花岗岩残积土的土-水特征曲线参数概率

土-水特征曲线（SWCC）用于描述非饱和土中含水量与基质吸力的关系,在非饱和土力学中具有重要的作用。在SWCC拟合模型中有多个拟合参数,各值通过实验方法获得且具有很大的不确定性。采用贝叶斯理论对拟合参数的不确定性进行分析,将SWCC拟合参数作为随机变量,采用Van Genuchten模型拟合花岗岩残积土的土-水特征曲线试验数据。以马尔可夫链蒙特卡罗方法的延迟拒绝适应性算法获得模型参数后验分布抽样,获得了不同置信区间的SWCC及其对应参数值。     

土水特征曲线参数的概率统计及敏感性分析

为了研究不同类型土体的土水特征曲线（SWCC）特性,以Fredlund-Xing模型的3种模式及vanGenuehten模型的3种模式为SWCC拟合模型,以MATLAB编程语言中的3种函数为拟合方法,以UNSODA数据库中的黏土、砂土、广西膨胀土及合肥膨胀土为研究对象,对大量的基质吸力一体积含水率数据进行了曲线拟合及参数统计,分析了拟合模型与拟合方法对模型参数的影响,得到了这4类土的SWCC参数概率分布特征;提出了考虑变量间相关性时对体积含水率进行参数敏感性分析的计算公式。拟合结果表明：拟合方法对SWCC参数有一定影响;在低吸力部分,各种拟合模型的SWCC基本一致;在高吸力部分,FX2与VG2、FX3与VG3的SWCC基本一致;体积含水率对参数a的敏感性很小,对参数n与m的敏感性较大。     

基于滤纸法的水泥土土-水特征曲线试验研究

以不同水泥掺量的湖南黏性土为研究对象,通过土-水特征曲线试验(滤纸法)研究水泥掺量对持水性能的影响。随着水泥掺量的增加,试样的持水性能逐步增强。基于实测水泥土土-水特征曲线数据,利用VG模型和Gardner模型对其进行拟合,比较不同模型的拟合效果。结果表明：水泥掺量在8%～20%范围内,随着水泥掺量的增加,在同等吸力条件下试样对应的含水率越高;与VG模型相比,Gardner模型的拟合结果与实测值更为接近,拟合的效果要优于VG模型。     

桂林雁山红粘土的土-水特征试验

采用压力板仪对重塑红粘土在不同干密度条件下进行脱湿试验,得到了相应的土-水特征曲线.采用常用的van Genuchten模型、Fredlund 4模型对实测的土-水特征曲线进行了拟合,其拟合结果较好.试验结果表明：干密度越大、进气值越高,试样在相同基质吸力下干密度大的试样含水量更高.将红粘土的土-水特征曲线与干密度非常接近的贵州地区玄武岩红土进行了对比,发现红粘土的持水能力要比其他类型的粘土更强.     

三轴击实试样的土-水特征曲线分布

测量了某重塑粉质粘土三轴击实试样在脱水条件下的土-水特征曲线,并对其特点进行了分析比较。三轴击实试样下部的土-水特征曲线（SWCC）和上部的SWCC都具有一般SWCC的典型特点,但前者较后者明显右移;结合层的SWCC有一定幅度下移;受三轴击实试样制作过程影响,较密实的下部区段具有较高的进气值和较高的残余含水量,而且,沿试样高度不同,持有不同残余含水量的各区段对应的基质吸力基本相同。     

压力板仪量测土水特征曲线存在问题的试验验证

采用不同初始干密度的南阳重塑膨胀土和郴州重塑红粘土两种土样,在同一压力板仪中设置对比试验。结果表明:试样因称重需要,经历多次与陶土板的"分离-再接触"操作而使二者接触不紧密以及该法难免引起的排水管路不饱和,都使SWCC上两种土的重力含水率偏大;因排水稳定标准不合适,同样使两种土的重力含水率偏大;当吸力较高时,试样初始干密度对使用重力含水率表征的SWCC影响不大。根据试验现象和试验结果,对压力板仪量测SWCC试验提出了建议。     

不同增强体粉土复合土动力特性试验研究

通过水泥土增强体粉土复合试样、灰土增强体粉土复合试样的动三轴试验,研究了粉土复合土的动力特性,分析了增强体刚度、置换率、围压、干密度、含水量的影响.试验结果表明水泥土增强体的设置对粉土动弹性模量Ed及最大动弹性模量Edmax的提高程度比灰土增强体大;两种复合试样的Ed及Edmax均随增强体置换率的增加而增大,随围压的增加而增大,随干密度的增加而增大,随含水量的增加而减小;增强体粉土复合试样在各种情况下的动弹模量归一化曲线依增强体置换率有序排列,试验点依次分布在各自对应的狡窄带宽内.文中同时给出两种增强体复合粉土在不同置换率下动弹模量归一化曲线的回归公式.     

