某特高土石坝防渗砾石土料P5含量对其工程特性的影响试验研究

针对某300 m级特高土石坝防渗砾石土料，配制了不同P₅含量的试验料，对P₅含量对土料击实特性、强度特性、变形特性和渗透特性的影响开展了试验研究。确定了该工程防渗砾石土料的第一、第二含砾量特征值分别为37%和60%。最大干密度、最优含水率分别随着P₅含量的增加而逐渐增加、降低，但当P₅含量在60%～75%之间时，最大干密度出现持平，直至P₅含量增加到80%后才出现降低，最大干密度出现持平段的原因可能与颗粒破碎有关。随着P₅含量增加，土料的压缩模量、抗剪强度参数、变形参数、渗透系数逐渐增加，渗透特征坡降逐渐降低，土料渗透变形破坏模式发生改变。     

灰岩质粗粒土侧限压缩试验研究

以灰岩质粗粒土为研究对象,在95%压实度和最优含水率下进行不同粗粒含量的侧限压缩试验。通过分析P₅含量与P_2-5含量与沉降量、压缩模量、孔隙比的关系曲线来研究P₅含量和P_2-5含量对工程特性的影响。结果发现:在P₅含量小于55%时,压缩模量随P₅含量的增加缓慢增加,孔隙比随P₅含量的增加逐渐减小;当P₅含量介于55%和80%之间时,压缩模量随P₅含量的增加迅速增大,而孔隙比几乎不随P₅含量变化;当P₅含量大于80%时,压缩模量随P₅含量的增加而变化不大,孔隙比随P₅含量增加迅速增大;当P₅含量介于60%～70%,且P₅含量不变时,随着P_2-5含量增加,使得骨架效应增强,Es呈现明显增大现象。P₅含量在一定范围内对灰岩质...     

含石量对砂卵石土的颗粒破碎及强度与变形的影响研究

为探究含石量对不同围压下砂卵石土的颗粒破碎及抗剪强度与变形特性的影响,利用室内大型三轴试验仪开展了固结排水剪切试验。试验设计了0~100%之间5级含石量,在0.5 MPa、1.5 MPa、2.5 MPa三种不同围压条件下进行固结排水三轴剪切试验。基于试验结果,分析了含石量及围压对砂卵石土抗剪强度和剪胀、剪缩特性的影响,并分析了相应的颗粒破碎情况。试验结果表明,在相同含石量下,砂卵石土抗剪强度随着围压的升高不断增加,体变初期表现为明显剪缩,之后剪胀性随围压升高而降低,颗粒破碎率随围压升高而增加;在相同围压下,含石量在50%~75%时,颗粒破碎率最大,并出现最大抗剪强度,而围压越高,试样剪胀越不明显。     

根-土复合体的胀缩变形及干湿循环后的力学特性研究

【目的】边坡生态防护具有自然生态修复和固土作用,经济效益斐然。为了研究干湿循环作用下植物根系对红黏土的加固机理和生态防护在红黏土分布区的适用性。【方法】以贵州省贵阳市红黏土为研究对象,采用膨胀试验和收缩变形试验,探究根-土复合体在不同初始含水率下的胀缩性能,并采用固结快剪试验,测定干湿循环作用下不同循环幅度和不同初始含水率时根-土复合体的抗剪强度参数,从而分析干湿循环作用下根系的掺入对红黏土强度变化的影响。【结果】研究结果显示：(1)所测红黏土的自由膨胀率为58.0%,属弱膨胀土。膨胀率和线缩率分别随初始含水率的增加而减小和增加,根系的掺入能够有效抑制土体的胀缩变形,抑制强弱与根系含量和土体含水率有关。(2)当循环幅度分别为10%、20%和30%,且初始含水率和根系掺量一定时,根-土复合体的抗剪强度较5次循环前呈现先增大后减小的趋势。(3)当初始含水率分别为40%、50%和60%,且循环幅度和根系掺量一定时,根-土复合体的抗剪强度较5次循环前总体上随初始含水率的增加而减小。【结论】根系的掺入能够有效抑制干湿循环作用下红黏土抗剪强度的衰减。研究成果将进一步加深对红黏土力学特性和边坡生态防...     

