三峡库区碎石土抗剪强度指标的试验研究

以现场取得的碎石土为原料,通过筛分试验,确定其平均级配,以平均级配为基础,利用代替法设计试验级配。在试样含水量的确定上,抛弃了传统含水量的确定方法,结合碎石土的特点,以碎石土中细粒的多少来确定试样的含水量。在制样上抛弃了以往用控制干密度制样的方法,改用相同竖向压力下制样的新方法。对库区不同碎石含量、不同含水量的碎石土剪切强度进行了试验研究。根据抗剪强度与细粒含水量及碎石含量的变化关系,以细粒的液性指数和碎石含量为指标,提出了碎石土抗剪强度的实用计算公式。     

粉土—混凝土界面与粉土剪切对比试验研究

采用自制的大型直剪仪开展不同含水量条件下黄泛区粉土-混凝土界面剪切及粉土直剪试验,研究不同含水量下粉土-混凝土界面及粉土剪切力学特性。试验结果表明:粉土-混凝土界面和粉土直剪的剪切应力-剪切位移曲线均为应变硬化型;粉土直剪的剪缩变形明显大于界面剪切结果;相同条件下,粉土-混凝土界面的剪切强度大于粉土的直剪强度,随着含水量的增大,粉土-混凝土界面与粉土剪切强度的差异逐渐减小,粉土趋近饱和时,两者强度基本相同;粉土直剪破坏时的剪切位移大于界面剪切破坏时的剪切位移;粉土直剪的黏聚力和界面黏聚力、摩擦角随含水量的增大均近似呈线性减小趋势,粉土直剪的内摩擦角随含水量增加呈现先缓慢后加速减小的变化趋势。     

某小区岩质边坡含软弱夹层结构面抗剪强度试验研究

结合细粒土室内直剪试验,并在剪切试验下研究了不同的粗粒含量(0%、20%、40%、60%)、不同含水率(12%、18%、20%)以及不同厚度(2、5、8mm)的软弱夹层土抗剪强度参数特性。试验结果表明,室内常规直剪试验测得的软弱夹层土的粘聚力C偏高,内摩擦角φ偏低,常规小直剪测得的综合摩擦系数f值高于软弱夹层土在岩块中的表现。便携式直剪的剪切强度随含水率增加逐渐降低,小直剪的剪切强度随含水率的增加先增大后减小,中间界限含水率值为18%;两种试验方法对粘聚力的影响规律是不同的,含水率的增加使内摩擦角发生不同程度的降低。在相同的法向应力下,随着厚度的增加,剪切强度呈现不同程度的降低;并随着厚度的增加,摩擦系数f大体呈逐渐减小趋势,当厚度超过一定值(大概8mm)后,摩擦系数f趋于稳定随着粗粒含量的增加,剪应力大体都呈现逐渐下降的趋势,在较大法向应力下,剪应力值趋于稳定。     

路基非饱和土抗剪强度的吸力效应

从宏观的吸力控制型直剪试验和微观的土体颗粒结构2方面入手,对路基非饱和土抗剪强度的吸力效应进行了研究.在不同吸力和不同法向应力条件下完成4组剪切试验,并选取2种不同含水量的同类型土样进行结构扫描.研究结果表明,与粘性土不同的是,当粉质砂土含水量逐渐降低时,土体基质吸力对土体抗剪强度的贡献效果并不是一直增加的,而是存在一...     

重塑膨胀土抗剪强度的试验研究

通过直剪试验研究了重塑膨胀土在相同的干密度、不同含水量和加荷等级情况下的抗剪强度,并据此分析了含水量、各法向压力对重塑膨胀土抗剪强度的影响。     

冻融循环作用下原状过湿土的抗剪强度试验

为了研究季冻地区过湿土的抗剪强度特性,利用青冈过湿土路基段原状土进行抗剪强度试验,分析了不同含水量对过湿土的抗剪强度影响,重点研究了冻融循环作用下过湿土抗剪强度变化规律。试验结果表明:不同含水量的过湿土应力应变曲线均趋于硬化型,含水量越大,过湿土的抗剪强度越小,相应的内摩擦角和黏聚力也越小;同未冻融土相比,经冻融循环的过湿土黏聚力显著增加,内摩擦角减小;相同含水量的过湿土经冻融循环的次数越多,融化后土的抗剪强度越大,而且随着冻融次数的增多,黏聚力开始下降,内摩擦角显著增大。     

