轴对称条件下水泥土强度特性试验研究

通过水泥土等P三轴剪切试验、常规三轴固结排水剪切试验(CD)与三轴固结不排水剪切试 验(CU),对水泥土力学特性进行研究,讨论水泥土的应力一应变曲线变化特点和强度特性。试验结 果表明:水泥土的应力一应变曲线为软化型,软化程度与围压有关;不同应力路径对水泥土强度有一 定的影响,但影响程度较弱;小围压作用下水泥土具有剪胀性,类似强超固结土;高围压下,水泥土 类似弱超固结土;残余强度均随围压的增加呈线性增大,CD试验残余强度高于CU试验,残余强度 与峰值强度的比值随围压的增大而增大,增大速率逐渐减小;水泥土CU试验的有效强度包线与CD 试样强度包线基本一致。     

素水泥土及纤维水泥土动力特性试验研究

利用动三轴试验仪对温州地区水泥土进行了试验,研究结果显示:(1)水泥土试样的动应力-动应变曲线、动弹模-动应变曲线均符合双曲线形式,水泥掺量对水泥土动应力的影响最为明显,水泥掺量、纤维掺量、动荷载频率对水泥土动弹模的影响非常明显。(2)随着水泥掺量、动荷载频率的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变小;随着纤维掺量的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变大,掺入适量的纤维可以提高水泥土的塑性;当应力水平超过水泥土的"临界动应力"时,水泥土的塑性变形急剧增大直至土体破坏。(3)工程设计时,应控制上部结构传下的总应力不大于加固土体处的临界应力,且应避免荷载频率与水泥土体的固有频率相近。     

高含水率条件下水泥土强度影响因素

对高含水率条件下影响水泥土强度的因素进行了无侧限抗压强度试验,并利用灰色关联度法分析了各影响因素的敏感度,研究结果表明:在高含水率情况下水泥掺入比与土体含水率对水泥土强度的影响最为显著;增加水泥掺入比,可以有效地提高水泥土的抗压强度,因此在实际工程中若遇到高含水率的情况时,应在可能的范围内使用较高的水泥掺入比,以提高粉喷桩的成桩质量。     

长江三角洲北岸软土的不排水强度特征研究

采用三轴不固结不排水试验、无侧限抗压强度试验和快剪试验对长江三角洲北岸软土的不固结不排水剪切强度特征进行了研究。研究表明:研究区软土为碱性环境下沉积的非均质海陆交互相软土,软土剪切强度具有固有各向异性。土体制样采用垂直方向的切取试样方式,采用三轴不固结不排水试验时,土体沿45°+φ_(uu)/2这一椭圆形斜剪切面破坏,研究区土体破裂面主要集中在45.5°~46.3°这一区间内。根据三轴不固结不排水试验得出的抗剪指标,辅以土体单元极限平衡理计算出了土体实际剪切强度。无侧限抗压强度试验测得的土体平均剪切强度小于三轴不固结不排水试验测得平均剪切强度,这与研究区软土破坏时应力状态和摩擦强度较大有关。最后,从软土颗粒组成、矿物成分活性、微观结构等方面解释了研究区软土抗剪强度较高的原因。     

武汉天然老黏性土的压缩和剪切特性试验研究与数值模拟

武汉天然老黏性土是一种超固结硬黏土 ,在开挖卸载条件下容易产生应变软化 ,经常给深基坑、边坡工程带来不利影响.目前对其超固结性、结构性以及剪切特性等还缺少深入认识.利用高压固结仪和三轴剪切仪对其饱和原状样和饱和重塑样分别进行了压缩试验和三轴不排水剪切试验 ,并且应用上下负荷面剑桥模型对原状样的三轴不排水剪切试验进行了模拟.研究结果表明 :天然老黏性土为一种强超固结的结构性土 ,采用两种方法得到的原状土前期固结压力和结构强度基本一致 ;在低围压下 ,原状样明显表现出应变软化和剪胀性 ,其破裂面易受微裂纹影响;与文献中的天然软土不同 ,天然老黏性土在结构破坏后剪缩并不明显 ;原状样的黏聚力明显高于重塑样 ,两者内摩擦角非常接近 ;采用上下负荷面剑桥模型模拟的原状样应力-应变曲线和孔压曲线与室内试验结果基本一致.     