密度及应力水平对珊瑚砂强度变形特性影响

为研究密度与应力水平对珊瑚砂强度和变形特性的影响,利用三轴仪,对珊瑚砂试样开展了一系列不同密度、不同应力水平条件下的三轴固结排水剪试验。根据试验结果分析了珊瑚砂密度和应力水平对其应力应变、体积变形特性及强度特性等的影响。结果表明,不同相对密度的试样均表现出剪胀特性,同一初始密度的试样,围压越大其剪胀现象越不显著。珊瑚砂初始切线模量随着围压和相对密度的增大而增大,可近似用直线表示,并建立了初始切线模量与相对密度和围压的关系式。相变点应变随围压的增大而增大,随相对密度的增大而减小。珊瑚砂强度指标φ₀和Δφ随着相对密度的增大而呈线性增大趋势。     

巴东组第三段含钙质夹层土抗剪强度试验研究

选取三峡库区巴东县巴东组第三段灰岩与泥灰岩间的软弱夹层土为研究对象,通过三轴不固结不排水试验(UU)剪切重塑土样,重点研究夹层土中CaCO₃含量(0%,2%,4%,6%)对其抗剪强度的影响规律。再结合CT扫描试验,观察土样在三轴试验前后的内部孔隙率和胶结程度变化情况,以此作为依据,分析含钙质夹层土的抗剪强度变化机理。最终得出:随着CaCO₃含量的增加,土样抗剪强度增大,这是因为CaCO₃通过降低土体孔隙率和改变土颗粒形态增大了土体的内摩擦角,通过增强土体胶结能力增大了土体的黏聚力,从而增大其抗剪强度。此外,黏聚力的变化受CaCO₃含量的影响更大,而内摩擦角的变化受CaCO₃含量的影响较小。     

物性参数对成都天然状态黏土抗剪强度的影响分析

为揭示成都黏土抗剪强度参数与物理参数的关系及计算公式，以成都龙泉驿黏土为研究对象，采用数理分析和实验相结合的方法，研究非饱和黏土的天然密度、天然含水率、孔隙比、液性指数等物理指标对抗剪强度参数变化规律的影响。首先，基于各物理参数与抗剪参数的独立影响，通过曲线拟合得到抗剪强度指标随天然含水率、天然密度、孔隙比、液性指数变化的基本规律和拟合公式；其次，采用物理参数的不同组合方式对成都黏土抗剪强度参数进行多元回归分析；最后利用乘法效应建立了考虑天然含水率和天然密度同时变化时抗剪强度指标的计算公式。研究结果表明:成都黏土抗剪强度参数与天然密度和天然含水率密切相关，二者的交互影响可按照乘法效应进行组合，并给出不同方法得到成都黏土抗剪强度参数经验计算表达式。研究结果对成都黏土地区的工程抗震设计、防灾减灾的研究有参考意义。     

Cu2+污染红黏土抗剪强度与电阻率关系研究

为了探索快速评价重金属污染红黏土强度特性的新型手段,在室内开展不同浓度、不同干密度的Cu²⁺污染红黏土的直剪试验及其电阻同步测试试验,得到土体剪应力、电阻率-剪切位移同步变化曲线;分析初始干密度、垂直压力、Cu²⁺浓度对抗剪强度、电阻率的影响;依照抗剪强度指标(C、φ)原理选取电阻率指标(ρ₀、φ₀),并分析Cu²⁺浓度对抗剪强度指标(C、φ)、电阻率指标(ρ₀、φ₀)的影响;以Cu²⁺浓度为中间变量,进一步探讨抗剪强度与破坏电阻率、抗剪强度指标(C、φ)与电阻率指标(ρ₀、φ₀)之间的定量关系。试验结果表明:Cu²⁺污染红黏土剪应力-位移曲线呈典型的应变硬化型,电阻率随剪切位移的增大而减小;抗剪强度随初始干密度、垂直压力的增大近似线性增大,而电阻率随初始干密度、垂直压力的增大近似线性减小;抗剪强度及其指标(C、φ)、电阻率及其指标(ρ₀、φ₀)与Cu²⁺浓度间均呈负指数函数关系;抗剪强度与破坏电阻率、黏聚力与初始电阻率、内摩擦角与电阻率关系曲线倾角间的变化趋势一致,均呈现出较好的指数函数关系,可用于快速评价Cu²⁺污染红黏土强度特性变化。     