非饱和黄土剪切特性的试验研究

对渭南地区回填黄土进行不同含水率重塑后直剪试验,得到其抗剪强度以及强度参数。结果表明,相同围压下抗剪强度随含水量的增大而减小,粘聚力随含水量呈先增大后减小的趋势,内摩擦角随含水量线性减小。天然含水率下直剪试验的剪切速率对重塑土的强度参数有一定影响。     

等幅干湿循环对成都膨胀土强度的影响

以成都某工程现场膨胀土样为研究对象,对不同干湿循环次数的膨胀土试样开展直剪试验,结果表明,在相同循环幅度和初始含水率下,随着干湿循环次数的增加,试样的抗剪强度不断减小,最终趋于一个稳定值。     

冻融及细粒含量对粗粒土力学性质影响的试验研究

以粗粒土填料在冻土地区铁路路基中的应用和推广为研究背景,针对冻融作用及细粒含量对粗粒土填筑路基稳定性的影响,通过室内三轴试验深入研究和分析了冻融次数、细粒含量以及围压对粗粒土试样强度特性的影响规律。研究结果表明,随着细粒含量的增加,粗粒土的应力应变曲线由冻融前的应变软化现象过渡到冻融后的应变硬化现象;同时,随着细粒含量的增加,未经历冻融时,细粒土的黏结性有效地提高了粗粒土的剪切强度,而经历冻融后,细粒土的冻胀性反而削弱了粗粒土的剪切强度;粗粒土的剪切强度和抗剪强度指标随冻融次数的增加而减小并在经历6次冻融后达到稳定状态;围压的"围箍"作用有效地提高了粗粒土的抗剪强度;通过讨论和分析,建议冻土区铁路路基粗粒土填料的合理细粒含量为5%,并将粗粒土填料经历6次冻融后的力学指标作为工程设计值。     

含水量变化对原状土剪切强度的影响

工程实践中,道路的边坡、路基、土石坝。建筑物的地基等丧失稳定性的事故很多一般发生的破坏都是剪切破坏。含水量是土体的一项重要指标,不同含水量的土具有不同的抗剪强度,以原状土为实验对象,在不破坏原状土的情况下改变其含水量,在不同含水量下做直剪实验,研究原状土含水量对剪切强度的影响。     

含水率和颗粒级配对稍密碎石土抗剪性能及地基承载力的影响

碎石土因特殊的工程特性而被科研人员关注,但对大粒径、粉质粘土填充、稍密状态下碎石土的力学性能涉足较少。根据该类型碎石土特点及大量勘察结果配置出两种比较典型级配的稍密碎石土,通过大型直剪试验仪测定了不同含水率状态下碎石土试样的抗剪强度,绘制剪应力与水平位移的关系图,通过一元回归得出稍密碎石的抗剪强度指标c、φ值,分析了不同含水率、不同级配对稍密碎石土抗剪性能的影响。结果表明:随着含水率的增大,碎石土粘聚力总体呈减小趋势,但变化趋势具有显著的阶段性且和粉质粘土的含量有关,含水率变化对碎石土内摩擦角的影响较小。用规范推荐方法计算了该类型碎石土地基承载力,并与地方规范经验取值和勘察工程实践取值进行了对比,结果表明:含水率对地基承载力影响较大,且与碎石土填充物的粉质粘土含量有关,粉质粘土含量越高,承载力影响越大。     

复合式基层沥青路面级配碎石上基层的抗剪性能

采用UTM-100试验机对复合式基层沥青路面上基层级配碎石进行了室内三轴剪切试验,分析了碎石级配、应力水平、含水量和密实度对级配碎石抗剪强度参数的影响,结果表明:级配碎石的应力-应变曲线具有明显的应变软化特性;碎石级配、应力水平、含水量和密实度对级配碎石抗剪强度参数均产生较大影响.推荐复合式基层沥青路面中级配碎石采用UGM(26.5);推荐复合式基层沥青路面结构分析中UGM(26.5)抗剪强度参数取值范围为:黏聚力(C)60～62kPa,内摩擦角(Ф)40°～41°,并计算得到UGM(26.5)的抗剪强度为90～160kPa.     

