游离氧化铁对红黏土力学特性的影响

游离氧化铁对红黏土力学特性存在显著影响,为分析其影响机理,采用柠檬酸钠、碳酸氢钠和连二亚硫酸钠的混合溶液(DCB法)去除红黏土中游离氧化铁,以去除和未去除游离氧化铁红黏土为研究对象,通过室内试验研究了两种试样的土水特征曲线、不同含水率条件下的抗剪强度和失水收缩特性.结果表明:吸力在较高范围内,同一含水率时去铁红黏土的基...     

压实黏土膨胀与收缩特性试验研究

为了研究压实黏土遇水膨胀与失水收缩特性,开展了压实黏土的膨胀与收缩试验。试验结果表明,土样的压实度和初始含水率对其膨胀与收缩影响显著。压实黏土样的膨胀量随浸水时间延长基本呈现“S”型增大。压实黏土的干缩在初期属于正常收缩;在失水干缩后期,干缩体积小于失水体积,收缩量随时间变化为下凹型曲线;最后进入稳定的零收缩阶段。压实密度越大,收缩率越小;初始含水率越高,收缩率越大。压实黏土的干缩变形具有显著的各向异性。此研究对干旱及半干旱地区黏土干缩开裂机理的研究提供理论基础。     

矿渣地聚物改良红黏土力学特性及微观机制研究

利用水玻璃作为碱性激发剂与矿渣生成凝胶体地聚物,来改良广西红黏土的力学性能。通过无侧限抗压强度试验得到当矿渣掺量为红黏土质量的10%、水玻璃模数为1.2、掺入的水玻璃为矿渣掺量的10%、养护龄期为28 d时,红黏土强度最高可以达到3 204 kPa。同时,通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对地聚物改良红黏土进行分析可知,加入地聚物后生成的水化硅酸钙等凝胶体将土体内部孔隙填充,使红黏土内部孔隙变小,土体结构更加稳定,提高了土体的强度。     

路用改良红黏土CT-三轴压缩试验及损伤演化

为解决路用红黏土压实性不良、水稳定差及反射裂缝破坏性强等工程问题,以某路基的原状红黏土和固化剂处理成的改良红黏土为研究对象,采用固结不排水方法进行三轴压缩及CT实时扫描试验.结果表明:改良红黏土的弹性模量比原状红黏土大,同时峰值强度和残余强度也高;对试样细-微观结构和CT参数演化分析中发现,改良红黏土内部微观结构变形比...     

非饱和云南红黏土的不排气不排水变形特性研究

非饱和土中吸力的测量比较困难,选择饱和度作为参数在非饱和土研究中具有重要的实用价值.在改进的常规三仪上对不同干密度、不同饱和度的云南红黏土试样进行不排气不排水三轴试验,试验过程中试样出现了明显的剪胀现象.当试样干密度较大时,即使饱和度较大也出现了剪胀;而当试验干密度较小时,在饱和度较大时剪胀消失.通过微观机理可以很好地解释这种剪胀现象,剪胀主要由于试验过程中孔隙气压力所造成颗粒间力矩不平衡引起的,而当干密度较小、饱和度较大时,孔隙气在围压作用下会溶于水,这种颗粒间的不平衡力矩消失,剪胀现象也随之消失了.     

红黏土损伤特性及损伤演化规律试验

基于原状红黏土三轴不排水试验,得出桂林红黏土应力－应变关系,分析了原状红黏土结构损伤特性,确定损伤变量Ｄ,并对红黏土的损伤演化规律进行分析,验证其损伤本构关系。研究结果表明：桂林原状红黏土的应力－应变关系曲线表现出理想塑性的特点;不同围区条件下,轴向应变１.３６％处可视作红黏土应变的门槛阈值,对应的应力作为应力门槛阈值;初始弹性模量和割线模量有关的变量Ｄ可作为损伤变量;损伤变量随主应力差的增大而增大,基本呈线性关系,损伤变量与轴向应变基本呈指数函数关系,表明红黏土损伤过程是不可逆的特点;本文提出的损伤本构方程能够较好地拟合红黏土的应力－应变曲线关系,反映不同围压条件下的红黏土结构性损伤变化规律。     