引江济淮白山船闸水泥土强度试验

智能化双向搅拌桩技术在引江济淮白山船闸工程中得到了推广应用,为研究白山船闸水泥土的强度变化规律以及新技术应用效果,通过制备不同形状、水泥掺量和龄期的水泥土试样,进行无侧限抗压强度试验和三轴不固结不排水试验,获得水泥土的应力应变关系、抗压强度及抗剪强度参数。室内试验结果表明：水泥土应力-应变关系为应变软化型,无侧限抗压强度随水泥掺量、龄期的增长而增大,与龄期对数近似呈线性关系;90 d龄期的圆柱体试样强度比立方体试样高约13%;变形模量与无侧限抗压强度的比值在55.6～96.2之间,受龄期影响较大;黏聚力与无侧限抗压强度呈近似线性增长关系,内摩擦角范围为22°～33°。现场芯样强度达到室内水泥土强度的70%以上,智能化双向搅拌技术能够在一定程度上改善搅拌桩成桩质量,采用强度比值的拟合关系式有利于弥补室内与现场水泥土的强度差异。扫描电镜(SEM)结果从微观角度揭示了水泥土的强度增长机理。研究成果可为类似工程研究提供依据。     

非饱和路基粘土强度与变形特性的三轴试验研究

压实的路基填土一般处于非饱和状态。然而目前路基设计方法一般是基于经典的饱和土理论,没有反映出路基土的本质。为了模拟路基边坡的慢速失稳破坏,进行了不同围压下控制吸力的固结排水三轴试验,研究了非饱和路基粘土的强度与变形特性。结果表明:非饱和路基粘土的应力~应变曲线均有明显的峰值,变形模量和偏应力峰值均随吸力的增加而增大,峰值过后呈现出明显的应变软化现象;相同吸力下,围压越大,偏应力峰值越高;不同吸力下,随着吸力的增加,表观粘聚力逐渐增大,但是这种增大关系是非线性的,而有效内摩擦角有所减小,但变化不大;非饱和路基粘土试样在剪切过程中一般表现为剪缩。     

低温环境下水泥土挤密桩的水泥土强度试验

为了保证水泥土挤密桩在冬季施工过程中桩体水泥土不被冻胀破坏,在低温环境下进行了水泥土挤密桩水泥土强度试验,试验在符合要求的土料中按不同水泥用量(6%,8%,10%)同时掺入不同细度要求的2%生石灰粉和不同比例(0.15%,0.25%)的元明粉分别配制土样,在-10℃低温环境条件下1～3 h后成型,在6～8℃和10～13℃环境下养护,养护完成后逐一进行强度试验。试验结果表明,8%水泥用量,掺入400目或200目2%生石灰粉和0.15%,0.25%元明粉均可以满足1.3 MPa设计强度要求;从降低成本角度,推荐采用单掺0.20%～0.25%元明粉配制的水泥土,可以满足设计和规范规定的强度要求,且施工操作更简便。     

三轴不固结不排水剪的试验方法

介绍土工试验标准与土力学教科书中关于三轴不固结不排水剪的试验方法。指出按照目前规范方法获得的三轴不固结不排水剪强度参数规律与教科书中论述的相应规律有明显的差别:对于均匀土层,按照规范得到的饱和正常固结土的抗剪强度值基本不随取样深度而变化,与实际情况(现场十字板抗剪强度试验结果)不相符;按照教科书方法得到的抗剪强度值则随取样深度增加而增大,与实际情况(现场十字板抗剪强度试验结果)相符。为统一试验方法和提高试验参数的可用性,建议修订土工试验标准中规定的三轴不固结不排水剪试验方法。     

应力路径对固结排水条件下饱和原状黄土

在轴向加载、径向卸载和轴向卸载、径向加载二种类型的等应力比应力路径下,对杨凌饱和原状黄土进行K0固结排水三轴剪切试验,探讨了应力路径、固结围压等对饱和原状黄土的变形及强度特性影响的规律.研究表明,应力路径类型对其变形及强度特性有明显的影响;在二种类型等应力比应力路径下,体积变形皆表现为剪缩性,且固结围压及应力路径类型相同时,体应变随应力路径的变化呈现出规律性的变化;对于同一类型的等应力比应力路径,破坏强度值因应力路径的变化而异,但不同应力路径下临界状态线是唯一的,挤伸破坏时抗剪强度要比压缩破坏时低.     

