溜砂坡抗剪强度参数估算模型实验研究

为揭示溜砂坡抗剪强度参数与其控制因素间的内在联系，配制五种不同级配样品，计算五组样品的浑圆度、细颗粒含量、不均匀系数和曲率系数。分析控制因素对溜砂坡抗剪强度参数的影响:黏聚力和内摩擦角分别与不均匀系数、曲率系数呈正比关系；黏聚力和内摩擦角均随颗粒的浑圆度的增大而增加；黏聚力和内摩擦角均随细颗粒含量的增大而减少。并绘制出关系曲线，刻画控制因素与抗剪参数间的内在规律性。最后通过多元线性回归理论，构建出简洁、快速的溜砂坡抗剪强度参数估算模型，并通过野外取样，验证了此估算模型的准确性。     

剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响规律研究

为了确定剪切速率对EPS颗粒混合轻量土抗剪强度的影响,通过直剪试验研究了素土和不同配比轻量土在剪切速率为0.02,0.1,0.2,0.8,2.4 mm/min时的抗剪强度特性。试验结果表明：轻量土的剪应力-剪切位移关系曲线中存在硬化型和软化型两种形态,主要受EPS颗粒掺入比、水泥掺入比、法向应力的控制,素土的剪应力-剪切位移关系曲线形态为硬化型。剪切速率越大,试样达到破坏或稳定阶段历时越短。不同剪切速率下,轻量土的抗剪强度包线多为折线型,与传统结构性土体包线类似。作为一种结构性土体,配比对轻量土抗剪强度的影响是决定性的,抗剪强度、黏聚力和内摩擦角随水泥掺入比的增大、EPS颗粒掺入比的减小而增大。剪切速率对轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角影响较小,对素土影响较大。随着剪切速率增大,轻量土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角变化幅度较小,无显著变化规律,素土抗剪强度、黏聚力和内摩擦角逐渐减小。     

水作用下土石坝黏土心墙抗剪强度衰减规律

为得到土石坝黏土心墙在水作用下抗剪强度的衰减规律,依托济南卧虎山水库工程,通过模型分析和现场取样室内试验,研究了土石坝黏土心墙抗剪强度随含水率的衰减规律。研究建立了土石坝黏土心墙抗剪强度衰减的基本模型,推导了黏土抗剪强度的衰减公式,并分析了含水率和压实度对黏性土体抗剪强度参数的影响规律。结果表明:1黏性土体的黏聚力和内摩擦角影响其抗剪强度;2黏性土体抗剪强度衰减公式由强度参数的待定系数及其表达式构成,可分别通过室内击实试验求解;3压实度一定时,黏聚力随含水率的增大而减小,且最大内摩擦角对应最优含水率;压实度的增大引起抗剪强度增大,但内摩擦角对抗剪强度的影响不显著。     

土石坝坝体土抗剪强度现场测试结果的分析研究

基于松塔水电站土石坝现场取样的固结不排水三轴剪切试验,分析了反映土体抗剪强度两个关键指标的测试结果,即四个参数:粘聚力C、内摩擦角φ、有效粘聚力C’、有效内摩擦角φ’,然后与土石坝主体工程初步设计中坝坡稳定分析选择的坝体土抗剪强度指标值进行了比较,并基于测试统计值的稳定分析计算结果,认为坝体填筑土的抗剪强度指标能够满足设计要求。     

西安渭河高漫滩砂土层抗剪强度试验与强度参数对比研究

砂土作为西安地区轨道交通建设中常见土体类型,由于其无黏性散粒结构的特性,工程中对其抗剪强度参数的直接确定较为困难。通过对渭河高漫滩地区不同砂层进行了原状试样和重塑试样的直剪试验、重塑砂试样的三轴压缩试验和休止角试验,探讨轨道交通工程中砂土的抗剪强度参数取值问题。结果表明,各砂层固结排水剪试验的抗剪强度包线均在直剪试验之上;直剪试验得到的粉细砂重塑样抗剪强度参数比原状砂试样大,粗砂和砾砂的结果则相反,中砂的原状试样和重塑试样之间相差不大;内摩擦角介于水上休止角和水下休止角之间。对于轨道交通地下工程,建议砂土的强度参数可不考虑黏聚力,内摩擦角可参考原状砂试样的直剪试验结果给出了研究成果,可为西安地区轨道交通等类似地下工程建设提供参考及借鉴。     

