冻融循环条件下土体试样力学特征研究

针对水利枢纽工程中场地土料填筑体力学特征,设计开展三轴试验研究,获得了围压、冻融循环次数对土料填筑体试样应力应变影响,围压促进土体加载应力一致性增长,但冻融循环次数对土体加载应力影响具有阶段性特征,循环0～10次时,冻融次数与加载应力为负相关,冻融增长2次,抗剪强度平均损耗22.2％,而超过10次后,又为正相关,循环增...     

冻融循环对岸坡土体力学特性影响分析

文中针对某河道工程岸坡土体开展冻融循环剪切破坏实验研究,分析了糯米浆、含水量、冻融循环次数对土体力学的影响.得出了掺糯米浆土体峰值荷载高于纯土体,其中以糯米浆含量5％试样峰值荷载为最大,但掺糯米浆土体趋于脆性破坏特性;含水量、冻融循环次数分别与剪切峰值荷载为负相关关系,高冻融循环次数及高含水量下,土体应变硬化显著;粘聚...     

冻融循环过程中渠道土质边坡水分场变化特征的试验研究

以辽宁省灯塔灌区总干渠为工程背景,利用低温环境模拟试验箱内的边坡模型试验,分析冻融循环对土质边坡的水分场的影响。结果表明:边坡表层的水分与气温有比较明显的关联,这种变化会随着深度的增加而减小,同时还呈现出愈加明显的滞后效应;在冻结过程中,受到温度势的影响,土壤水分表现为向冻结锋面迁移;在融化过程中,土壤水分则表现为向土体表面迁移。因此,经过多次冻融循环之后,土体水分场的分布呈现出趋向均衡的态势。结果对相关理论研究和工程实践具有重要的借鉴价值。     

冻融循环过程中渠道土质边坡水分场变化特征的试验研究

寒区边坡冻害多发且产生机制十分复杂,进行必要的试验研究可以为理论建构提供重要支持。以新疆尔齐斯河流域灌区总干渠为工程背景,利用低温环境模拟试验箱内的边坡模型试验,探究和分析冻融循环对土质边坡的水分场的影响,所得结论对相关理论研究和工程实践具有重要的借鉴价值。     

土质修正系数β_0对湿陷性黄土场地的湿陷类型判定的影响

土质修正系数β0值是判定湿陷性黄土湿陷类型的关键指标,不同的值对判定结论会产生很大的影响。按照《湿陷性黄土地区建筑规范》（GB50025-2004）,山西的黄土地区,β0值可以有1.2和0.5两种选择。为了合理选定这一系数值,在地处湿陷性黄土地区的山西禹门口提水工程的PCCP项目上,沿管线48.8 km范围内,取土样49处,完成室内压缩试验200余组,并在管线现场进行了2组室外浸水试验,通过沉陷量的计算和比较,探讨了这一问题,并得出结论：在工程较为重要的地区,应增加室外试验予以判定。     

冻融循环对软土力学性质的影响分析

为探究冻融循环过程中软土的冻胀融沉规律、力学性质及力学参数特性等,对松花江避暑城战备路工程软土试样进行室内冻融循环试验。通过改变冻融循环次数测定试件体积膨胀与收缩率,并通过室内三轴试验,测得不同冻融循环次数及不同围压条件下的软土抗剪强度。宏观试验数据及微观分析结果表明:软土在冻胀融沉过程中体积变化率随冻融循环次数的增加逐渐增大,6次冻融循环后,土体冻胀率、收缩率基本保持不变,冻胀融沉现象趋于稳定;随着冻融循环次数的增加,软土抗剪强度先增大后减小,且在第6次冻融循环作用下达到最小值,在后续6~15次冻融循环过程中,抗剪强度逐渐增大,且接近冻融循环作用之前的抗剪强度值;冻融循环作用对软土黏聚力c有显著影响,而与内摩擦角φ无相关性。     