含水率和干密度对砂壤土抗剪强度的影响

砂壤土作为黄河堤防中堤身的主要填筑土料,由于降雨和碾压的影响,堤身土体的强度往往会受到限制。为了研究砂壤土的力学特性,以山东鄄城县堤段的砂壤土作为研究对象,通过对人工切削的原状土样进行室内三轴剪切试验,分析了含水率、干密度对砂壤土抗剪强度指标的影响规律。试验结果表明:含水率和抗剪强度指标呈三次函数关系,黏聚力随含水率的增大先增大后减小,在最优含水率下黏聚力达到峰值,内摩擦角随含水率的增大而减小;干密度与抗剪强度指标呈线性函数关系,表现为黏聚力和内摩擦角均随干密度的增大而增大,但内摩擦角随干密度增大的速率较小。研究结果有助于揭示堤身渗透破坏机制,为类似地区大堤的加固、治理提供参考依据。     

黏质土-砂混合物剪切特性试验研究

粗颗粒含量对黏性-砂类混合土的强度特性有显著影响。通过抗剪强度试验研究了含砂量和含水率对混合土强度指标的影响及规律。试验结果表明:相同含水率条件下,随含砂量增加,凝聚力减小而内摩擦角增大,相同含砂量条件下,随含水率增加,凝聚力逐渐减小而内摩擦角则呈现峰值变化规律。基于试验结果,结合混合土孔隙结构理论,分析了含砂量和含水率对混合土剪切强度的影响机制,拟合出回归方程,提出了混合土剪切强度的界限含砂量。     

含水率对黄河大堤非饱和土强度的影响

利用改进的非饱和土三轴仪,对不同含水率条件下的非饱和土抗剪强度进行了试验。试验结果表明：①非饱和土存在基质吸力,并且基质吸力随着含水率的减小而增大。②非饱和土的抗剪强度均高于饱和土的抗剪强度,且抗剪强度随含水率的不同而不同：含水率越小,土体的基质吸力就越大,抗剪强度亦越大;反之,含水率越大,非饱和土的基质吸力就越小,抗剪强度亦越小。③含水率趋于饱和时,非饱和土的抗剪强度逐渐接近于饱和土的抗剪强度。     

土石混合体大型三轴剪切变形特性及模拟方法

土石混合料是山区高填路基工程常见的填筑材料，其剪切变形特性及模拟方法是路基填筑设计的重要依据，但其研究仍存在诸多问题。【目的】为了更全面弄清多因素影响下土石混合体剪切变形特性，建立一种能够模拟土石混合体剪切变形过程的本构模型。【方法】首先，考虑含石量、含水率、岩性和土性等四种因素，采用正交设计试验方法，开展多因素多水平下土石混合体大型三轴剪切试验研究；然后，引入统计损伤力学理论，建立土石混合体轴向损伤模型和轴向损伤演化模型，进而建立土石混合体统计损伤本构模型，给出模型参数的确定方法；最后，将理论模型曲线与土石混合体剪切试验曲线进行比较。【结果】结果显示：土石混合体轴向剪切变形呈明显的阶段性特征；随着含石量由25%增加至70%,内摩擦角由35.5°近似线性增加至46.8°;内摩擦角不随土性和岩性的改变而显著变化；随着含水率由0增加至5%,内摩擦角由40.2°增加至42.4°,但随着含水率持续增加至试样饱和，内摩擦角逐渐减小至36.8°;此模型能够较好地模拟不同围压条件下土石混合体应力-应变试验曲线。【结论】结果表明：随着围压的增大，应变类型由软化型不断向硬化型转变，体应变由剪胀型不断向剪...     

二灰土击实性与抗剪强度试验研究

根据室内试验,分析了不同粉煤灰含量的二灰土的击实性和击实二灰土的抗剪强度.研究结果表明,含水率和粉煤灰含量是二灰土的击实性和抗剪强度最敏感的影响因素.研究得出二灰土填筑质量直接受到含水率和粉煤灰含量影响的定量分析,为利用二灰土处理黄土地基设计与施工提供参考.     

不均匀含水率对红黏土抗剪强度的影响研究

红黏土是一种典型的特殊土,与其他土有着不一样的力学性质。为研究不均匀含水量条件下不同含水率对红黏土抗剪强度的影响,取红黏土制备不均匀含水量试样,运用直剪试验仪研究了不同失水程度下红黏土的力学性质。试验结果表明:经过烘干处理后的土样,含水量分布不均匀与含水量分布均匀试样相比,水量主要集中在试样内部,即外干内湿;试样的抗剪强度指标(黏聚力/内摩擦角)随含水率减小呈先减小后增大;含水率对内摩擦角和黏聚力的影响具有区间性;黏聚力随含水率的增大衰减速度分为2个阶段,而内摩擦角衰减的速度分为3个阶段。     

软弱夹层含水率对岩体抗剪强度影响机制试验研究

为研究不同含水率对含软弱夹层岩体抗剪强度特性的影响,对不同含水率的含软弱夹层岩体进行室内直剪试验研究,并预测含水率对其抗剪强度的影响.结果 表明,相同含水率状态下,含软弱夹层岩体抗剪强度随正应力水平的增加而增大;相同正应力条件下,其抗剪强度随含水率的增加而减小;含软弱夹层岩体峰值抗剪强度随含水率的变化主要通过内聚力和内...     

