非饱和黄土宏细观含水状态与结构性的研究

土水特征曲线可以反映土中孔隙的空间分布与变化情况,利用土体的孔隙分布特征可以研究 非饱和土的持水特性和结构特性。首先通过室内压力膜仪试验,研究了非饱和黄土的土水特征曲线的 进气压力值、脱湿速率、孔径分布参数等指标与干密度、击实含水率的关系;然后基于孔径分布计算理论 和试验结果,给出了非饱和黄土的孔径分布曲线,用来评价土体内部孔径的分布情况,分析了非饱和黄 土干密度和击实含水率对土的宏细观含水状态和结构性的影响机理。结果表明:增大非饱和土的干密 度,可使孔径变小,孔隙结构分布范围变窄,土颗粒从架状结构向致密结构转换,基质吸力变化引起含水 率变化较小,持水特性提高,土体的脱湿速率变慢,进气值呈现增大趋势;而击实含水率位于最优含水率 湿测时,影响并不明显。     

基于不同压实功下的套井回填最大干密度及最优含水率换算研究

分析3种典型套井回填土在轻型击实及重型击实2种压实功下的全压实曲线,验证Blotz公式的适用性。首次提出在轻型击实的基础上,套井回填压实度与规范要求压实度的关系,以及套井回填土最优含水率的控制方法,并绘制了不同压实功下的最大干密度及最优含水率的等值线图。研究表明,压实功越大,则最大干密度越大、最优含水率越小,在压实曲线的干侧决定土样干密度大小的主要因素为压实功的大小,在压实曲线的湿侧决定土样干密度大小的主要因素为含水率的大小。     

基于黏性土击实试验中余土高度的控制

击实试验中,击实后超过筒高的部分土柱称为余土高度。土的压实程度与含水率、压实功能和压实方法有着密切的关系。击实曲线是指在某一单位体积击实功能下,土的干密度与含水量的关系曲线。如果余土高度等于零,即刚好等于击实筒的容积,那么击实曲线就是一条等功能曲线。如果击实后余土高度不等,关系曲线上的各点就不是在等功能下的干密度,而且结果零散性增大。当余土超过规定高度,密度变化不能忽略时,试验就须返工。     

压实Q_3黄土的高压压缩与浸水变形特性研究

为揭示压实Q3黄土的高压压缩与浸水附加压缩变形特性,对陕北某黄土高填方工程的压实Q3黄土进行了不同压实系数、垂直压力和含水率下的高压固结和湿陷试验,采用多元线性回归分析方法,建立压实Q3黄土的浸水附加压缩变形与压实系数、垂直压力和含水率三个物理指标的经验关系式,并通过F检验和残差分析评价了经验关系式的预测效果。结果表明,提高压实黄土的干密度可显著减少压缩变形,压缩模量受土体含水率的影响显著;当压实系数≥0. 90(采用重型击实试验控制)时,压实黄土浸水后产生的附加压缩变形基本可以消除;经验关系式可用于预测依托工程压实Q3黄土的浸水附加压缩变形。研究成果可为黄土高填方工程中土方压实标准的制订提供参考。     

初始干密度对弱膨胀土土水特征曲线影响

用压力板法、滤纸法和饱和盐溶液蒸汽平衡法研究了初始干密度对全吸力范围内弱膨胀土压实样土水特性的影响。试验结果表明:联合压力板法、滤纸法和蒸汽平衡法可较好地测量出全吸力范围内弱膨胀土土水特征曲线的脱湿曲线。土-水特征曲线用饱和度和吸力关系表示时,脱湿曲线随着初始干密度的增加向右上方偏移;土-水特征曲线用含水率和吸力关系表示时,含水率随着初始干密度增加脱湿曲线向左下方偏移。     

强夯压实黄土的工程力学性质试验研究

利用强夯法和常规击实法压实非饱和黄土时在压密过程中的相似性,分别采用上述两种方法制备土样来试验研究强夯压实黄土的工程力学性质。试验结果表明:压实黄土的压缩模量、回弹模量、粘聚力及内摩擦角随击实功的增大而增大;强夯压实黄土的干密度普遍较击实黄土低,但其压缩模量和强度较室内击实黄土明显地大。     

压实Ｑ3黄土的高压压缩与浸水变形特性研究

为揭示压实Ｑ₃黄土的高压压缩与浸水附加压缩变形特性,对陕北某黄土高填方工程的压实Ｑ₃黄土进行了不同压实系数、垂直压力和含水率下的高压固结和湿陷试验,采用多元线性回归分析方法,建立压实Ｑ₃黄土的浸水附加压缩变形与压实系数、垂直压力和含水率三个物理指标的经验关系式,并通过Ｆ检验和残差分析评价了经验关系式的预测效果。结果表明,提高压实黄土的干密度可显著减少压缩变形,压缩模量受土体含水率的影响显著;当压实系数≥0．90（采用重型击实试验控制）时,压实黄土浸水后产生的附加压缩变形基本可以消除;经验关系式可用于预测依托工程压实Ｑ₃黄土的浸水附加压缩变形。研究成果可为黄土高填方工程中土方压实标准的制订提供参考。     