单向循环荷载作用下饱和重塑红黏土的动力特性

为探究长期循环动荷载作用下红黏土的塑性累积应变效应,对南昌地区饱和重塑红黏土进行单向加载循环三轴试验,研究了动应力比、初始孔隙率、固结围压、加载频率、排水条件对红黏土塑性累积应变和动孔压的影响。结果表明：随着动应力比的增大,红黏土变形曲线由渐稳型向破坏型过渡;当动应力比小于临界动应力比时,随着循环振次的增加,红黏土的塑性累积应变和动孔压发展曲线均表现为起始快速增长,后出现拐点,最终趋于稳定;相同的动应力比下,试样的累积应变和动孔压随初始孔隙率、固结围压的增大而增大,随加载频率的增大而减小,不排水条件下的累积应变要大于排水条件下的累积应变;塑性累积应变越大,应变发展曲线拐点出现越滞后;随着动应力比的增大,土体的软化程度也越大,但在较高的循环振次下,软化程度减弱。     

纤维加筋红黏土强度特性影响因素的试验

通过对素红黏土和纤维加筋红黏土进行三轴试验,研究了影响纤维加筋红黏土强度特性的影响因素。分析了纤维加筋红黏土的力学特性及筋材参数与纤维加筋红黏土强度间的关系。试验结果的抗剪强度指标表明,红黏土合理的加筋纤维长度在10～13 mm;加筋红黏土的强度随加筋纤维配合比的提高而增强;聚丙烯纤维的加筋效果好于涤棉纤维;加筋红黏土试件最终均呈现出鼓状变形和相互错动,没有明显的破裂面,不存在拉力破坏或黏着破坏;引入强度增强效果系数(ησ)能对纤维加筋红黏土抗剪强度的各影响因素进行综合评价。     

固化作用下高液限黏土的击实特性与减水效果

基于传统水泥和石灰固化处理方法,提出利用大掺量低钙粉煤灰、细砂、水泥和石灰等固化剂进行高含水率黏土固化处理的方法,以期降低黏土的含水率,达到快速降低黏土含水率以用作堤坝防护土料的目的.通过一系列室内试验,得到利用不同配比固化剂改性黏土的击实特征和减水效果.试验结果表明:黏土固化后最大干密度有所降低,最优含水率略有下降;所设计固化材料对高含水率黏土减水效果良好,且粉煤灰掺量越大,减水效果也越好.     

干密度对重塑红黏土变形特性的影响

为研究不同干密度下红黏土剪切变形特性,采用人工方法制备不同干密度的红黏土试样,进行了重塑红黏土的不排水三轴剪切试验。研究结果表明：饱和重塑红黏土随干密度的增加应力－应变曲线表现出４种不同类型,由弱塑性类型依次向硬化性、强塑性、软化性类型发展,剪切峰值提高;微观孔隙的平均孔径逐渐减小,微观结构从粒斑状结构发展至叠片状,在高干密度情况出现剪切带;分别对不同应力－应变曲线类型进行拟合分析,并讨论了各种曲线类型的数学模型的适用性。     

稻壳灰固化红黏土的路用性能及微观机理

为响应建设节约的发展思路，向红黏土中掺入稻壳灰，并通过一系列实验探讨稻壳灰对红黏土力学性能的影响，分析稻壳灰对红黏土的微观作用机理。试验结果表明，掺入稻壳灰后红黏土液塑限变化较小；其最优含水率与渗透系数随稻壳灰掺量的增加而增高，最大干密度降低；掺入稻壳灰的红黏土抗压强度随掺量的增加呈先增后减的趋势，当稻壳灰掺入量为15%，养护时间为28 d时达到最大值。电镜扫描试验发现：稻壳灰表面覆盖大量的胶凝物质，红黏土结构密实性相应提升。用稻壳灰改良红黏土能节约路基的建设成本，同时也有利于保护环境，实现资源的可持续利用。     