含水率和温度影响下的高原土体力学特性试验研究

利用自主研制的土体冻融循环剪切试验仪,开展了温度和含水率影响下的青藏高原土体力学特性正交试验,从压缩特性、冻结和冻胀、剪切特性3个方面对土体进行分析。结果表明:土样压缩过程的法向位移随含水率的增大而增加,压缩量与法向应力关系可用双曲线模型进行描述。不同含水率的土体从0 ℃降至?12 ℃过程中均产生了土体冻结现象,含水率12%的土体发生冻胀时的温度集中在?3~?2 ℃范围内。温度越低,土体的应力软化特性越明显,且峰值剪切应力和残余剪切应力越大,土体在最佳含水率附近时峰值剪切应力最大。?12 ℃土体的法向位移变化规律在不同试验条件下均表现出剪胀特性,而12 ℃和0 ℃土体随着含水率的增加由胀缩特性并逐渐变化至完全以剪缩特性为主。内摩擦角随含水率和温度的增大而减小,黏聚力随温度的升高而减小,在最佳含水率附近最大。     

基于北安市季节性冻土与水田灌溉水量的影响分析

通过对北安市季节性冻土冻融的分析,论述了对水田灌溉水量影响.     

某土质遗址包气带水分布特征及其对遗址保存的影响

土质遗址受水的影响易产生开裂、酥化、返盐、青苔等病害，不利于遗址的保存。为探明土体水害来源，为土质遗址保存提供可靠依据，在精细化水文地质勘察的基础上，借助Solinst Levelogger地下水记录仪、MW307GD-M4无线梯度土壤三参数监测终端对包气带水动态进行长时序连续监测，并分析考古大棚内水害产生原因及形成机理。结果表明：遗址包气带含水率普遍较高，且大棚外相同层位含水率较棚内高约10%,但土体渗透系数集中于(2.07～3.41)×10^-5 cm/s,棚外降雨通过水平向渗透对棚内土体作用较弱；潜水位埋深3.2～5.6 m,水文年内变幅约为0.25 m,受其波动影响的上升毛细水，在极端降雨条件下可直接影响发掘界面，是土遗址水害的主控因素。借鉴“上游拦截，下游排泄，本体控制”的工程地质思维调控祭祀区土体含水率，可为土质遗址保存提供新的思路。     

不同地表条件下季节性冻融土壤的冻融特征分析

通过试验资料,分析了不同地表条件下,季节性冻融期土壤的冻融特征:裸地初冻时间早于地膜覆盖地约38天,早于玉米秸秆覆盖地约45天,早于秸秆和地膜二元覆盖地约47天;裸地最大冻结深度为60 cm,地膜覆盖地为42 cm,玉米秸秆覆盖地为35 cm,秸秆和地膜二元覆盖地为20 cm;地膜覆盖地完全解冻较裸地提前10天,玉米秸秆覆盖地完全解冻滞后裸地约7天;不同地表条件下土壤冻结强度按从小到大排列为裸地,地膜覆盖地,玉米秸秆覆盖地,秸秆和地膜二元覆盖地.     

冻融条件下苏打盐渍土的水盐变化规律研究

冻融作用是导致我国北方半干旱地区土地盐渍化的主要原因之一。以吉林西部大安市为研究区域,通过野外调查和样品采集,开展了盐渍土的室内试验,研究了冻融过程中土壤水盐的运移规律。研究结果表明：该地区土壤中的水盐在冻融过程中经历了两次迁移过程,不同阶段具有各自的特点。冻结过程中,未冻层的水不断向冻层迁移并随之冻结,盐分亦随水分迁移;融化过程中,未融化的冰层阻碍水盐下渗,上层滞水向表层运移并蒸发,使表层盐分急剧增加。在水盐运移过程中,电导率与总盐的变化具有良好的相关关系。室内模拟试验为进一步阐明该区盐渍土的形成机理与影响因素提供了科学依据。     