干湿循环对豫东路基粉土无侧限抗压强度的影响

以3种压实度的豫东路基粉土为研究对象,通过室内无侧限抗压强度试验,研究了在干湿循环作用下,3种压实度的粉土的无侧限抗压强度的变化规律.结果表明:随着干湿循环次数的增加,3种不同压实度粉土的无侧限抗压强度均呈指数函数形式衰减;粉土的无侧限抗压强度随干湿循环次数增加的衰减幅度随着压实度的增大而逐渐减小.根据上述试验规律,用MATLAB中的Lsqcurvefit函数对试验数据进行拟合,得到与干湿循环次数相关的参数,同时用Origin软件建立拟合参数与压实度有关的函数,最后提出了干湿循环作用与压实度耦合影响下的无侧限抗压强度预估模型.     

三门峡地区黄土状粉土静力学特性试验研究

以三门峡地区黄土状粉土为研究对象,通过控制重塑土样的干密度及含水率制备不同状态的试样,在非饱和土三轴仪上采用不排水试验法,对试样的静力学特性进行试验研究.试验结果表明:试样的基质吸力、水分状态及密度对土的力学性质有着重要影响,相同围压下土体破坏偏应力随着基质吸力的增大而升高;试样的黏聚力随含水率的增加而减小,且减小幅度在不同含水率区间有不同的变化规律;内摩擦角随含水率的增加呈现出先增加后减小的变化规律,并且其变化曲线出现双峰值点;试样的黏聚力及内摩擦角均随干密度的增加而增大,但不同的是黏聚力与干密度的关系曲线可用双曲线模型拟合,而内摩擦角与干密度的关系曲线呈现出非线性的变化规律.     

郑州饱和粉土动剪切模量的试验研究

土的动剪切模量是土动力特性非常重要的参数,动剪切模量与剪应变的关系是研究土动力特性规律的必不可少的内容之一。动剪切模量和动剪应变的关系模型可以用来描述土的动应力-动应变关系。试验选取郑州市粉土作为试验土样,并制备重塑土样,在不排水条件下使用GDS共振柱仪对饱和粉土进行动力试验,测得土样在10-6~10-3小应变范围内的动剪切模量与动剪应变。进而选用H-D模型和Davidenkov模型,对试验数据进行拟合回归分析,结果表明,Davidenkov模型能更好地描述郑州饱和粉土的动剪切模量比(G/Gmax)与动剪应变(γ)的关系。该研究可为粉土动力模型的选取和地震分析提供一定的参考依据。     

非饱和橡胶粉土土水特征曲线及颗粒接触状态

将废旧轮胎与土混合作为建筑材料应用于土木工程领域是处理废旧轮胎最有前景的措施之一。为了研究废旧轮胎橡胶颗粒改良粉土的效果,以橡胶颗粒与粉土的混合土为研究对象,采用滤纸法测定橡胶粉土的土水特征曲线,分析含水率、橡胶含量对土水特征曲线的影响。结果表明：同一橡胶含量下,混合土的基质吸力随含水率增大非线性减少,呈现出典型的3阶段特征;在同一含水率下,基质吸力随橡胶颗粒含量呈先增大后减少的趋势,当橡胶含量为20%时,混合土的基质吸力最大;基于Van Genuchten模型建立混合土的土水特征曲线模式;基于颗粒接触理论,考虑颗粒比重不同,建立混合土的接触状态模式,构建骨架孔隙比描述混合土的非饱和特性,混合土的基质吸力随着骨架孔隙比的增加呈先增加后减小的趋势。     