半刚性路面基层收缩开裂静态力学模型研究

半刚性基层材料的收缩开裂极大地影响了路面的使用性能和服役年限。选用裂缝间距和裂缝宽度作为评价裂缝发生几率和裂缝危害性的指标。通过对半刚性基层的收缩开裂力学原理分析,建立了一种半刚性基层的收缩开裂模型,采用文献报道的弹性模量、抗拉强度、收缩系数对路面基层收缩开裂的两个评价指标进行了计算,从计算结果可以看出:采用室内试验计算的结果和实际基层的表现有很大的背离,并分析了原因,提出从设计和施工方面改善抗裂性能的措施。     

重塑红黏土动剪切模量与阻尼比的共振柱试验

在保证路基施工质量的前提下,对重塑红黏土在小应变幅值条件下土体动剪切模量和阻尼比的研究,可作为其是否适宜作高铁地基的判别标准之一.为此,在颗分、液塑限及击实等试验的基础上,对不同围压下标准红黏土试样进行小应变幅值的共振柱试验研究.通过对相关试验数据进行整理,得出了重塑红黏土在小应变条件下动剪切模量和阻尼比的变化规律及其影响因素.利用改进的Davidenkov模型对重塑红黏土动力指标进行了拟合,效果良好.该研究成果可为相关高速铁路路基工程提供基础数据及分析参考.     

不同含水率下红黏土无侧限抗压强度与电阻率关系

为了探索快速准确评价红黏土在单轴载荷作用下的力学行为的新型手段,以桂林红黏土为研究对象,在室内开展不同含水率下红黏土的无侧限抗压强度试验,并采用二相电极法同步测定土体电阻率的变化过程,得到不同含水率下红黏土应力-应变-电阻率同步变化曲线,分析含水率对无侧限抗压强度、初始电阻率、破坏电阻率的影响,进一步探讨出三者之间的定量关系。试验结果表明:不同含水率下的应力-应变-电阻率同步变化曲线呈现出良好的吻合性,红黏土受压过程经历了压密和破坏两阶段,应力-应变曲线先陡升后下降,与之对应的电阻率-应变关系曲线先陡降后缓慢增加;红黏土无侧限抗压强度、初始电阻率、破坏电阻率与含水率关系呈现出相同的指数变化关系,均随着含水率的增加先剧烈减小,再逐渐变缓,最后趋于稳定;不同含水率下的红黏土的无侧限抗压强度与初始电阻率、破坏电阻率均呈现出较好的正比例线性关系。     

贵阳不同母岩风化红黏土物理力学性质差异研究

为查明贵阳不同碳酸盐母岩风化红黏土物理力学性质差异原因,取贵阳市不同碳酸盐母岩风化的原状红黏土样品6份,进行固结不排水剪(CU)、无侧限抗压强度(QU)、固结压缩、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电子扫描显微镜(SEM)、能谱扫描(EDS)、颗粒分析等试验研究.结果表明:两种红黏土(粒径大于250μm)...     

黄原胶改良黏土无侧限抗压强度及其加固机理研究

采用天然黄原胶对黏土进行加固,通过一系列无侧限抗压强度试验,对不同养护时间和黄原胶掺量条件下改良黏土的无侧限抗压强度特性进行试验研究,并对其加固机理进行较为深入的分析.试验结果表明:黄原胶作为添加剂可以在很大程度上提高黏土的无侧限抗压强度;随着黄原胶掺量和养护时间的增加,改良黏土试样的抗压强度也随之增加,并最终趋于稳定...     