冻融循环对冻土-混凝土界面冻结强度影响的试验研究

为研究冻融循环作用对冻土-混凝土界面冻结强度的影响,对不同冻融循环次数、法向应力、试验温度及土体初始含水率条件下的冻结界面进行了系列直剪试验,研究经历冻融循环后界面峰值剪切强度、残余剪切强度及强度参数的变化规律。试验结果表明:冻融循环对界面剪切应力与水平位移曲线形态影响很小,经历20次循环后曲线仍是应变软化型。冻融循环对峰值剪切应力的影响强于对残余剪切应力的影响,表明其对界面胶结冰含量产生影响。当土体初始含水率较低且温度较高时,冻融循环使界面峰值剪切强度增加,但变化量较小。然而在含水率较高(20.8%)及试验温度较低时(-5℃),峰值剪切强度随着冻融循环增加而降低。因此在土体含水率较高且冻结温度较低时,对于发生小变形的冻结界面需要重视冻融循环对峰值剪切应力的影响。不同初始含水率、试验温度下冻融循环对残余剪切强度的影响较小且变化规律不明显。在试验温度为-1℃,-3℃,-5℃时,峰值黏聚力随冻融循环增加分别表现为增加、波动和下降,推测是由于界面胶结冰含量不同而引起。峰值摩擦角和残余摩擦角随冻融循环次数增加略有变化。     

三峡库区侏罗系顺层滑坡滑带土的剪切蠕变特性

滑带土的蠕变行为对滑坡的预测预报和长期稳定性分析具有重要作用。选取三峡库区侏罗系典型顺层滑坡—万州兴福寺滑坡为研究实例,针对滑带土重塑样,先进行三轴压缩试验测定其峰值及残余抗剪强度指标,然后开展不同法向应力和不同含水率下滑带土试样的剪切蠕变试验。试验结果表明:①兴福寺滑坡滑带土在初始破坏之前经历瞬时蠕变和衰减蠕变阶段,并最终稳定在低速率的等速蠕变阶段。②法向应力越大,滑带土剪切蠕变速率和变形量越小,各级法向应力下蠕变破坏时的剪应变均小于5%。③含水率对滑带土剪切蠕变速率的影响不甚明显。含水率低于塑限时滑带土剪切蠕变模量最大。随着剪切蠕变的进行,低含水率和饱和试样的剪切蠕变模量均在短时间内急剧降低并分别稳定在某一稳定值,而含水率略高于塑限的试样则呈缓慢降低趋势。与此相反的是含水率接近液限的试样呈缓慢增大趋势。④滑带土长期黏聚力为峰值和残余黏聚力的70%和15.0倍,长期内摩擦角为峰值和残余内摩擦角的69%,70%,各强度指标均受滑带土细颗粒含量的影响。     

宽级配坡残积砾石土压实及抗剪特性试验研究

结合某心墙堆石高坝所采用的坡残积砾石土心墙料,以大型击实试验和大型直剪试验为主要手段,揭示了随着大于5 mm的粗粒含量P5增加,砾石土的最大干密度增加,抗剪强度指标C值减小,φ值增大的规律,并通过回归分析得到了它们之间的关系,为该类坡残积砾石土的应用提供了参考依据。     

基于CT扫描和仿真试验研究黄土坡滑坡原状滑带土力学参数

 采集大量巴东黄土坡滑坡原状滑带土样本,采用CT扫描获取原状滑带土内部颗粒分布,并初步判断样本属土–石混合体。挑选典型CT扫描图像并经过栅格化处理,对原状滑带土进行三轴数值试验,其中滑带土细组构(粒径小于2 mm)部分采用直剪试验获取其力学参数,粗粒碎石(粒径大于2 mm)部分参照滑床母岩的力学参数,根据仿真计算结果分析原状样本破坏机制,并对比土–石混合体与纯土(细组构)力学参数的区别。研究结果表明：与纯土剪切强度相比,原状滑带土内摩擦角提高不明显,而黏聚力却能提高80%以上。据分析,土–石混合体中含石量仅为30%左右,不会改变细组构作为骨架的实际情况,但变形过程中,碎石运动速率较细组构慢,在较大法向应力作用下对细组构产生有效阻力,从而在碎石与土界面处提供类似于挡土墙与填土界面的主动土压力外摩擦角,在莫尔圆中,该作用反映在土–石混合体系黏聚力的显著提高上,通过分析滑带中采集到的大块石表面力学痕迹找到相关依据。该研究方法可为获取真实有效的滑带土剪切强度参数提供一条新思路。     

