饱和软黏土渗透特性及对一维大变形固结影响

 通过室内渗压试验对广州南沙饱和软黏土在不同固结压力和不同渗透压力下的渗透特性进行系统研究,分析影响土体渗透性的各种加卸荷条件;归纳渗透系数与固结压力、渗透系数与孔隙比的经验关系;揭示了软黏土的渗透规律和渗透破坏特征。在试验成果分析基础上,根据大变形固结理论中以位移为控制变量的物质描述方程,进一步研究初始渗透系数对大变形固结的影响以及在软土地基大变形固结计算中考虑压缩系数和渗透系数的非线性的必要性和合理性。     

一种用于饱和土的热固结试验装置及其应用

介绍一种用于饱和土圆柱形试样的热固结试验的温控固结压力室系统，可用来测定变化温度荷载和外力荷载耦合作用下试样的热固结变形量。该试验装置压力室内温度可在17℃～100℃范围内变化，同时可承受较高的等向周围固结压力（0～3 MPa）。分析了该试验装置的基本原理和测试方法。此外，针对一种典型的黏性土，研究了温度诱致的饱和黏性土的热固结变化规律，对试样的温度演化过程、孔隙水压力变化以及热体积应变的测定等问题进行了分析。     

从流动到可塑状态软黏土的一维固结特性试验研究

软土在固结过程中含水率的减小将导致其物理状态从流动态进入可塑态,为研究物理状态变化对软黏土的压缩性和渗透性的作用影响,采用饱和重塑黏土,配制高于液限含水率和接近液限含水率的试样,分别开展不同压力作用下的一维固结试验,依据位移和孔压测试数据,对比分析了固结过程中的位移发展、孔压消散、压缩系数以及渗透系数的变化特性。结果表明:在流动状态下,位移快速发展,而孔压却存在明显的滞消现象;进入可塑状态后,压缩系数和渗透系数的对数随孔隙比的变化关系均发生明显的转折。这意味着,在软土固结问题的理论分析中,应考虑物理状态的变化对土体压缩性和渗透性参数变化规律的影响。     

两种吹填超软土压缩固结特性试验研究

吹填超软土含水量高、压缩性高、低强度、低渗透性等特点,压缩固结过程不同于一般的软土,表现出非线性变化的特点。对上海两种吹填超软土采用压缩固结试验,通过试验研究其压缩、固结特性,试验结果表明:①两种吹填超软土第一级荷载压缩量最大,压缩系数最大,而且随着固结压力增大压缩系数逐渐减小,同时孔隙比与荷载的对数近似呈线性关系。②两种吹填超软土其固结系数随着所加荷载的增加而增大,而其渗透系数随着所加荷载的增加而减小。③渗透系数随孔隙比呈非线性变化,采用非线性函数拟合lgK_v-e关系,为类似吹填超软土非线性固结提供参考。     

尾砂软土固结过程中的微结构变化特征

尾砂软土的孔隙特征及其变化规律对其压缩性和渗透性有重大的影响,尾砂软土孔隙特征随荷载的变化规律的试验研究为揭示尾砂软土排水固结过程与变形规律,建立基于孔隙压缩规律和渗流机制的排水固结模型提供有力依据.文章利用美国全自动压汞仪,对不同压力下固结的尾矿库淤泥土样的孔隙及其尺度分布进行测试,根据测试结果对土样孔隙尺度分布特征及其随固结压力的变化规律给出了定量分析.试验结果表明:淤泥土中介于0.4～2.5μm范围的颗粒间及团粒内的小孔隙所占比例最大,而大于10 μm的大孔隙和小于30 nm的超微孔隙所占比例均很小;较大的孔隙更易于被压缩而湮灭或被分裂成微小孔隙;固结压力将显著改变淤泥土的孔隙尺度及其分布特征,以致改变土体的压缩性和渗透性,在固结前期(p ＜200 kPa)孔隙尺度较大,压缩系数和渗透系数较大并随固结压力增加而快速减小,在固结后期(p ＞200 kPa)孔隙尺度小,压缩系数和渗透系数小,且随固结压力增加的变化趋于平缓.     

