砂改良土干湿循环下胀缩性研究

在有荷载条件下,通过模拟干湿循环过程的试验,研究了李渡红土加入掺和料砂后的胀缩性,得到砂改良土胀缩变形变化规律。在荷载条件下,砂改良土的绝对和相对胀缩率比素土的绝对和相对胀缩率明显低,且含砂量在一定范围内,土样的绝对和相对胀缩率随土料中含砂量增多而减小。     

石灰改良土干湿循环下胀缩性研究

为获取改良土工程设计参数,对李渡红土加入掺合料石灰后,进行了有荷载条件模拟干湿循环过程的试验研究,得到了其胀缩变形变化规律,指出有荷条件下,不同配比的试样随干湿循环次数增多其相对和绝对胀缩率都在逐渐减小;石灰量在一定范围内,土样的绝对和相对胀缩率随土料中含石灰量增多而减小。     

高掺量磷石膏稳定红黏土胀缩特性

为研究高掺量磷石膏稳定红黏土胀缩变形特性,改变以往磷石膏和水泥作为外掺固化剂改良土的研究思路,把磷石膏和红黏土作为主要原材料,以水泥含量5%,磷石膏和红黏土比例1∶1、1∶2、1∶3的配比制作试样,研究不同含水率、不同压实度下素红黏土和磷石膏稳定红黏土胀缩变形特性。结果表明：素红黏土绝对膨胀率在0～3 h线性增加,3 h后基本达到稳定;磷石膏稳定红黏土绝对膨胀率在0～3 h缓慢增加,变形量小于素红黏土,3 h后变形量持续增加,在2 d左右超过素红黏土,表现出更大的膨胀性,膨胀稳定时间为10 d左右;磷石膏水泥稳定红黏土混合料绝对膨胀率相较于素红黏土膨胀变形具有滞后作用,磷石膏和水泥的掺入可以有效降低混合料前期的膨胀变形,且同一含水率条件下,磷石膏掺量越低,绝对膨胀率越大;磷石膏稳定红黏土初始含水率越低,绝对膨胀率越大;磷石膏稳定红黏土和素红黏土线缩率随含水率、压实度的增大而增大;水平收缩率随含水率的增大而增大,随压实度的增大而减小;相同含水率和压实度下,磷石膏水泥稳定红黏土线缩率大于素红黏土,水平收缩率小于素红黏土;高掺量磷石膏稳定红黏土7 d龄期无侧限抗压强度能够满足规范对二级及以下...     

干湿循环下红黏土边坡裂隙演变规律

为研究干湿循环下红黏土边坡裂隙的演变规律,采用室内边坡模型模拟日照-降雨干湿循环方式,并使用图像处理技术对获得的裂隙光栅图像进行二值化处理,提取了红黏土边坡裂隙率、裂隙条数、裂隙总长度、土块个数等定量化指标,分析了降雨-蒸发循环作用下裂隙指标的演变规律与干湿循环次数的关系。结果表明:导致红黏土开裂的主要原因是含水率梯度引起的土体上下部基质吸力的差异性,致使土体收缩不均匀,而土体的胀缩性、渗透性和脱湿速率的空间分布则是决定含水率梯度的关键因素; 裂隙的宽度、深度和裂隙率随干湿循环次数的增加先增大然后趋于稳定; 裂隙总条数、土块个数和裂隙总长度在第1次干湿循环后达到最大值,第2次干湿循环后均出现不同程度的降低,之后裂隙总数量趋于稳定,但裂隙总长度和土块个数在后期干湿循环中仍有小幅增大。     

干湿循环作用下击实膨胀土胀缩变形模拟

击实膨胀土在干湿循环作用下产生的胀缩体变可以分解为一个随含水率或吸力改变而同步变化的可逆性分量和一个主要产生于干湿循环过程初期的不可逆性分量。可逆性干湿体变来源于组成土骨架的黏土微观结构变形的可逆性,主要由当前吸力或含水率的变化确定。不可逆性干湿体变分量与干湿循环引起的土的宏观结构的不可逆变化有关,其大小依赖于当前状态与平衡状态的宏观结构的差异。分别给出了可逆性和不可逆性干湿体变分量的数学描述,结合低塑性非饱和土的BBM模型,提出了一个适用于击实膨胀土的实用本构模型。该模型的参数数量少且易于确定。通过对试验结果的模拟,表明本模型比经典的膨胀土BExM模型的模拟效果更好,更易于实用。     