塑性混凝土抗剪强度试验研究

为了探讨塑性混凝土抗剪强度的影响因素，采用直接剪切的试验方法，测得了塑性混凝土抗剪强度参数（粘聚力和内摩擦角）。在大量试验的基础上，对各组成材料对塑性混凝土抗剪强度的影响进行了详细的分析，得出了各因素对塑性混凝土抗剪强度的影响规律。结果表明，减小水胶比及粘土和膨润土的用量，增加水泥用量，同时在满足其他性能指标的前提下，适当减小粉煤灰和外加剂的掺量．可以提高塑性混凝土的抗剪强度。     

北本水电站坝基岩体剪切强度参数取值分析

以北本水电站的岩体抗剪强度试验数据为基础,采用Hork-Brown理论对数据进行整理及分析得出,坝基岩体与混凝土的抗剪强度主要受岩体强度控制,结构面抗剪强度主要受结构面充填物质及矿物成分控制;岩体抗剪强度的残余内摩擦角是峰值内摩擦角的0.78～0.95、残余粘聚力是峰值粘聚力的0.35～0.8,采用小值平均值拟合的数据...     

垃圾焚烧炉渣混合土大型直剪试验研究

底渣为城市生活垃圾焚烧后的产物,具有砂性材料的性质,可作为路基的填料。为研究其抗剪性能,将其与黏土进行混合,分别在两种压实度和4种黏土含量下进行室内大型直剪试验。试验结果得到了8种底渣混合土的黏聚力和内摩擦角。试验结果表明:① 压实后的底渣具有良好的抗剪性能,随着底渣含量的增加,底渣混合土的抗剪强度增加,黏聚力下降,内摩擦角增加;② 随着压实度的增加,底渣的抗剪性能增加,黏聚力明显增加,内摩擦角有所下降。     

不同正压力下钙质砂颗粒剪切破碎特性分析

钙质砂受力后易产生颗粒破碎,从而使其力学性质发生变化。对取自我国南沙某岛礁的钙质砂样进行了不同正压力下的直剪试验。分析了钙质砂颗粒剪切破碎特性,并就不同试验压力下剪切后钙质砂样的颗粒破碎程度通过筛分试验进行了粒径级配分析。结果表明,在不同正压力下进行直剪试验,钙质砂存在一定的颗粒破碎现象,随着正压力增大,颗粒破碎越来越严重;由于钙质砂颗粒破碎的影响,剪切后钙质砂的颗粒级配性质发生改变,随正压力增大钙质砂由级配良好逐渐变得级配不良。钙质砂直剪试验强度包络线为峰值强度包络线,而非残余强度包络线。钙质砂残余强度的摩擦角数值等于或接近砂的天然休止角。从工程安全角度考虑,选用钙质砂的内摩擦角应等于或接近天然休止角。     

基于离散元法研究颗粒球度对粗粒土抗剪强度的影响

粗粒土颗粒形状是决定其宏观力学性质的主要影响因素之一。为探究粗粒土颗粒形状对其抗剪强度特性的影响规律,以不同颗粒形状的3种粗颗粒土为研究对象,利用离散元数值分析手段,以球度指标为量化参数,研究了颗粒形状对粗粒土直剪试验过程中应力、位移变化及宏观抗剪强度的影响,并分析了抗剪强度参数的变化规律。同时通过室内直剪试验双向验证所揭示规律的可靠性。研究结果表明:法向荷载相同时,随着球度的减小剪应力越过峰值应力后的应变软化现象越明显,同时其峰值应力、位移及残余强度均逐渐增加;球度相同时,随着法向荷载的增大其峰值应力、位移和残余强度均呈规律性递增。黏聚力和内摩擦角随着球度的减小而增加,球形颗粒的黏聚力明显小于其它两种球度的颗粒。     

颗粒级配与含水率对粉质砂土力学性能影响研究

砂土的级配与含水率会对砂土的力学性能产生较大影响。本文通过试验研究不同不均匀系数、曲率系数与含水率下砂土的抗剪强度,分析了直剪试验粉质砂土的级配与含水率对强度曲线、峰值强度与内摩擦角的影响规律。研究结果表明：粉质砂土在剪切过程中颗粒破碎和颗粒翻滚行为都会对砂土力学性能产生影响。随着不均匀系数或曲率系数的增加,砂土的峰值强度与内摩擦角均出现先增大后减小的趋势,含水率与粉质砂土峰值强度、内摩擦角均呈现负相关关系。     