紫色土区土地利用类型与降水变化对水土流失的影响

以川中丘陵区鹤鸣观小流域及其3个试验小区2个试验阶段（1983-1986年,1989-2000年）为研究对象,分析了不同土地利用类型水土流失特征、径流侵蚀对降水变化的响应及小流域综合治理后的效益。结果表明:对于第一阶段,不同雨强下的径流深变化依次是荒地＞草地＞坡耕地;侵蚀模数的变化依次为坡耕地＞荒地＞草地。对于第二阶段,其径流深变化依次是梯地＞草地＞林地;侵蚀模数的变化依次为梯地＞草地＞林地。荒地、低覆盖草地、坡耕地径流量、侵蚀量与降水变量相关系数较高,土壤侵蚀主要受降水变化影响。林地、高覆盖草地、梯地径流量、侵蚀与降水变量的相关系数较小且没有显著性,可能是植被覆盖、土壤特性对减缓径流和侵蚀过程具有重要作用,说明土地利用/覆被变化具有明显分异的水土流失效应。由于水土保持综合治理的作用,1990-2004年小流域多年平均径流量比1985-1989年多年平均径流量减少30.67%,多年平均输沙量减少91.29%,多年平均含沙量减少76.05%。     

砂岩在化学腐蚀和冻融循环共同作用下力学特征劣化的试验研究

通过冻融循环试验的方法,研究砂岩在不同化学溶液下经冻融循环后的损伤劣化机制和力学特性,分析了砂岩在不同化学溶液中经历不同冻融循环次数后,单轴压缩和三轴压缩下力学性能的变化规律;初步分析了化学腐蚀和冻融循环共同作用对砂岩的损伤劣化机理;同时,定义了损伤变量来定量分析砂岩的损伤劣化程度。试验结果表明:浸泡在0.1 mol/L(H_2SO_4)、0.1 mol/L(NaOH)和p H=7.0蒸馏水中,随着冻融循环次数的增加,砂岩试样的峰值强度和弹性模量均呈指数函数劣化,而其轴向峰值应变却呈指数函数增加。砂岩的损伤程度随着冻融循环次数的增加而逐渐增大;在H_2SO_4溶液中砂岩的损伤劣化程度大于NaOH和pH=7.0蒸馏水;H_2SO_4溶液加剧了砂岩的冻融损伤劣化,而0.1 mol/L(NaOH)溶液对砂岩试样的冻融损伤劣化却有一定的抑制作用。化学腐蚀和冻融循环共同作用下,水化学溶液虽然在一定程度上缓解冻融循环所引起岩石的损伤劣化,但同时岩石遭受着水化学溶液的腐蚀作用;水化学溶液与冻融循环的共同作用对岩石的损伤劣化是相互促进的,共同影响着砂岩的损伤劣化。     

降雨类型对粉土边坡渗流及稳定性的影响

为研究不同降雨类型下雨强峰值位置和出现次数对边坡渗流及稳定性的影响,以粉土边坡为例,采用Geo-studio对6种不同雨型下边坡土体体积含水率、孔压及湿润锋入渗深度的变化规律进行研究,探讨雨强峰值位置和出现次数对边坡稳定性的影响。结果表明,雨强峰值出现越早或出现次数越少,湿润锋入渗深度越深;雨强峰值出现越早或出现次数越多,边坡稳定性越差;前峰雨是所有雨型中最危险的雨型。     

考虑应力状态对土体力学参数影响的边坡稳定性分析方法

针对传统土坡稳定性分析方法忽略了滑动面不同位置处主应力大小和方向对强度参数的影响,导致安全系数分析结果脱离实际的问题。采用空心圆柱试验仪对不同主应力方向和大小条件下土体强度参数变化规律进行了研究,并基于土体真实应力状态,依据作图法推导得到平面均质土坡的稳定性分析方法。研究表明:土体强度随有效围压的增加而增加;主应力方向角α小于45°时,强度参数随α的增加而减小,主应力方向角α大于45°时,规律相反,且均可线性表征;推导得到的土坡稳定性分析方法得到的安全系数高于瑞典条分法。     