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。     

不同降雨强度下红黏土边坡干湿循环试验研究

干湿循环过程中红黏土边坡力学参数发生了变化,红黏土边坡破坏特征和机理与一般土质边坡不同。以贵州红黏土为研究对象,采用浴霸–人工降雨模拟干湿循环,在室内制备了较大尺寸边坡模型,同时在边坡内部不同位置埋设含水率、孔隙水压力和温度传感器,分析了干湿循环下红黏土边坡力学参数演变规律和破坏机理。研究结果表明,随着深度增加,边坡土体含水率受降雨强度影响逐渐减弱,表层含水率受降雨强度影响明显。干燥期含水率呈现先增加后减小的现象。同一降雨强度下,坡脚含水率最大,其次为坡面、坡肩,最后为坡顶。表层孔隙水压力在降雨、渗透期上升,干燥期降低。降雨强度越大,温度变化幅度越大。随深度增加,边坡温度变化幅度逐渐减小。坡脚温度变化幅度较其他部位大。边坡破坏特征由溅蚀→面蚀→片蚀→裂缝→冲沟,未见明显的滑动面。     

干湿循环过程中压实黄土的胀缩变形特性研究

为了研究干湿循环过程中压实黄土的胀缩变形特征,利用自主设计的黄土增减湿过程模拟装置,制备了初始含水率为10％,干密度分别为1.45、1.55、1.65 g/cm3的土柱,首先将其浸水饱和,然后在自然条件下干燥收缩至初始状态,如此进行3次反复干湿循环试验.结果表明:浸水直至土体饱和过程中,土体会持续膨胀,膨胀应变ε随时间...     

结构性软黏土循环荷载下的软化特性研究

目前国内针对重塑软黏土进行大量的研究,得到了许多具有重大意义的成果,然而有关结构性软黏土循环荷载下的动力特性研究却很少.因此,文中通过对杭州结构性软黏土进行了室内循环三轴试验,分析了循环荷载下有效固结围压、振动频率以及动应力比对软化特性的影响.研究结果表明,有效围压对于土体的软化指数有着显著的影响,增大有效围压可以有效...     

干湿循环下云南非饱和红黏土的收缩和微观结构特征研究

为探究干湿循环作用对非饱和土收缩特征和微观结构的演化规律,本文以云南红黏土为研究对象,考虑干湿循环次数和初始干密度对土体收缩特征的影响,并采用扫描式电子显微镜观察红黏土微观结构的变化。研究结果表明：与未经干湿循环处理的试样比较,随着干湿循环次数增多,收缩特征曲线逐渐上移,干湿循环4次以后曲线基本不再变化,收缩特征曲线在等比例阶段相互平行且斜率较小;与初始干密度为1.45g/cm³的试样比较,随着初始干密度逐渐减小,试样饱和状态下含水率增大,曲线斜率变平缓,结构收缩段和残余收缩段变长;受干湿循环影响,SEM图像显示孔隙增大,裂隙变长变宽,土颗粒排列混乱,土体结构变差。该研究成果对云南红黏土地区工程病险的认识和防治具有指导意义。     

长期循环荷载下饱和软黏土安定性模型

鉴于传统显式、隐式模型计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变的不足,在建立饱和软黏土总应力弹塑性模型基础上,考虑软黏土在长期小动应力比循环荷载作用下具有安定性特点,结合过应力模型及安定性理论提出计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变安定性本构模型.安定性模型能合理描述饱和软黏土循环荷载下的变形特性,模型只考...     

煅烧红土替代红土制备红灰的可行性研究

古建筑红灰存在强度低、耐冻融性较差等现象,为提高红灰的性能,将红土分别于600、800℃下进行煅烧,并用煅烧红土替代红土与石灰混合制备红灰,并研究了红灰试样的物理力学性能及耐冻融性.结果表明以煅烧红土为原料的试样性能皆优于以红土为原料的试样,其中耐冻融性显著提升.分析各试样的物相组成与微观形貌可知,煅烧红土与氢氧化钙发生了火山灰反应,且添加了煅烧红土的试样中骨料与基体结合更为紧密,这是其性能提升的重要原因.     

