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.     

风化砂掺量及上覆荷载对改良膨胀土的影响试验

鉴于公路膨胀土路基的合理覆土深度的确定是膨胀土路基设计的一个关键问题,以小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程膨胀土路基处理为背景,对采用风化砂改良后的膨胀土做了膨胀力试验及在不同上覆荷载作用下的有荷膨胀率试验,即对原膨胀土及膨胀土中掺入10%、20%、30%、40%、50%的风化砂,分别在杠杆式标准固结仪上做膨胀力试验,并在杠杆式标准固结仪上按0、12.5、25.0、37.5、50.0、75.0 kPa做六级加载试验。试验结果表明,随着风化砂掺量的增加,膨胀力显著下降,同一掺砂比例下掺砂土的膨胀率与上覆荷载常对数呈线性关系,同一上覆荷载作用下掺砂土的膨胀率随掺砂比例的增加先增大后减小,可推断不同深度处膨胀土可能发生的变形量,进而确定工程上处理膨胀土时需覆土的深度。     

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.     

干密度及初始含水率对含细粒土砾红层重塑土渗透性的影响

了解含细粒土砾红层边坡在不同雨强条件下干密度及初始含水率对渗透性的影响将有助于边坡稳定性分析。为此,特剔除含细粒土砾中粒径大于2 mm以上的颗粒,制备了不同干密度及初始含水率的5组重塑土试样并做了变水头渗透试验。试验结果表明,渗透速度—水力坡降曲线、渗透系数—水力坡降曲线具有明显的三段线特征,干密度对第一、二转折点水力坡降的影响大于初始含水率;同一干密度条件下,初始含水率对渗透速度—水力坡降曲线中第二段曲线斜率k影响最大;同一初始含水率条件下,干密度对第一段曲线斜率a、第三段曲线斜率b影响最大。     

掺砾膨胀土的侧限压缩增湿变形试验研究

为研究掺砾膨胀土作为填筑材料的湿化变形特性,采用常规固结仪对掺砾膨胀土进行了侧限压缩条件下的增湿试验,研究初始含水率和应力水平对增湿膨胀率及增湿后压缩性的影响。结果表明,增湿膨胀率随应力水平的增加而减小,存在从增湿膨胀转化为增湿体缩的分界应力。增湿后的压缩性受制样含水率及应力水平的影响显著,初始含水率越低,在加压的初始阶段,膨胀率随压力的增加降低得越快,且分级加压结束后的膨胀率越低;增湿时所处的应力水平越低,增湿稳定后分级加载时,试样的压缩变形量越大。研究成果为掺砾膨胀土作为填筑材料的可行性提供了参考。     

含水率对工程常用土导热系数影响的试验研究

岩土的导热系数对工程施工和工程运行有较大影响,研究不同含水率条件下的导热系数变化规律对岩土的导热理论和工程实践具有重要意义。根据《土工试验规程》制备出粗砂、中砂、细砂、粉砂和粘土等5种工程常用土,试验分析了不同含水率时的导热系数变化规律,并根据试验结果得到5种土导热系数随含水率变化的拟合公式。结果表明,5种土的导热系数均随含水率的增加呈非线性增加。含水率在0~15%时,导热系数由大到小顺序依次为粗砂、中砂、细砂、粉砂和粘土;含水率超出20%时,中砂、细砂、粉砂的导热系数变化趋于平缓并呈轻微下降趋势;含水率大于25%时,粘土导热系数呈下降趋势。     

不同改良方法对膨胀土力学性质影响及物理机制对比分析

为解决北疆供水工程由于膨胀土湿胀干缩引起的滑动破坏问题,采用石灰、水泥和砂石料作为主要的固化材料,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、压缩试验和SEM试验,宏微观相结合探究不同改良方法下试验掺量对改良膨胀土力学特性的影响和微观结构强度形成机理。结果表明,随石灰、砂石料掺量的不断增加,土体强度稳步提升,而水泥改良土在掺量为7%左右时出现峰值,石灰、砂石料在掺量分别约为6%、30%时,改良土整体结构可压缩性较低,粘聚力较大,抗剪抗压强度较高,可满足工程应用要求;对最佳配合比的石灰与水泥固化土进行SEM分析发现,均有大量卷曲薄片状水化凝胶物质生成,相比原膨胀土孔隙减少明显,团粒胶结紧密,从宏观力学性能上表现为固化土体力学性能和稳定性能得到大幅提高。     

密实度及有荷干湿循环对土-水特征曲线的影响

鉴于土-水特征曲线在非饱和土的研究中具有重要意义,采用Tempe压力膜仪和多功能土-水特征曲线试验仪,研究了密实度及固结压力下干湿循环对非饱和重塑粘土的土-水特征曲线的影响,并利用Van Genuchten模型对试验结果进行曲线拟合。结果表明,土体密实度越大,所受固结压力越大,则土体的进气值越大,失水速率越小,残余含水率越大;在固结压力下的干湿循环过程中,脱湿曲线失水速率越小,进气值越大,随干湿循环次数的增多,因土体孔隙发生改变,脱湿曲线的进气值呈增大趋势,且回滞环逐渐减小。     