杂填土场地基坑支护抗剪强度指标的研究

正对于支护土体为杂填土的深大基坑而言,如何对杂填土的性质特别是抗剪强度指标进行评价,做到基坑支护方案的合理设计、对周围空间的合理利用,确保施工技术的可行性等方面尤为重要。土的抗剪强度指土对剪切破坏的极限抵抗能力,在土力学中,采用摩尔-库仑强度准则,用粘聚力和内摩擦角两个指标描述土的抗剪强度规律。粘聚力包括土粒间分子引力形成的原始粘聚力和土中化合物的胶结作用形成的固化粘聚力。内摩擦力是颗粒与颗粒接触面的表面摩擦力以     

冻融作用下低液限黏土抗剪性能研究

为了研究季节性冻土区不同边界条件下低液限黏土冻融作用后抗剪强度指标变化规律,对不同干密度、不同含水率的低液限黏土进行了不同冻结冷端温度、不同冻融循环次数的冻融试验和冻融后的等应变直剪试验。试验结果表明：低液限黏土经冻融作用后黏聚力降低,内摩擦角增大,5～7次冻融循环后,抗剪强度指标基本不变;冻结冷端温度越低,冻融作用对黏聚力和内摩擦角的影响越小,无论是冻融土体还是非冻融土体,随着干密度的增加,黏聚力和内摩擦角均增大,随着含水率的增大,黏聚力和内摩擦角均减少。建立的BP神经网络模型能准确预测土体冻融后的抗剪强度指标,为季节冻土区边坡设计抗剪强度取值提供合理的数据支撑。     

不同剪切速率对改良膨胀土抗剪强度影响研究

为了研究不同方法改良的膨胀土在不同剪切速率下抗剪强度指标的变化规律,分别在2.4mm/min和0.8 mm/min剪切速率下对风化砂、石灰、水泥以及粉煤灰改良的膨胀土样进行了室内直接剪切试验,得到了不同剪切速率下改良膨胀土的抗剪强度指标值。试验结果表明:(1)剪切速率对同一材料改良膨胀土的内摩擦角和粘聚力均有影响,并且对粘聚力的影响要大于对内摩擦角。(2)风化砂改良膨胀土的内摩擦角和粘聚力均随剪切速率的增大而增大。(3)同一剪切速率下,掺砂改良膨胀土的内摩擦角随掺砂比例的增大先增大后减小,粘聚力随掺砂比例的增大而减小。(4)同一剪切速率下,掺水泥改良膨胀土的抗剪强度指标最大。从效果上看,掺风化砂、石灰、水泥和粉煤灰均能提高膨胀土的抗剪强度。     

含水率和干密度对固化黄土抗剪强度的影响

固化黄土的强度受固化剂种类及掺量、含水率和干密度等因素的影响。以新型高分子材料SH固化剂固化黄土为研究对象,制作固化体试件,通过直接剪切试验,分析不同含水率和干密度条件下固化黄土的抗剪强度特性,并与黄土进行对比。结果表明:在固化剂掺量一定的情况下,含水率和干密度是影响固化黄土抗剪强度的两个主要因素,随着含水率的提高,固化黄土的抗剪强度指标降低,即黏聚力和内摩擦角明显减小;随着干密度增大,黏聚力及内摩擦角显著增大;黏聚力随含水率和干密度变化的幅度均大于内摩擦角的。分别得到了固化黄土黏聚力和内摩擦角与含水率、干密度的量化关系式。黄土的抗剪强度指标也有与SH固化黄土类似的变化规律。固化黄土的剪应力与剪切位移关系曲线表现为硬化型,而黄土则呈现弱应变硬化现象,在较低含水率条件下呈脆性剪切破坏。     

