析了膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特性及产生裂隙的原因;探讨了不同压力及含水率循环幅值条件下,膨胀土试样高度、相对膨胀率、相对线缩率、随含水率及循环次数的变化关系以及试样表观相对不可逆变形量与累计不可逆变形量随循环次数的变化关系.研究结果表明:膨胀土吸水膨胀失水收缩是土颗粒间水体变化叠加的直观反应,也是土体内部产生裂隙的主要诱因;膨胀土失水收缩过程中,基质吸力以最大程度限制含水率减小的方式逐渐增大;不同压力作用下,试件高度随含水率呈线性变化关系,而无压力作用下的变化关系波动较大;随着循环次数的增加,膨胀土相对膨胀率逐渐减小,而相对线缩率先增大后减小,且上覆压力越大,相对膨胀率越低;不同含水率幅值范围内的相对膨胀率与相对线缩率随着循环次数的增加具有逐渐减小的趋势;不同压力作用下,含水率为15%时,膨胀土的累计不可逆变形随着循环次数的增加逐渐增大,而在含水率为25%时其反而逐渐减小.     

不同含水率下滑带土的力学特性研究

通过中剪试验和侧限压缩试验,研究同一干密度、不同含水率条件下滑带土的抗剪强度、内聚力、摩擦系数和侧限压缩试验中孔隙比、压缩系数、压缩模量的变化规律等。结果表明:随着含水率的增加,抗剪强度呈线性减小,内聚力和摩擦系数减小,可用对数方程表示。孔隙比、压缩系数和压缩模量变化显著,但敏感性有所不同。     

土凝岩改良盐渍土干湿循环试验研究

盐渍土是广泛存在于我西北地区的一种工程性质较差的路基填土,通过采用土凝岩进行盐渍土的改良研究,通过对不同干湿循环次数、不同含盐量和不同掺量的土凝岩改良盐渍土的无侧限抗压强度试验,得出以下结论:土凝岩改良盐渍土的无侧限抗压强度随着干湿循环次数的增加整体呈减小的趋势,经过四次干湿循环后强度趋于稳定,衰减幅度为29%左右,在干湿循环条件下,土凝岩改良盐渍土的无侧限抗压强度随含盐量的增加先增加后减小,随土凝岩的掺量的增加而增加,当含盐量和土凝岩掺量分别增加到3.9%和12%左右强度基本趋于稳定.     

碱渣土强度和变形的室内试验研究

进行了不同配比碱渣土的室内力学性能试验，试验结果表明加入钢渣、分砂后提高了碱渣土的抗剪强度，减小了其压缩性，而加石灰的碱渣土的无侧限抗压强度大幅提高．     

压实黄土强度和变形各向异性的试验研究

为研究各向异性对压实黄土强度和变形特性的影响,分别对由垂直向和水平向切取的压实黄土试样,进行了不同围压、不同干密度和不同含水率下的真三轴剪切试验.试验结果表明:相同围压、干密度下,垂直向和水平向的应力-应变曲线有明显差异,垂直向试样的轴向应变小于水平试样.轴向应变差异随着干密度和轴向压力的增大而增大,随着含水量和围压的增大而减小;侧向应变差异随着干密度和轴向压力的增大而增大,随着围压的增大而减小.初始变形模量Ei在垂直方向大于水平方向,抗剪强度在垂直方向大于水平方向.     

干湿循环对膨胀土变形指标的影响

对经历室内干湿循环后的膨胀土进行胀缩性试验,研究了胀缩变形指标的变化规律,结果表明：除缩限外,其余胀缩性指标随干湿循环次数的增加发生衰减,前1～3次循环时衰减速度较快,此后逐渐趋于一稳定值,循环次数与胀缩性指标可用指数关系拟合,缩限在干湿循环过程中不发生变化。     

循环加载下单节理砂岩三轴强度与变形试验研究

为了研究节理砂岩试样在循环加载下的变形演化规律和强度特性,开展了贯通单节理砂岩在不同围压下的单调加载和循环加载试验.结果表明:随着围压的增加,节理砂岩试样单调及循环加载下峰值强度增大;在三轴循环加载作用下,节理砂岩的弹性模量的演化经历了明显增大、急剧减小、峰后趋于稳定3个阶段;三轴单调及循环加载下节理砂岩试样主要发生剪切破坏;在较低的围压(5,15 MPa)下,循环加载导致的破坏程度比单调荷载导致的更严重,在较高的围压(25,35 MPa)下,单调和循环加载下的破坏模式相似.     