粉土基泡沫轻质土三轴力学特性

引入黄泛区粉土作细集料,介绍一种新的路基填料:粉土基泡沫轻质土。为研究粉土基轻质土的压缩及剪切性能,进行了三轴试验,并考虑围压、湿密度和粉土掺量对力学性能指标的影响。结果显示:三轴试验下的粉土基轻质土的应力-应变曲线符合典型的弹塑性模型,曲线整体上可分为线弹性段、弹塑性段及应力平台阶段;粉土基轻质土的破坏形态在低围压下符合典型的剪切破坏特性,但是当围压较高时多呈端部压碎破坏;围压的增大使得峰值应力增大,但粉土掺量的增大则会降低峰值应力,密度与峰值应力可以近似用指数函数模拟。通过摩尔-库伦强度准则研究粉土基轻质土的抗剪强度,结果显示,粉土基轻质土是一种抗剪性能良好的材料,其内摩擦角与黏聚力随密度提高很大,但是粉土的掺入会降低抗剪性能。基于试验数据,采用椭圆屈服面拟合粉土基轻质土的屈服点,建立了屈服面参数与湿密度与粉土掺量的经验性关系。     

杭州市粉土的各向异性室内试验研究

工程现场取得杭州市典型的粉土土样,用击实的方法制备重塑粉土试样,按与水平沉积面成不同夹角方向切取土样,进行标准固结试验、直剪快剪及渗透试验,从土体压缩变形、强度和渗透性能三个方面,对重塑粉土各向异性特性进行研究.结果表明:重塑粉土在变形、强度及渗透性三方面都表现出不同程度的、相互关联的各向异性,45°取样方向试样的压缩系数比0°和90°取样方向试样小,其强度与渗透系数也比其它两个方向小.因此,进行粉土地基的变形分析和强度计算时,应考虑各向异性的影响.研究结果对复杂加荷条件下粉土地基的工程实践有一定的参考意义.     

非饱和土渗透系数试验与模型预测及验证

为探究不同方法的适用性,通过压力板仪对江西某地区红土进行土-水特征曲线试验,结合动态多步溢出法、一维土柱试验的湿润锋前进法、CCG模型预测和VGM模型预测4种方法,获得土体在不同压实度下渗透系数与饱和度的关系。利用有限元软件Geo-Studio对一维土柱试验进行仿真分析,将采用VG模型拟合的土-水特征曲线及4种不同方法计算得到的渗透系数函数作为边界条件,得到了相应条件下的浸润锋时程曲线。分析模拟与试验结果发现:CCG模型预测的非饱和土渗透系数与动态多步溢出法计算的结果较为接近且略小于实际渗流情况。由于湿润锋前进法土柱试样较大,其渗透系数较动态多步溢出法大10倍左右,且最接近于土柱试验实际渗流情况。     

循环荷载作用下非饱和盐化粉土动力特性

西北地区机场若采用盐化粉土进行道基填筑,在飞机滑行荷载重复作用下,道基累积变形将成为影响机场服役性能的关键。为此,选取北方某地区粉土开展动三轴试验,研究循环荷载下不同含盐量(质量分数)对粉土动力特性的影响,并提出以累积塑性应变4%作为道基破坏标准的盐化粉土动强度预测模型。结果表明：随动应力幅值的增加,盐化粉土塑性变形逐渐由塑性安定状态向增量破坏转变;含盐量对粉土累积轴向应变、动模量、临界动应力有明显影响;相同动应力幅值下,当含盐量由0增加至5%时,试样累积轴向应变以1%含盐量为界限呈先减小后增加的趋势;低动应力幅值下,试样动模量随含盐量增加而逐渐衰减;从微观上对盐化粉土在1%低含盐量时强度短暂增强、高含盐量时强度逐渐衰减的现象进行分析,盐化粉土试样强度与土体孔隙中离子浓度以及土体颗粒排列方式有关;根据盐化粉土动强度预测模型,可得1%含盐量的土体塑性安定临界值约为5%含盐量土体的2.2倍。研究结果可为盐化粉土地区机场道基承荷能力设计提供参考。     