基质吸力对重塑红黏土抗剪强度影响的试验研究

通过室内剪切试验,得到了非饱和重塑红黏土的黏聚力和内摩擦角随水质量分数变化的规律;采用滤纸法进行了基质吸力的量测,得到不同干密度下的水-土特征曲线;基于试验结果,获得了考虑基质吸力的破坏包络面,初步分析了基质吸力对红黏土剪切强度的影响.结果表明:该类红黏土黏聚力随含水量的增加按Gauss函数变化;内摩擦角随含水量的增加符合Sigmoidal函数,在水质量分数为0时,达到最大值;有效内摩擦角φ′在等基质吸力平面上为一定值,在不同的基质吸力平面上随着基质吸力的增加逐渐增大;φb具有随基质吸力的增加而先不变后减小的特征,且随净法向应力的增加而增大;基质吸力在高净法向应力时,对抗剪强度的贡献较大.     

高液限土和红黏土的水敏感性研究

以分布在广梧高速公路沿线的高液限土和红黏土为试样,通过常规直接剪切试验,测定不同含水状态下高液限土和红黏土的抗剪强度,对比分析含水率对两者抗剪强度的影响.结果表明,高液限土和红黏土的抗剪强度均与初始含水率有明显的相关关系,初始含水率越大,抗剪强度越小;随着含水率的增大,高液限土黏聚力与含水率成指数函数关系形式减小,其内摩擦角则先小幅减小,后急剧减小;随着含水率的增大,红黏土粘聚力变化具有显著的分段性,在某一含水率区段内下降较明显,当含水率接近饱和含水率时,则趋于稳定;红黏土的内摩擦角随着含水率的增加先保持稳定,后急剧减小;土颗粒间胶结物质的不同是导致高液限土和红黏土水敏感性不同的主要原因.     

黏土-水泥土接触面剪切特性试验研究

掌握黏土–水泥土接触面的剪切特性及土体运移规律是研究水泥土桩、墙等结构物承载和变形机理的关键。本文基于系列直剪试验研究黏土与不同粗糙度水泥土接触面的力学特性,以探究黏土–水泥土接触面抗剪强度、破坏规律及变形特性。结果表明：黏土–水泥土接触面的剪切破坏强度服从摩尔–库伦强度准则,接触面摩擦角随粗糙度的增加而增大,但增长速率逐渐减缓,而接触面粘聚力与黏土粘聚力大小相当;黏土–水泥土接触面的法向应变与剪切位移曲线整体表现为剪缩型,且剪缩量随法向应力和粗糙度的增加而增大。归一化的接触面强度有效系数Es随粗糙度的增加而增大,且当粗糙度R超过1.0 mm后,Es大于1.0,说明由于“被动阻力”的存在使得黏土–水泥土接触面的抗剪强度得到提升,从而出现大于黏土自身抗剪强度的情况。不同法向应力作用下,各接触面剪应力–剪切位移关系曲线均服从指数分布,据此建立了描述接触面粗糙度、剪应力、剪切位移、法向应力、摩擦角和粘聚力关系的复合指数模型,该模型对接触面剪应力–剪切位移关系曲线具有良好的拟合效果。此外,随着剪切过程的持续进行,剪切破坏区逐步由剪切前方扩展至剪切后方。研究结果对揭示黏土–水泥土接触面的力学特性及水泥土桩、墙等的设计具有参考和指导意义。     

粒径尺寸对红黏土持水曲线及孔径分布影响研究

为探究粒径尺寸对红黏土的持水特性及孔径分布的影响,用轴平移技术和蒸汽平衡技术对不同粒径尺寸制备的红黏土压实样开展广吸力范围内的持水特性试验和压汞试验,基于不同粒径尺寸试样的持水曲线和孔径分布曲线,揭示粒径尺寸影响土体持水特性的细观机理。具体结论如下：（1）粒径尺寸只对压实样在低吸力范围的持水曲线产生影响,表现为粒径尺寸越小,制备试样进气值则越大。（2）不同粒径制备的饱和压实样均为单峰型孔隙结构,且粒径尺寸越小,制备试样的集中孔径分布的峰值越高,分布的范围也越小,表明粒径越小的试样的孔径分布越均匀。（3）预测和实测持水曲线的比较结果显示,由于无法考虑土体干化路径下的孔隙比减小,孔径分布曲线可用于预测土体在对应吸力下的含水率,测定饱和度却低于实测的饱和度。