内外边界施加温度荷载的中空圆柱试样热固结试验

研制了一个轴对称的适用于中空圆柱试样的热固结试验装置。该装置可独立施加和控制试样内、外的温度荷载,并保持试样径向温度梯度的存在,且可施加径向固结压力,适用于特定的温度和应力耦合作用路径的试验。进行了一种饱和黏性土的热固结试验,即在试样内边界和外边界交替逐级施加范围为25℃~75℃的温度荷载,包括径向压力为50,100,150,200 k Pa的4种情形,分析了孔隙水压力及热固结体应变随时间的演化过程。研究表明,加热等级和加热次序不同,在同样的最终温度荷载下孔隙水压力稳定后的最大值有较大差异而体应变也不同,实际上反映了温度荷载作用路径对试样热固结效应的显著影响。     

软土结构性对土体力学特性的影响

天然软土大多具有结构性,对天津附近软土进行了高压固结试验,探讨了软土结构性对土体力学特性、压缩曲线和土体变形的影响。结果表明:在相同固结压力下,重塑土的竖向变形量大于原状土的竖向变形量,原状土的先期固结压力大于重塑土的先期固结压力,原状土的压缩模量大于重塑土的压缩模量,原状土的压缩系数小于重塑土的压缩系数,压缩模量、压缩系数和固结压力均满足乘幂关系。该软土的灵敏度为5,按土的结构性分类等级为灵敏。     

珠江三角洲软土工程特性的微观机理探索

通过对珠三角典型软土样固结过程的微观结构观测、压汞分析和矿物成分分析,定量研究不同固结荷载下软土的微孔隙形态、尺度分布、颗粒定向性等微观参数随荷载的变化规律。研究表明,固结压力将显著改变软土的孔隙尺度分布、颗粒的定向性,以致改变土体的压缩性和渗透性。固结前期孔隙尺度较大,颗粒排列较紊乱,压缩系数和渗透系数较大并随固结压...     

竖井地基热排水固结本构模型及试验验证

考虑饱和土体先期固结压力随温度变化情况,对非等温条件下土体e–lgp曲线上点的移动规律进行研究,建立了饱和黏土的非线性热弹性本构模型,并开发编制了TSDSS有限元程序。同时,开展了竖井地基热排水固结模型试验,将试验结果与模型试验的TSDSS模拟结果进行对比,两者较为吻合,从而验证了该本构模型的正确性,且能从机理上反映热排水固结过程,数值模拟结果进一步表明:土体导热系数越大或渗透系数越小,热排水固结过程中产生的孔隙水压力峰值越大;渗透系数越小,热排水固结越慢;导热系数越大,热排水固结越快。     

快速固结试验法中软土地基的压缩特性

结合某工程实例,通过对软土进行室内快速固结试验,并改变含水率测定其不同条件下s-p曲线、e-p曲线并计算压缩系数av。试验结果表明,通过快速固结试验测得的含水率不同的软土地基的压缩特性符合常规固结试验的一般规律,满足导引施工的要求。     

冲击荷载下软土的动力响应及结合水变化试验研究

通过SPAX-2000动静真三轴测试系统,研究了饱和软黏土在冲击荷载作用下的应力、应变、孔隙水压力等指标的变化特征。同时,通过差热分析法和理论计算,对比了试验前后软土中结合水含量大小。研究表明,土中结合水含量及其变化对土的物理性质和力学行为有重要影响。试验前后饱和软黏土中结合水含量变化较大,水性转化现象明显,土体固结作用显著,并且冲击荷载作用下土中水性转化、弱结合水排出与动力排水固结程度有因果联系。在一定试验条件组合下,存在饱和冲击能,此时能激发土中结合水转化为自由水量最多;伴随孔隙压力的消散和土体的固结,土的抗剪强度提高、压缩性减小,土体成为超固结土。该研究能揭示软基加固的微观机理,可为静动力排水固结法设计提供理论依据。     