含大尺寸块石岩土材料土水特征曲线的试验

利用压力板法对乐昌峡坝肩边坡岩土材料的土水特性进行了室内试验研究,测量并分析了含大尺寸块石的强风化岩层的土水特征曲线.首先,对于含大尺寸块石的强风化岩层,本试验依据颗粒级配配比原料,按照一定的干密度制备试样,测量了强风化重塑试样的土水特征曲线,比较了左、右岸强风化岩层的土水特性;其次,测量了全风化原状土和重塑土的土水特征曲线,对比分析了强风化岩层与全风化岩层的土水特性差异,总结了含大尺寸块石强风化材料土水特性的特点,并就试验合理性展开相关讨论;最后,拟合了各种材料的土水特征曲线,得到相关表征各材料土水特性的参数.试验研究表明:影响含大尺寸块石岩土材料土水特性的因素中,颗粒级配的影响明显强于矿物成分的影响;与全风化土质材料相比,含大尺寸块石强风化岩层试样含水量较低,残余含水率偏小,持水能力较弱,且相对于全风化岩层原状试样和重塑试样,强风化岩层重塑试样的土水特性更接近于全风化岩层重塑试样.该试验对含大尺寸块石岩土材料土水特性的试验研究进行了初步探索,试验结果对乐昌峡工程具有一定的指导意义.     

刚性挡墙位移土压力的数学拟合公式研究综述

在研究土压力与挡墙位移关系时,可采用数学拟合方法表征土压力随挡墙位移的变化规律。数学拟合方法常以静止土压力、主/被动土压力为基础,通过构造数学函数来描述挡墙位移土压力,但所采用的数学函数形式各不相同。将挡墙位移土压力的数学拟合公式按函数形式分为：三角函数、指数函数、双曲线函数、幂函数、S型函数以及其他函数等6大类,总结了位移土压力数学拟合公式的特点与不足,并指出需进一步研究的方向。结果表明：数学拟合公式的主要差异在于函数形式选择和待定参数及取值不同,导致了数学拟合公式的多样性与研究的广泛性。合理实用的位移土压力数学拟合公式需具备3方面特征：边界条件与初值满足、参数含义明确以及能反映挡墙与土体之间的相互作用。在试验方面,应持续对挡墙不同位移模式开展针对性研究,并进行黏性土、非饱和土、湿陷性黄土、膨胀土等的土压力试验;在理论计算方面,应加强位移土压力数学拟合公式间对比分析,探究各自的合理性及适用性,揭示土压力与挡墙位移关系的内在机理。拓展对非饱和土挡墙的位移土压力研究,完善参数选择、模型验证,以加快工程应用进程。     

土遗址裂隙注浆浆-土界面粘结性能干旱环境耐久性对比

针对协同作用下浆-土界面干旱环境耐久性问题,采用原状遗址土进行4种有无桩-浆协同作用模式下的室内模拟裂隙注浆,对不同模式下所形成的浆-土界面进行干湿、冻融、耐盐和耐碱4种典型干旱环境耐久性试验,在不同龄期对试样进行波速测量和界面直剪试验,通过对比分析其波速、界面力学参数、界面破坏模式以及剪切应力-位移关系来揭示浆-土界面粘结性能在干旱环境下的劣化特征与规律。研究表明：整个龄期界面的破坏形式以平直界面的粘结破坏和起伏界面的粘结与切齿联合破坏为主;在任意一种耐久性条件下,4种注浆模式下的浆土-界面的波速、表面残留土体厚度、峰值剪应力、界面抗剪强度参数均随龄期增加呈下降趋势,且大小关系均表现为起伏有桩模式>起伏无桩模式>平直有桩模式>平直无桩模式;以上规律均表明桩-浆协同下土遗址裂隙浆-土界面粘结性能的干旱环境耐久性能明显优于单独注浆模式。     

黄泛区饱和粉土动强度特性试验研究

选取黄泛区滨德高速公路4组试样,其密度和黏粒含量各不相同。通过动三轴试验,研究了黄泛区饱和粉土的动强度特性,得出密实度和黏粒含量对动强度的影响规律。试验结果表明:在相同的黏粒含量、固结比和固结应力条件下,黄泛区粉土的动强度随着密实度的增大而增大;在相同的黏粒含量、干密度条件下,随着固结比的增大,黄泛区粉土的动强度有增大的趋势,但随着固结比的继续增大,动强度增大的幅度逐渐减小;在干密度相同时,动强度随着黏粒含量的增加呈增大的趋势。以上结论能够为今后公路工程中防治粉土液化提供重要的理论依据。     

天津市原状饱和土的动力参数特征

通过天津市区５种原状土振动三轴试验结果,采用数学归纳法着重分析了天津市区范围内,具有代表性的５种土：砂土、粉土、粉质粘土、粘土、淤泥质土的动力参数特征,并给出５种土性在不同埋深处的剪切模量和阻尼比随剪应变的关系曲线．