水肥一体化条件下氮肥类型对水稻生理指标及产量的影响

近年来水肥一体化在经济作物上得到了大量应用，然而水稻作为主要粮食作物，关于水稻水肥一体化的研究较为缺乏，为了提高水稻水肥一体化技术的灌溉施肥效果，选择水稻水肥一体化适宜的氮肥种类，通过盆栽试验，研究了水肥一体化条件下不同氮肥对水稻生长发育、产量及产量构成要素的影响。结果表明:氯化铵和硫酸铵有助于促进水稻分蘖，从而获得更多的有效穗数；氯化铵有利于水稻植株株型的改善；硫酸铵有利于水稻植株叶绿素的合成，在穗粒结构及产量上均优于其他类型肥料，综合考虑产量和外在形态，硫酸铵是实施水稻水肥一体化技术的理想氮肥品种。     

不同人工降雨和坡度条件下区域产流产沙变化特征影响试验研究

文章结合室外人工降雨试验,分析了不同降水条件(20、40、60、80mm/h)以及不同坡度(4°、6°、8°、10°)下壤土和潮土的产流产沙相关特征,并结合试验数据分别建立两种土壤类型下产流、产沙总量与雨强和坡度的拟合方程。试验表明:各土壤下产流、产沙与雨强和坡度分别呈现线性和幂函数关系,雨强对区域产流产沙影响程度总体高于坡度。在40、60mm/h雨强8°的潮土产沙总量高于壤土,其他条件下都低于壤土。     

线性及非线性屈服函数交界处临界应力对隧洞围岩力学行为的影响

利用C++对FLAC中的双线性的莫尔-库仑及非线性的虎克-布朗屈服函数进行了复合,复合后的线性及非线性屈服函数交界处的临界应力对计算结果的影响是一个值得研究的问题。针对圆形巷道围岩的塑性区、应力、位移及剪切应变增量进行了数值计算。计算结果表明,随着临界应力的值的增加,隧洞围岩的塑性区尺寸、被监测单元或节点的剪切应变增量及位移减小;塑性区内的被监测单元的应力增加。这是由于随着临界应力的值的增加,本文提出的非线性本构模型中线性剪切屈服部分的屈服极限提高所致。在高地应力(莫尔-库仑本构模型不再适用)及侧压系数不为1时的计算结果表明,隧洞围岩发生了拉破坏,非线性的虎克-布朗本构模型不能预测出这一点。     

沉积方向对饱和密砂力学特性的影响

沉积方向对土体强度的影响对于研究初始各向异性而言具有重要意义。基于砂土颗粒的毛细效应提出一种试样制备方法,制备若干组具有不同沉积方向的密砂试样。通过系列三轴固结排水剪切试验研究沉积方向对强度、体变的影响,并拟合得到沉积方向和峰值强度的关系公式。研究表明:沉积方向夹角在0°~90°范围内对峰值强度和体变的影响比较显著,当沉积方向夹角与试样破坏面方向(45°+_φ/2)接近时,剪切带形成得更早,试样更容易达到破坏,所对应的峰值强度更低,达到峰值和残余状态更早。依据试验结果拟合得到沉积方向夹角和峰值强度的关系公式,公式预测结果与试验结果吻合度在不同围压条件下均较高。研究结果为研究砂土的初始各向异性力学特性提供了有益的方法。     

含水量对渠道保温板保温耐久性的影响及保温板厚度设计

北方渠道大多使用保温板防止混凝土衬砌受冻胀破坏。在计算保温板厚度时为了降低成本,容易忽略保温板使用过程中受各种因素的影响导致保温效果变差的情况,使混凝土衬砌达不到设计使用年限便提前被破坏。内蒙古河套灌区试验结果表明,由于受酸雨、冻融作用、含水量等因素的影响,保温板保温效果平均每年降低0.9℃,其中受含水量变化的影响最大。经试验测得:聚苯乙烯保温板(EPS)含水量每增加1%,会导致导热系数增大5%。基于多层材料串联热阻叠加原理和热阻等效原理,对保温板厚度计算公式进行完善,并提出相应的铺设方法和施工技术要求。该设计对保温板在季节性冻土区的推广应用具有一定参考价值。