侧限条件下膨胀土膨胀试验研究

选取某工程段膨胀土做室内无荷膨胀率试验,研究了在侧限条件下膨胀土的膨胀时程特征,分析了无荷膨胀率与压实度、初始含水率之间的关系.结果表明:膨胀土的膨胀变形可分为急剧膨胀、膨胀衰减,膨胀稳定三个阶段;初始含水率相同时,压实度越小的土样在起始膨胀阶段的膨胀速率越大,最终膨胀量越小;压实度相同时,初始含水率越小的土样在膨胀变形的前两个阶段膨胀速率越犬,最终膨胀量也越大;无荷膨胀率与压实度线性正相关,与初始含水率线性负相关.初始含水率对无荷膨胀率的影响大于压实度.并基于试验结果建立了反映初始含水率、压实度影响的无荷膨胀率方程,与实测结果对比表明,方程合理、有效.     

燕山水库溢洪道尾水渠膨胀土试验研究

通过膨胀率及膨胀力试验,分析了燕山水库溢洪道尾水渠膨胀土不同含水率对土体膨胀性的影响,并模拟了土体在自然条件下的干湿循环过程,通过无侧限抗压强度试验测试了不同干湿循环次数后土体的强度,揭示了干湿循环效应对膨胀土强度的影响.     

土工袋无侧限压缩试验有限元数值模拟

土工袋作为一种袋装新材料的研究主要集中在室内试验方面,而数值模拟研究较少。为此,首先进行土工袋无侧限压缩试验,得到轴向压力—轴向位移关系曲线及对应的极限抗压强度。在此基础上,运用Abaqus有限元软件进行土工袋三维建模,模拟了土工袋无侧限压缩试验,土体采用摩尔库伦本构关系,袋子采用线弹性理想塑性模型,采用动态约束法模拟袋子与土体接触。结果表明,极限抗压强度模拟值与理论、试验值基本一致,袋内土体主要以侧向移动为主,沿边缘向中心袋子应力逐渐增大,土体应力逐渐减小。     

不同初始含水率对扰动膨胀土的影响研究

通过室内试验及回归分析对不同含水率的扰动膨胀土(湖相沉积型)的膨胀特性和强度特性进行了试验研究,建立了扰动膨胀土含水率与膨胀力、膨胀率和抗剪强度等的定量关系,可对研究膨胀土的力学特性及工程问题处理提供参考.     

北疆膨胀土渠道混凝土衬砌结构变形特性研究

为研究北疆膨胀土梯形渠道混凝土衬砌结构变形和内力的变化规律,通过室内试验和数值模拟计算基土膨胀变形量,基于弹性地基梁理论,建立计算混凝土衬砌板变形和内力的力学模型,分析了基土初始含水率为6%、9%、12%、15%的膨胀土渠道运行后混凝土衬砌板变形和内力的变化规律。结果表明,混凝土衬砌板变形和内力值随基土初始含水率的减小而增加,当基土为风干含水率6%时,渠道底板和坡板膨胀变形最大值分别可达到3.48、3.94 cm;当初始含水率一定时,坡脚处膨胀反力最大,渠底板中间位置位移和弯矩最大;渠坡板距坡脚1/3处位移最大,距坡脚1/6处弯矩最大。最后,根据研究结果提出了两种“防渗保湿”工程措施。     

初始含水率及风化砂掺量对改良膨胀土无荷膨胀率的影响

为研究初始含水率及风化砂掺量对改良膨胀土无荷膨胀率的影响,选取湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程中的膨胀土,对其进行了不同风化砂掺量、不同初始含水率状态下的无荷膨胀率试验,分析了风化砂掺量和初始含水率对膨胀土无荷膨胀率、膨胀时程以及最终吸水量的影响。结果表明,掺风化砂对于抑制膨胀土的无荷膨胀率效果较好,且初始含水率越低,无荷膨胀率对风化砂的掺量越敏感;在相同的风化砂掺量下,无荷膨胀率随着初始含水率的增大而逐渐减小,当初始含水率超过最佳含水率而继续增加时,无荷膨胀率的降幅不明显;在同一风化砂掺量下,初始含水率越低,急速膨胀阶段的膨胀速度越快,膨胀稳定时的膨胀量越大;在同一初始含水率下,风化砂掺量越大,急速膨胀阶段的膨胀速度也越快,而膨胀稳定时的膨胀量越小;土样膨胀稳定时的终止吸水量与初始含水率密切相关,在同一风化砂掺量下,终止吸水量与初始含水率呈指数函数关系。     

弱膨胀土加筋挡土墙现场试验研究

结合某变电站基础工程,对膨胀土加筋挡土墙开展了一系列的现场试验研究。结果表明：在填筑高度较小的情况下,墙背土压力增加较快,实测竖向土压力大于γh,土压力系数逐渐增大;而随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐收敛并小于γh,土压力系数也逐渐降低。降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大。大型膨胀土填土工程会产生较大的变形．且变形收敛速率缓慢。筋带的存在有效地抑制了挡土墙的侧向变形和竖向沉降。进而,根据实测结果认为加筋挡土墙是稳定的。     

侧限条件下泥质粉砂岩轴向膨胀率及膨胀本构模型研究

为研究泥质粉砂岩的膨胀特性,以长沙市南亚江碧桂园时代天街项目为例,在不同轴向荷载作用下,开展有荷条件下的侧限膨胀率试验,分析侧限膨胀率与时间的关系及其膨胀本构模型。结果表明,随着时间的增加,泥质粉砂岩遇水后较短时间内侧限膨胀率首先迅速增加,然后增速逐渐放缓,最后达到吸水膨胀最大值,侧限膨胀率不再变化;随着轴向荷载的增加,侧限膨胀率逐渐减小,轴向荷载越大,对岩石的膨胀变形限制越强。引入了采用Sigmoid函数的岩石膨胀率与时间关系的计算模型,基于试验结果,验证了该模型的正确性。研究成果可用于指导工程实践。     