宽级配砾质土击实特性试验研究

为分析宽级配砾质土的压实特性,通过室内试验,对影响宽级配砾质土压实效果的因素进行全面总结和分析。试验结果表明,宽级配砾质土击实时干密度和含水率关系曲线呈上凸的抛物线型,具有一个最优含水率。击实后试样的最大干密度随砾石含量的增加呈现出先迅速增大,之后逐渐减小的变化规律。随着砾石含量的增加,宽级配砾质土的最优含水率先逐渐减小,之后基本稳定。     

膨胀岩工程特性试验研究

为研究南水北调中线工程膨胀岩的工程特性,选取新乡潞王坟段的代表性岩层——强风化黏土岩和泥灰岩的原状样及扰动样,进行了物理性质试验、击实试验、力学性质试验以及膨胀特性试验。试验成果表明:对扰动样的标准击实基本上很难达到天然状态下的干密度状态,土体的结构性在击实过程中不能得到较好的恢复;初始含水率越小,吸湿能力越大,其强度降低程度越大,饱和强度参数越小;含水率低的试样,其破坏强度大,但破坏应变小;相同的压实度下,含水率越低试样的软化现象越明显;相同压实度的土样,含水率越大,其初始切线模量越小;压实度在90%~98%,压实度越大,膨胀力与膨胀率越大;随着压实度超过98%,膨胀率与压实度关系曲线存在一峰值转折点,而且此峰值点出现在压实度为98%~100%。压力与膨胀率关系曲线分两直线段:一陡降段和一平缓段,各曲线之间近似平行,曲线截距为无荷膨胀率数值。该成果为南水北调中线工程膨胀岩渠坡段的设计施工提供了科学依据。     

数解法求压实土料最大干密度浅探

将土料的最优含水率和施工中土料的压实含水率差,换算成单位体积压实土中需补充水的体积,再用压实土的干密度(单位体积土的质量)进行置换,对压实土进行干密度补偿,从而得出压实土的最大干密度,现场无需进行击实试验或三点击实试验,可以大大提高施工效率.     

延安新区黄土结构性参数对无侧限抗压强度的影响规律

为研究高填方黄土的结构性在无侧限压缩状态下对其强度与变形特性的影响,以延安新区某高填方场地黄土为研究对象,开展不同试验条件下原状黄土与重塑黄土无侧限抗压强度试验,研究含水率与压实度对黄土结构性的变化规律及其力学特性的影响,并构建原状黄土和重塑黄土的初始结构参数与抗压强度关系的数学模型。结果表明：随着土样含水率的增大或压实度的减小,土体的应力-应变关系曲线由“陡峭”向“平缓”特征过渡,应力峰值减小且后移,结构性参数-应变关系曲线的峰值减小且前移;塑性指标可以作为影响初始结构性参数变化的临界值指标,含水率小于塑限值时,小应变会导致黄土结构性增强,反之则减弱;随着含水率的增大,初始结构性参数呈非线性减小,抗压强度呈线性减小;原状黄土结构性参数-应变关系曲线比相应的重塑黄土曲线分布“陡峭”,含水率增大对原状黄土初始结构性的削弱程度明显大于重塑黄土;初始结构性参数与抗压强度具有非线性关系,可较为精确地表征出原状黄土和重塑黄土基于抗压强度、饱和黄土抗压强度及初始结构性参数的双曲线函数模型。     

膨胀土击实状态下含水率和干密度的关系

以南水北调中线一期工程总干渠河北邯郸段所取膨胀土样为例,通过大量室内试验,得到了膨胀土在击实状态下,当含水率较小时,干密度随含水率的增大而增大,而当干密度增大到某一值后,含水率的继续增加反而使干密度减小.研究结果表明,含水率和干密度呈二次抛物曲线关系的特征.     

膨胀土击实状态下含水率和干密度的关系

以南水北调中线一期工程总干渠河北邯郸段所取膨胀土样为例,通过大量室内试验,得到了膨胀土在击实状态下,当含水率较小时,干密度随含水率的增大而增大,而当干密度增大到某一值后,含水率的继续增加反而使干密度减小。研究结果表明,含水率和干密度呈二次抛物曲线关系的特征。     

冻融对压实黄土工程地质特性影响的试验研究

季节冻土区黄土路基经常遭受强烈的冻融循环作用,使得路基土体的水分重新分布、密度发生变化,严重的会导致路基发生较大变形而破坏,造成一定的经济损失和安全隐患。通过补水条件下的压实黄土冻融循环试验,研究冻融循环作用对压实黄土的水分分布、变形和干密度等工程地质特性的影响。试验结果表明:反复的冻融循环作用使得土样含水率增加,从底板到顶板土样含水率逐渐递增,且含水率增加幅度随冻融次数的增加而增加;土样在冻融循环初期冻胀变形大于融沉变形,总体变形显著增加,经过一定冻融循环次数后土样总体变形趋于稳定,冻融循环后期土样出现较小的沉降变形;冻融循环使得土样的干密度逐渐减小,冻融循环次数越多,其干密度减小幅度越大。研究成果对压实黄土路基病害形成机理及防治措施研究具有重要的科学意义。     