筑坝堆石料三轴剪切特性及变形破坏试验研究

为研究不同围压下筑坝堆石料强度及变形特性,利用室内大型三轴压缩试验机进行试验,分析不同围压下筑坝堆石料应力-应变特性、非线性抗剪强度指标及剪胀性的变化规律,探讨Rowe剪胀方程对筑坝堆石料剪胀变形特性的适用性,并揭示其变形破坏机理。试验结果表明：中低围压下,筑坝堆石料应力-应变曲线呈软化趋势,而高围压下则呈硬化特征。非线性抗剪强度指标随围压的增大而逐渐降低。筑坝堆石料在低围压下先发生剪缩后发生剪胀,中高围压下则发生剪缩,且围压越大,剪缩特征越明显。Rowe剪胀方程可适用于表征筑坝堆石料的剪胀变形特性。高围压下引起的颗粒破碎现象是影响筑坝堆石料变形破坏的重要因素,颗粒破碎率越大,剪胀率越小。     

Q2黄土结构性试验研究

通过对河南安阳地区Q2黄土进行研究,采用人工改变原状土含水率,不同龄期内完成原状土剪切试验,定量化研究抗剪强度与含水率、龄期结构性的关系.发现黄土抗剪强度随含水率增高呈降低趋势,摩擦角随龄期延长呈先降低后增长趋势,不同龄期内不同含水率原状黄土抗剪特性不同.原状黄土和击实黄土结构性强度对含水率的敏感性表现不一,应区别对待.     

电极处加入CaCl2溶液对高岭土电渗试验的影响

为了研究高岭土电渗过程中在电极处加入CaCl₂溶液对电流、排水量、界面电阻、土体电阻率及最终抗剪强度等的影响,开展了相关室内试验。结果表明:电极处加入CaCl₂溶液后,电流的减小趋势得到有效控制,电渗过程中电流大小与加入CaCl₂溶液的量有关,也可能与阳极所加CaCl₂溶液所占比例或者与CaCl₂溶液加入的时间有关;排水量变大,本试验条件下电渗排水量提高了10.9%;电极处加入CaCl₂溶液对阴极处界面电阻的减小很明显;电极处加入CaCl₂溶液后土体总电阻率下降较为明显,而阴极附近土体电阻率的下降对土体总电阻率下降起主要贡献;阳极和中部土体最终抗剪强度提高比较明显,尤其是阳极土体最终抗剪强度提高了16.4 kPa,但阴极土体抗剪强度无明显提高,因此可以考虑用反转电极的方法来加固阴极土体。该研究可为高岭土电渗试验提供新思路。     

含水率对高液限细粒土砾与粉质黏土抗剪强度影响比较研究

近年来,随着极端气候的变化,土石坝安全性问题日益突显。为了研究不同筑坝材料对土石坝安全的影响,利用应变直剪仪对粉质黏土和高液限细粒土砾土样在不同含水率和实施不同正应力下进行不排水不固结快剪试验,研究不同含水量和不同应力情况对土的抗剪强度的影响。试验结果表明,粉质黏土在最大干密度和最优含水率时抗剪强度最大,在最优含水率以前随含水率越大抗剪强度越大,在最优含水率以后随含水率越大抗剪强度越小;而高液限细粒土砾的含水量越大抗剪强度越小。     

加筋土应力应变和强度特性的试验研究

用编织布和砂性土复合成的加筋土，在三轴剪切仪上，分别对不同强度，层数筋材的加筋土试样进行试验。探讨加筋土应力，应变和抗剪强度特性。通过对试验成果分析得出：加筋材料约束土体的横向变形；加筋土的抗剪强度和纯土比明显增大，其原因是使加筋生产凝聚力；加筋土抗强度值与筋材抗拉强度和层数有关，随筋材强度，层数增加而增大；筋材在较大应变时才能表现出来，在较小应变时向乎没有作用。