不同应力水平砂岩颗粒料湿化变形试验研究

鉴于颗粒料湿化变形是土石坝、地基基础等工程中变形控制所考虑的重要影响因素,利用外置湿化水头的侧限压缩固结仪,对砂岩颗粒料进行了不同应力水平的湿化试验,研究了单线法湿化变形量与湿化应力、湿化时间的关系;对比了单双线法压缩固结曲线差异,总结了砂岩颗粒料湿化变形规律。试验结果表明,单双线法所测相对湿化变形随湿化应力的变化曲线均呈指数函数关系,此规律在湿化应力较低时吻合程度较高,在湿化应力较高时双线法比单线法所测湿化变形离散性大;所测相对湿化变形差值随湿化应力增大而有减小,最大差值为湿化应力0.10 MPa时的33.63%。单线法所得砂岩颗粒料湿化变形随湿化应力增大而增大,浸水时间相同时应力水平越高,湿化变形越大;随浸水时间增加,颗粒料湿化变形速率先增加后急剧减小,直至趋于稳定。     

膨胀土干湿循环作用下的动力特性试验研究

为研究干湿循环作用下膨胀土的动力特性,对干湿循环条件下膨胀土进行动三轴试验,研究了围压、干湿循环次数、振动次数对于膨胀土动弹模量、阻尼比的影响规律。试验结果表明,土体在动荷载作用下的变形分为稳定型和破坏型,稳定型土体的动弹模量随振动次数增加而略有增加,阻尼比则有减小趋势,破坏型土体在较少的振动次数下很快达到破坏应变。建立了膨胀土的累积变形预测模型,可用于分析土体的累积变形随振动次数的变化规律。不同动应力条件下,土体的滞回圈形态从稀疏到密集,面积逐渐减小,较大应力作用下滞回圈的高度随振动次数的增加逐渐降低。首次干湿循环后对土体的影响最为显著,随后影响趋势逐渐减弱,随着干湿次数的增加,相同应力条件下土体需更多的振动次数才能保持稳定。     

不同温度下膨胀土裂隙演化规律研究

为研究温度因素对膨胀土裂隙发展的影响,以宜昌某地膨胀土为例,利用称重拍照系统和Matlab编写图像处理程序,进行了100、75、50℃三种环境下的湿干循环试验。结果表明,除试样的水分蒸发量之外,蒸发速度和含水率梯度也是影响裂隙发展的关键因素;试样表层蒸发速度比里层蒸发速度快,温度越高,裂隙发展的就越快,试样被裂隙切割的越破碎;在不同的温度环境下,裂隙率的差异会随着循环次数的增加而增加。研究结果为膨胀土边坡稳定性研究提供了依据。     

箱形渗透试验仪中宽级配砂砾石渗流变形试验

为了解管涌现象形成和发展过程中土颗粒的移动规律,采用箱型渗透变形试验仪对不同级配的砂砾石进行了试验研究,并描述了渗透破坏过程。考虑固体介质的性质及特点,使用先进压力传感器记录试验中管涌过程,研究了宽级配砂砾石在渗流过程中的性质和特点。该试验为砂砾石的管涌破坏类型分类(发展型和非发展型)提供了合理的理论支持。     

聚丙烯纤维EPS轻质混合土抗压强度试验研究

为了进一步提高聚丙烯纤维EPS轻质混合土的抗裂性能和抗压性能,将聚丙烯纤维、EPS、水泥按照不同比例掺加到粘土中制成试样,进行了室内无侧限抗压强度试验和三轴固结不排水试验。结果表明,EPS添加量是影响轻质混合土密度的最主要原因;轻质混合土的无侧限抗压强度随着EPS添加量的增加而降低,但随着水泥添加量的增加而显著提高;掺加一定量的聚丙烯纤维能有效提高无侧限抗压强度,当聚丙烯纤维添加量增加到一定量后强度增加缓慢,但能提高轻质混合土的残余强度,可改善轻质混合土的脆性破坏形式。     

大梁水库大坝饱和砂砾料重塑土液化特性及应变发展模式分析

通过对大梁水库大坝砂砾料重塑土进行动三轴试验,分析了该重塑土在动荷载作用下的力学特性,发现在不同围压、不同固结应力比条件下砂砾料的动强度与振动周数之间均可用乘幂函数进行拟合。在等压固结时轴向应变在动荷载作用下存在一个"临界应变点",该点处的动孔压比约为0.8;而在偏压固结时,轴向应变的增长较平稳,无明显临界应变点。不同固结比条件下动剪应力比与动孔压比变化规律为等压固结时,动孔压比增长较快,且动孔压比能够达到1.0,而偏压固结时最大动孔压比仅能达到0.7左右。     

基于卸围压试验的砂岩卸荷本构模型及其应用

鉴于岩体本构模型受岩样应力路径、加卸载状态等因素的影响,为研究卸荷条件下砂岩的本构模型,采用RMT-150C岩石力学试验系统对宜昌砂岩岩样进行了升轴压峰前卸围压、轴压和围压等量减小两种应力路径下的卸围压试验。结果表明,卸荷应力路径不同时,卸荷变形阶段的应力—应变曲线形态有很大差异,但岩样变形模量随围压降低而劣化的规律一致;岩样卸荷破坏强度特征可用Hoek-Brown准则拟合。由此推导出增量形式的卸荷弹脆塑型本构模型,并以算例分析验证了该模型的正确性。