基于典型地区黄土的非饱和黄土最优含水率预测初探

通过室内击实试验,在测定典型黄土地区,即兰州、洛川、巩义等地区黄土的最大干密度和最优含水率的基础上,试图通过地区之间黄土分布的连续性,预测其他黄土地区非饱和黄土的最优含水率,以便在无试验条件下进行理论上的推导。     

击实试验中最大干密度和最优含水率因素分析

击实试验是土工试验项目中比较重要的一个试验项目,也是比较繁琐的一项试验,室内击实试验是模似工程现场夯实原理,利用标准化的击实方法和操作规程,对土样施加一定的冲击荷载使之压实,从而确定所需的最大干密度和最优含水率,作为选择填土密度、夯实次数等主要依据。在击实过程中,影响土的最优含水率和最大干密度因素较多,通过对这些影响因...     

重塑黄土崩解特性试验研究

为研究重塑黄土的崩解特性及其与影响因素之间的关系,利用自制崩解试验仪对32种不同干密度、不同初始含水率的黄土试样进行崩解试验,分别得出了试样崩解速率与干密度、初始含水率、有效空隙率的关系曲线,并以土-水特征曲线为基础,分析了试样孔隙结构对其崩解性能的影响。试验结果表明,同一初始含水率下,随着干密度的增加,试样崩解速率呈指数函数形式衰减且衰减速率随初始含水率的增加而近线性增加;同一干密度下,随着初始含水率的增加,试样的崩解速率有降低趋势,但下降趋势并不显著。通过分析干密度、初始含水率与崩解速率的关系,结合试样土水特征曲线,讨论了孔隙结构对崩解速率的影响,并研究了试样崩解速率与有效空隙率的关系,试样崩解速率的分布以有效空隙率等于8%,22%为分界线明显分区,研究认为由于试样制备压实过程中,形成了不同的孔隙结构。     

风积沙的压实特性研究

风积沙是一种特殊的路基材料,其密实程度对公路使用耐久性起着至关重要的作用。风积沙工程特性差,其压实工艺一直是公路施工中的难题,通过击实试验、干振试验和水振试验研究了风积沙的压实特性。试验得到击实试验曲线与常规工程材料显著不同,呈一个特殊的横写S型,干密度随含水率变化有两个峰值,即沙在含水率为0和最优含水率下,均可被压实;干振试验和水振试验表明在固定的振动频率和振幅下,沙体的干密度随时间增长存在一个峰值,达到峰值时的振动时间约为4 min～6 min。通过试验对比分析可知,风积沙在水中振动能够达到最大限度的密实。     

延安新区黄土压缩特性试验研究

为研究高填方体黄土在侧限压缩状态下的结构性变化及其变形特性,以延安新区某场地黄土为研究对象,开展原状、重塑黄土的高压固结试验,研究不同试验条件下原状、重塑黄土的压缩特性及结构性变化规律,探明黄土的初始结构性、结构屈服压力与压缩指数之间的关系,考虑黄土结构性参数建立了修正的黄土一维压缩模型,并结合试验结果进行了验证。试验结果表明：增减湿和压实度的变化直接影响黄土的初始结构性和压缩特性,含水率的增大导致结构屈服压力和初始结构性的减小及压缩指数的增大,初始结构性参数与结构屈服压力及压缩指数均呈线性变化关系;重塑黄土的压缩变形随压实度的增大而减小,压缩指数随结构屈服压力和初始结构性的增大而减小;在同一含水率下,原状黄土的初始结构性参数明显大于重塑黄土;在增湿作用下原状黄土初始结构性的削弱程度远大于重塑黄土的削弱程度;采用结构屈服压力和压缩指标表征了原状黄土和重塑黄土之间的初始结构性参数关系函数,计算模型显示,随着压实度的增大,含水率的变化对黄土压缩指数和初始结构性的影响逐渐减小,而对结构屈服压力的影响仍较为显著。     

风积沙的压实特性研究

风积沙是一种特殊的路基材料,其密实程度对公路使用耐久性起着至关重要的作用。风积沙工程特性差,其压实工艺一直是公路施工中的难题,通过击实试验、干振试验和水振试验研究了风积沙的压实特性。试验得到击实试验曲线与常规工程材料显著不同,呈一个特殊的横写S型,干密度随含水率变化有两个峰值,即沙在含水率为0和最优含水率下,均可被压实;干振试验和水振试验表明在固定的振动频率和振幅下,沙体的干密度随时间增长存在一个峰值,达到峰值时的振动时间约为4 min~6min。通过试验对比分析可知,风积沙在水中振动能够达到最大限度的密实。更多还原