冲击荷载作用下饱和软粘土的一些性状

在己有对饱和软粘土再固结性状研究的基础上，重点讨论饱和软粘土在偏压应力状态下的再固结性状、土性及塑性指数对再固结变形的影响、冲击荷载作用下超固结土的孔压和变形性状、残余孔压与剪应变之间的相互关系及其变化机理、扰动固结问题以及偏压应力状态下地基土沉降和强度计算等问题。     

全自动固结试验系统测定软土的次固结系数特性

次固结系数是反映软粘土在恒栽下随时间的增长而变形的一个重要特征指数.目前国内缺乏测试次固结系数的有效手段和方法,国家标准<土工试验方法标准>和其它地方、行业规范中都没有次固结系数测试的明确方法和要求.本文根据次固结系数定义及土工试验国标中测定沉降速率的要求,利用全自动固结试验系统测定各类软土在各级压力下土的次固结系数,...     

滨海相软土固结—渗透联合测定试验研究

将K0固结仪改装成高压固结—渗透联合测定试验仪,对上海地区滨海相原状软粘土试样、重塑软粘土试样和粉土试样进行了固结—渗透联合测定。对比分析了不同荷载和水头耦合作用下上海软土的变形及渗透特性,并对上海软土试样垂直向和水平向的e-k关系曲线进行了拟合,得到了孔隙比和渗透系数的关系表达式。试验结果表明：结构性对上海软土的固结...     

饱和软土地基弹塑性固结沉降研究

软粘土孔隙比大、渗透率低、压缩性和含水量高,这种特性决定了它的变形沉降受到包括应力历史、应力路径、固结压力、软土特性等诸多因素的影响。本文引入基于混合物理论的两相多孔介质理论描述饱和软土的弹塑性固结沉降过程。该理论具有理论推理严密和数学论证严谨的特点,能够充分考虑固结过程中的水土耦合作用。     

饱和土的固结沉降特性研究

通过对达渝高速公路地基软土的室内特性非常规试验，深入探讨了侧压力系数随力、固结程度、时问的变化过程。通过试验与理论分析，进一步揭示了土在固结过程中主固结、次固结及荷载压力间的工作机理，得出的成果对进一步完善固结计算方法有指导意义。     

三亚海相软土次固结特性研究

港口工程建设中经常遇到海相软土地基,海相软土是一种流变性很强的饱和软粘土,次固结变形在总变形中占有一定的比重,次固结系数是用来计算次固结变形量的一个重要参数。现有计算软土次固结变形的常用方法是不考虑荷载对其影响的,大量的试验表明荷载对次固结有较明显的影响。本文以三亚海相软土为例,根据室内试验成果,对其次固结变形特性与荷载的关系进行了分析研究,得出了一些规律性结论,对海相软土地基的设计与工程实践有指导意义。     

浙江近海软黏土次固结系数研究及应用

我国室内固结试验中把次固结沉降曲线作为线性处理,然而,大量的实验数据证明,测定周期的不同次固结曲线呈非线性特征,故次固结系数为变数。通过我国近海典型海相软黏土——浙江平阳港次固结试验为验证实例,提出一种适用于工程的分级加载、延时校正及保持试样结构原状的土工快速测试法。对工程中试验曲线分析及研究表明:我国近海区域软黏土次固结系数与固结压力、压缩指数以及测试时间存在着一定的相关性,次固结系数与固结压力变化呈先增、后降、趋稳的现象,次固结系数峰值与土体深度等有关,C_a/C_c比值为常数。实验中所得到的经验值可作为邻近工程固结沉降量预估,所创方法为填补国家标准规范次固结试验的空白提供有益参考。