直剪试验方法对轻量土抗剪强度的影响规律研究

【目的】为了快速、准确地获取轻量土抗剪强度相关指标,确定不同直剪试验方法对轻量土抗剪强度的差异,【方法】通过快剪、固结快剪以及慢剪试验,分析了轻量土剪应力-剪切位移曲线、黏聚力和内摩擦角在不同剪切方法及不同配比下的变化规律。【结果】结果显示：轻量土的抗剪强度及抗剪强度指标随着其配比不同表现出一定的差异,其中,随着EPS颗粒体积比的增大,剪应力-剪切位移曲线由应变软化型转变为应变硬化型,轻量土抗剪强度大幅降低。随着水泥掺量的增加,轻量土抗剪强度总体呈现增大的趋势,同时轻量土黏聚力随EPS颗粒体积比增大而大幅减小,随水泥掺量的增大略有增大;内摩擦角随EPS颗粒体积比的增大急剧减小,随水泥掺量增大略微减小。其中以快剪试验为例,当水泥掺量为15%、EPS颗粒体积比由20%增长至40%和60%时,轻量土黏聚力相对减少量为22.20%、44.73%。【结论】结果表明,不同EPS颗粒体积比下,慢剪方法对轻量土试样黏聚力的变化较为敏感,而快剪方法对轻量土试样内摩擦角的变化较为敏感。与素土相比,三种直剪方法下得到的不同配比轻量土剪应力-剪切位移曲线形态、抗剪强度值均比较相近,实际工程中可用直剪快剪方法获...     

固化有机质土的抗剪强度试验研究

分别以固化土7d的粘聚力和内摩擦角作为评价指标,通过开展固化有机质土的正交快剪试验,研究复合固化剂的固化效果,结果发现固化土的粘聚力和内摩擦角均得到了较大幅度的提高,且粘聚力提高更为显著。对于粘聚力:水泥影响最为显著,高效减水剂FDN影响次之,玻璃纤维更次之,水玻璃影响最小;而对于内摩擦角:水泥影响最为显著,玻璃纤维影响次之,高效减水剂FDN更次之,水玻璃影响最小。     

东海大桥海上风电项目二期工程场地工程地质研究

为了评价东海大桥海上风电项目二期工程场地稳定性,通过对比分析场地内两类沉积区:正常沉积物和古河道分布区的土体物理力学性质。本研究采用标贯和静力触探等原位测试手段和物理性质、固结特性、抗剪强度特性等室内试验手段。试验研究结果表明沉积环境直接影响土层的颗粒级配及组分,颗粒级配又决定了土层的物理力学性质:上层粘性土表现为含水量高,密度低,孔隙比大,粘聚力大,内摩擦角小;下层砂质土表现为含水量低,密度高,孔隙比小,粘聚力小,内摩擦角大。海底表层的水动力作用以及粘性土与砂质土分层界面的侵蚀作用导致土层呈现出超固结现象,对土体的物理性质也有部分影响。     

土体浸水时效性及其港口岸坡稳定分析

砂泥岩混合料浸水时效性是水位变动过程山区港口岸坡稳定分析的重要依据。利用应变控制直剪仪,设置5种工况20个试样开展不同浸水时长室内试验,分析砂泥岩混合料抗剪强度分布,得到其抗剪强度指标变化规律,查明其浸水时效性,将其用于模拟港口岸坡不同水位条件时安全性;建立港口水位上升与下降计算模型,分析了不同水位上升与下降状态时边坡安全性态。试验结果表明,砂泥岩混合料抗剪强度随浸水时间增加而减小,黏聚力随浸水时间增加先增加后趋于稳定,内摩擦角随浸水时间增加先减小后趋于稳定。由数值计算知岸坡安全系数随水位升高由0.997逐渐减小至0.952,随水位降低由0.924逐渐增加至0.994;同一水位时下降阶段安全系数降幅最大值为2.94%。因此,在不考虑渗流场影响条件下高水位时滨水港口岸坡安全性态劣于低水位状态,且在高水位时长期运行岸坡安全系数降幅最大。     

粗粒含量对珊瑚礁砂混合体剪切特性的影响

珊瑚礁砂混合体是基础设施重要持力层，为了探究颗粒级配组成对珊瑚礁砂混合体的抗剪强度及剪胀性的影响，利用全自动中型叠环直剪仪，在相同密实度下，对不同P₅含量、不同含水率的试样，在50、100、200、400 kPa这4种不同法向应力下进行单剪试验。试验结果表明，珊瑚礁砂混合体的抗剪强度随着P₅含量的增加呈现先增大后减小的趋势，并在P₅含量为25%～50%时达到最大值；珊瑚礁砂混合体在剪切过程中，总体存在先减缩后剪胀的特点，P₅含量对剪胀性、内摩擦角、似黏聚力都有着显著影响；含水率对珊瑚礁砂混合体的抗剪强度有着减弱作用。