红石河水库枢纽区膨胀土饱和度对抗剪强度的影响

膨胀土遇水膨胀失水干缩,对工程构筑物危害巨大,以云南省瑞丽市畹町经济开发区红石河水库枢纽区膨胀土为试样土,通过一系列不同饱和度的原状土和重塑土直剪试验发现,随着饱和度的增大,膨胀土的剪切强度、内摩擦角和粘聚力均逐渐降低,但剪切强度和粘聚力的降低趋势较内摩擦角更加明显,且当饱和度逐渐增大时,内摩擦角的降低趋势逐渐减缓最终趋于稳定,同时原状土对外部因素的敏感性低于重塑土。土体的力学特性是土体内的矿物种类、矿物含量、水分及土体内部结构等综合作用的结果,并据此提出了一个考虑水分和土体自身性质的剪切强度计算模型,对比计算结果与试验结果,验证了该模型的有效性。研究成果可为类似工程提供参考依据。     

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。     

初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程的影响

为研究初始土壤湿度对洪水过程模拟精度的影响,以淮河流域内的七邻子流域2010~2015年期间6次洪水事件为例,采用基于方差的敏感性分析方法,利用MISDc-2L小时尺度洪水过程模型分析了初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程模拟的不确定性。结果表明,MISDc-2L模型对洪水过程模拟的效果较好,同时初始土壤湿度对洪水过程模拟的敏感度远高于其他参数;初始表层与根区层土壤湿度对洪水过程模拟效果特别敏感;初始根区层土壤湿度敏感度明显高于初始表层土壤湿度敏感度(约4倍左右),即初始根区层土壤湿度对洪水过程更加敏感。     

淮北平原典型土壤水分特征曲线测定与分析

为获得包气带土壤垂向属性特征,进而研究包气带水分运移规律,采用离心机法测定了淮北平原砂姜黑土区典型土壤10个不同深度的土壤水分特征曲线,分析了土壤水分特征曲线在垂向上的变化规律,同时测定相应深度土壤的机械组成和容重,分析其对土壤水分特征曲线的影响。结果表明,该区域土壤水分特征曲线垂向分布差异很大,在包气带水分最活跃的0～50cm差异最大。由于土壤垂向的巨大变化,淮北平原包气带水分运动模拟宜分层考虑。     

地表覆盖对季节性冻融期土壤水分特征的影响

为探求不同地表覆盖下非饱和冻融土壤介质中土壤水分的迁移转化规律,于2013年11月10日~2014年3月22日在山西省晋中市东阳镇进行季节性冻融期系列田间试验。结果表明,地表覆盖有效地减少了地表土壤水分的蒸发,削弱了土壤含水率的波动幅度,但不同冻融阶段不同地表覆盖地块的土壤水分有所差异。与裸地(LD)相比,冻结阶段,秸杆覆盖(JG)和地膜覆盖(DM)显著增加了地表以下0~10cm土壤墒情,且DM比JG保墒效果好;融化前期,秸秆覆盖阻碍了融雪水的直接入渗,JG对土层的蓄水保墒作用不明显;融化后期,秸秆覆盖削弱了风速对地表土壤水分的影响,抑制了表土蒸发,对土层具有保墒作用。整个冻融期,DM始终对土层具有保墒作用,且其保墒效果较JG好。地表覆盖有效地减弱了地表以下0~20cm土壤含水率的波动幅度,随着土壤深度的加大,覆盖措施对土壤含水率的影响逐渐减弱。DM土壤水分随时间的变化态势与LD相似程度较高。从储水保墒角度出发,冻融期DM覆盖更具现实意义。研究成果可为北方冬春季节土地利用及管理提供指导。     

水土保持措施对韭园沟流域水环境影响的研究

采用吸附态非点源污染负荷模型对水土保持治理典型区域绥德韭园沟流域水保措施实施各阶段的污染物流失量进行定量计算.结果表明,水土保持措施对氮、磷及有机质有较好的拦截作用,在一定程度上可控制非点源污染并改善水环境.     

输变电工程水土流失特征分析

选取代表性输变电项目为对象,分析了输变电工程水土流失的特征.结果表明,站区和塔基区平均水土流失量占比分别达46％和22％以上,是造成输变电工程水土流失的主要项目分区.土壤侵蚀模数最大的分区为站区和塔基区,侵蚀级别为强烈,且显著高于其他分区,其随着站区和塔基区占地面积的增大而增大.输变电工程水土流失特征分析可为其水土流失...     

黄河中游水沙过程对水土保持治理的响应研究

为了解水土保持治理对泥沙过程的影响,在分离了气候变化对水沙过程变化的影响后,结合变动范围法研究了黄河中游多沙粗沙区由于水土保持治理等人类活动引起的水文、泥沙变化的时空演变规律。结果表明,1953~2000年由水土保持工程导致较显著的黄河中游水文变化参数为反转数、10月月平均流量、90 d最小流量等12个IHA因子;较显著的泥沙变化参数为10月、4月月平均输沙量、年最大3 d输沙量等8个因子;黄河中游多沙粗沙区中多数流域的水文与泥沙变化程度具有相似的空间分布规律;工程措施对水沙过程变化的影响较直接,而非工程措施中植树造林对黄河中游水沙变化影响较大。     

利用洛河水沙资源改善沙苑地区生态环境的探讨

在分析沙苑地区农田现状和洛河水沙资源特性基础上,提出利用引洪淤灌技术引取洛河高含沙水淤灌,从而改良沙苑的土质和提高土壤肥力,并从工程技术和改良效果等方面全面分析了改良沙苑地区土质和生态环境,从而达到充分利用水沙资源综合治理和改善生态环境的目的。