红粘土有效胶结特征的初步研究

本文通过时红粘土有效胶结铁含量确定方法的探讨，系统地研究了一种典型红粘土的胶结特征。结果表明：游离氧化铁起胶结作用的只是其中一部分，其含量可通过动态化学选择溶解法确定，有效胶结铁的溶蚀给红粘土的工程特性带来明显的影响。     

干湿循环环境下膨胀土地区桩基设计

对苏丹膨胀土地区数个工程案例进行了调查分析,以常用的干作法钻孔灌注桩基础为例,分别采用理论计算与现场工程案例相结合的方式进行了论证,结果表明,干湿循环交替的膨胀土环境对单桩最终极限承载力影响非常大,并提出了经过实践检验的膨胀土地区桩基工程灾害防治措施。     

水平加载方向对粘土中群桩响应影响的数值研究

利用ABAQUS有限元软件,以现场试验为原型,建立数值分析模型,对群桩原位试验进行模拟,对比了单向水平荷载作用下单桩和群桩的水平荷载位移曲线,验证了数值模型和计算参数的有效性,然后利用该土层和桩体信息,研究了在粘土中的1×2群桩、1×3群桩、2×2群桩和3×3群桩在不同方向水平荷载作用下的响应。研究结果表明,群桩中由于桩与桩之间相互影响,导致桩的水平承载力降低,其中前排桩对后排桩的影响最大,后排桩对前排桩的影响次之,而同排桩之间的影响最弱;当沿不同水平方向进行加载时,各单桩所分配到的水平力变化明显,主要取决于其所处的桩位和其他桩对该桩产生的"遮蔽效应"。     

干湿循环作用下硫酸盐渍土强度特性试验研究

宁夏地区硫酸盐渍土在夏季的多雨高温时节经历干湿循环过程,土体强度劣化。为探究干湿频次、含盐量对土体强度的影响,采用不固结不排水三轴剪切试验测定配置试样的黏聚力с和内摩擦角φ,探究其变化规律,结合扫描电子显微镜技术分析试样强度劣化机理。试验结果表明:硫酸盐渍土试样的应力应变曲线随干湿次数、围压及含盐量的增加,由应变软化型逐步向应变硬化型过渡;试样的内摩擦角均随干湿次数和含盐量的增加而减小,且含盐量越高,经历的干湿循环次数越多,内摩擦角降幅越大;干湿循环初期(1～3次),黏聚力随含盐量增加而增大。干湿循环后期,含盐量在0%～2%区间,黏聚力随含盐量的增加而减小;而在2%～5%区间,黏聚力随含盐量的增加而增大。随含盐量的增大,干湿循环作用下硫酸盐渍土整体强度逐渐降低,且含盐量越高,特征越明显。     

压实红黏土三轴蠕变特性试验及模型研究

利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪对中石油云南石化铁路专用线高填方路基的压实红黏土进行了一系列三轴蠕变试验,着重研究了压实红黏土在不同围压、不同应力水平以及不同排水条件下的蠕变特性。结果表明:围压、应力水平和排水条件对压实红黏土的蠕变特性均有显著影响;压实红黏土总体呈现衰减蠕变特征;不排水情况下得到的应力-应变等时曲线具有明显的非线性特征,且曲线成一曲线簇,具有“归一化”现象,而在排水情况下则呈一定线性关系;并根据应力-应变曲线确定了压实红黏土的长期强度为瞬时强度的0.54~0.72倍。基于不排水蠕变试验数据,建立适合该地区压实红黏土的经验蠕变模型,通过与Burgers模型对比发现,该模型参数少、易获取,且对试验数据拟合效果优于Burgers蠕变模型。     

红粘土微观结构模型及其工程力学效应分析

根据物质系统的结构功能原理,探讨了红粘土微观结构模型的构建方法,提出红粘土微观"集粒"结构模型。采用该模型对红粘土在含水量、含铁量、剖面位置等影响因素的变化和外荷载作用下的工程物理力学特性进行了理论分析、解释和推测。通过剖面分层控制取样进行室内三轴压缩试验对理论分析结果进行验证,由拟合曲线得到红粘土的相对最佳含水量、临界含水量和临界含铁量,并与相关模型试验、数值模拟结果和工程经验进行对比分析。理论分析和试验结果表明,红粘土力学特性与含水量、含铁量相关程度高,模型能够从微观角度合理解释红粘土的宏观工程力学性质,较好地反映红粘土宏观工程力学效应的微观物理力学机理。     

红黏土地基工程的勘察及地基处理

在我国西南地区的工程建造中,红黏土地基工程难以避免。为确保工程质量,基于具体工程,对红黏土地基工程的勘察及地基处理进行了研究,总结了红黏土地基的勘察重点和地基处理要点,以期为红黏土地基工程的实施与研究提供参考。