Effects of fine aggregate content on the mechanical properties of the compacted decomposed granitic soils

Decomposed granitic soil is widely used as the subgrade material in Korea. The mechanical behavior of the soil can differ depending on the fine aggregate content of the soil. Due to particle crushing during loading and compaction, the soil may behave as either cohesive or cohesionless. In order to evaluate the effects of fine aggregate content on the mechanical properties of the compacted decomposed granite soils, the direct shear test, the triaxial shear test as well as some fundamental property tests were made by using samples with the five different fine aggregate contents of 10, 20, 30, 40, and 50% by weight. Results of the triaxial tests showed that as the percentage of the fine aggregates decreased, the cohesion decreased as well as the internal friction angle increased. In the direct shear test, the soils containing lower amount of fine aggregates exhibited that the shear strength was considerably reduced after it reached the peak value. Comparably, soils with the high fine aggregates showed that the shear strength was quite constant after the peak strength. The critical state friction parameter showed that the parameter decreased with an increase of the fine aggregate content. Results of the triaxial and direct shear tests indicated also that the fine aggregate content of 30% could be one indicator for soil materials behaving either as sand or as clay materials. Thus fine aggregate content, less than 30% by weight, could be more obtainable for the subgrade materials when leading also to the increased stability of the roads. With the lower fine aggregate content the soils then also show similar and better characteristics of sands not clays. Further studies are recommended on understanding of the mechanical behavior of the decomposed granitic soils.     

不同掺砾量下砾石土抗拉强度试验研究

砾石土的抗拉强度是土心墙堆石坝抵抗拉裂破坏的重要指标之一。基于自主研制的单向拉伸试验模具,对不同掺砾量下的砾石土进行了系列的单向拉伸试验。在此基础上得到了以下结论:在本文的试验参数范围内,砾石土的抗拉强度随着含水率的增大而减小,随着干密度的增大而增大;分别给出了各掺砾量下土样抗拉强度与其最优含水率及最大干密度的关系表达式;对于处于各自最优含水率和最大干密度下的砾石土,掺砾量从0%增加到50%时,试样的抗拉强度从122.6 kPa减小到了49.8 kPa,且两者呈线性递减关系;试样的峰值拉应变和极限拉应变均随着掺砾量的增加而线性递减;对不同掺砾量土样的断裂能分析发现,随着掺砾量的增加,土样的抗拉能力不断减弱;在略高于最优含水率及处于最大干密度时砾石土试样的综合抗拉能力最强。相关试验成果可为实际土石坝心墙抗裂设计提供参照。     

Direct shear tests of shear strength of soils reinforced by geomats and plant roots

To investigate the shear strength of root–geomat reinforced soil (RMS), direct shear tests were conducted in laboratory on soil samples cultivated with three–dimensional geomats and Bermuda grass. The test results showed that the shear strength of RMS could be significantly improved by the combined reinforcement with grass roots and geomats, particularly at a low vertical stress level. The shear strength increment was increased exponentially with the total reinforcement content of roots and geomats. Concurrently, the soil cohesion was significantly increased, but the influence on the friction angle was generally negligible. With the increase in root or geomat content and decrease in water content, both the soil shear strength and cohesion were remarkably increased. Owing to the higher tensile strength of geomat than that of roots, the effect of geomat content on shear strength was larger than that of root content. Furthermore, the shear strength increment caused by root–geomat reinforcement was larger than the sum of the respective increments caused by root and geomat. Moreover, the soil shear strength and cohesion increments induced by the combined root–geomat mutual interlocking effect were increased exponentially with the total reinforcement content.