污水-干湿循环耦合作用下钢纤维混凝土腐蚀性能试验研究

通过钢纤维混凝土在生活污水-干湿循环和工业废水-干湿循环耦合作用下的试验,研究了钢纤维混凝土耐污水腐蚀性能,并以抗压强度、抗折强度、抗压腐蚀系数、抗折腐蚀系数表述分析试验成果.结果表明:提高腐蚀液浓度、缩小试件尺寸和干湿循环可以有效提高耐久性试验效率;污水-干湿循环对钢纤维混凝土的腐蚀程度与试验龄期呈非线性关系;钢纤维体积分数越大,其抗污水-干湿循环腐蚀性能越好;工业废水-干湿循环对钢纤维混凝土试件的腐蚀程度强于生活污水-干湿循环;抗压腐蚀系数和抗折腐蚀系数能够更加精确地表述耐久性试验结果.     

岩石强度和变形真三轴试验研究

为了得到岩石在3向应力条件下的强度及变形特征,通过真三轴试验对岩石强度进行试验研究.结果表明:峰值强度(σ1)随着中间主应力(σ2)的增加有所提高,峰值强度的最大增加量达到65.8%;在中间主应力较低时,岩石呈现出塑性的特征,随着中间主应力的增加,岩石逐渐由塑性向脆性转变.所以岩石破坏不仅取决于最大主应力差(σ1-σ3),而且与中间主应力密切相关.     

干湿循环条件下CFG固化膨胀土强度特性研究

为研究水泥-粉煤灰-脱硫石膏(CFG)复合材料改良膨胀土的强度及干湿循环耐久性,制备CFG改良土进行强度试验及干湿循环试验.测试分析不同龄期CFG改良土的无侧限抗压强度及不同干湿循环次数下的表观状况、质量损失率和强度并与水泥改良土进行对比.结果表明:粉煤灰和脱硫石膏均可提高水泥固化土的强度,脱硫石膏能够增强早期强度而粉煤灰对长期强度的增强效果更明显,固化土的强度随龄期的增加而增加;干湿循环后,水泥固化土的强度随循环次数的增加而降低,其质量先增加后降低且表观破坏程度逐渐增大;CFG复合固化土的强度随循环次数的增大先增加后降低,其质量减小缓慢;与水泥固化土相比,CFG复合固化土的抗干湿循环能力更好.     

泡沫轻质土力学性能与干湿循环试验研究

为降低泡沫轻质土工程费用、提高其工程应用性,分别采用0%、25%、33%、40%粉质黏土替代水泥制备泡沫轻质土,开展了不同土掺量泡沫轻质土的无侧限抗压强度试验与劈裂抗拉强度试验,评价了不同土掺量泡沫轻质土的干湿循环耐久性.结果表明:泡沫轻质土的强度随土掺量的增加而降低,当土掺量由0%提高至40%时,28 d抗压强度和劈裂抗拉强度的变化范围分别为2.88～1.02 MPa和0.57～0.2 MPa,且两者具有很好的线性关系.随着土掺量增大,泡沫轻质土的抗干湿循环能力不断下降,干湿循环后,40%土掺量的泡沫轻质土软化系数为0.75,强度由1.02 MPa降低至0.78 MPa.基于现有设计规范要求,提出泡沫轻质土作为路床区填料建议土掺量应小于33%,作为路堤区填料建议土掺量为33%～40%.