地基强度随固结度增长规律的试验研究

 通过离心模型试验和三轴试验,研究了土固结程度与抗剪强度的关系。表明:抗剪强度随着固结度的增加基本呈线性关系,与以往经验相符;c,φ值随固结度U的增加而增加,但增加的幅度逐渐减小,且不呈线性关系,可以用双曲线关系模拟。在此研究基础上,提出了一种在土体固结过程中根据实测沉降量估算土体固结度和强度增长的方法。     

沥青混凝土三轴应力条件下的力学特性

 为了解沥青砼心墙能否适用于高坝，结合茅坪溪大 坝的工程特点，采用三轴固结排水剪切试验，对沥青砼的性能进行了试验研究。试验成果表 明：沥青砼的应力应变关系基本符合邓肯 张非线性弹性模型，其变形模量数K、摩擦角 φ0随试验温度增高而降低，并随沥青含量的增高而降低。     

加筋粗粒土强度的试验研究

针对加筋土工程设计中面临的问题,对加筋粗粒土强度的形成和特征进行了分析,针对性的分析了关于加筋土强度试验研究的情况,用大型三轴试验的方法测定了加筋煤矸石的强度指标,验证了分析结果。分析表明,加筋土结构是系统性的整体结构,其强度由加筋材料和被加筋土体共同作用而成,在加筋土体均质情况下,加筋土强度具有均一性,目前规范中将两者作用分开考虑的方法存在先天不足;在未破坏情况下,加筋材料自身强度对加筋土的强度影响不大;加筋材料的结构形式、刚度对加筋结构的强度有明显影响。     

水泥搅拌土防渗墙无损检测标准的试验研究

通过室内试验研究了水泥搅拌土的工程特性，分析了土类、龄期、养护条件、灰土比与水泥土抗压强度和剪切波速的关系。建立了强度预测模型。根据现场取样进一步建立了室内试验抗压强度与实际施工现场强度、室内波速与现场波速的相关关系。在此基础上提出以剪切波速作为无损检测指标，以评价水泥土防渗墙的均匀性，并给出了相应的标准，最后，利用强度预测模型可以确定抗压强度和评价抗渗性能。在实际施工现场，用面波仪，通过测量瑞利面波，推算不同深度处的剪切波速。文中给出了根据这一原理进行评价的流程框图和应用实例。     

河冰三轴压缩强度特性及破坏准则试验研究

为研究河冰在复杂应力状态下的力学性质及破坏准则,对淡水柱状冰在恒定轴向加载速率(0.4 mm/min)下,分别进行温度-6、-12、-18和-24°C,围压500、1000和1500 kPa的常规三轴压缩试验。得到天然淡水柱状冰三轴压缩应力应变曲线,三轴压缩广义剪应力峰值与温度及围压的关系,以及三轴压缩能量耗散特征,并利用莫尔库仑准则分析温度和围压对河冰强度参数的影响规律。结果表明:在所选试验条件下,柱状冰主要发生单剪破坏和延性破坏;在恒定温度条件下,广义剪应力峰值随围压的增大呈现近似线性增加;在恒定围压条件下,广义剪应力峰值随温度的升高呈现近似线性减小;根据莫尔库仑理论解释柱状冰破坏准则,在4种试验冰温下,其内摩擦角分别为21°、45°、42°和52°,黏聚力分别为1191.6、513.2、861.6和933.4 kPa;从能量特征角度考虑,柱状冰三轴压缩耗散的能量随着围压的增大有逐渐增加趋势。     

砾质土钻孔灌砂工艺三轴试验效果研究

 对砾质土心墙料渗透性较差的试样,若按传统方法进行三轴试验,要保证试样饱和、固结、剪切过程中排水充分,试验周期将很长,无论是从大型三轴试验仪设备性能还是试验时间上都是难以接受的。为提高三轴试验效率,研制改进了三轴排水工艺,并进行了三轴 CD 试验的验证。试验成果表明：1 ％～3 ％置换率的“砂井”,对加速三轴试样的饱和、固结排水和孔压消散等过程起到了显著的效果,试验效率提高了2～3倍,但对应力应变基本无影响;从无孔样到有孔样,c值具有离散性,φ值依次增加,但变化幅度不大;试样周边、顶底粘贴滤纸条,再结合试样内部钻孔灌砂,是改善三轴试验排水路径的一种科学合理的、有效简便的好方法,能够获得准确、可靠的抗剪强度指标和E-B模型参数。     

饱和尾矿砂动强度特性试验结果与分析

本文通过对饱和尾矿砂的动三轴液化试验，研究了尾矿砂在往返加荷条件下的动强度特性。对试验结果进行分析可得：动应力幅值对试样的轴向动应变影响显著；动剪应力随固结围压增加而增加，但固结围压对动剪应力比的影响不大；固结应力比对饱和砂土液化或动强度的影响不是单一的增大或减小，在同一密度、同一固结围压条件下均显示出固结应力比为1.5时的动剪应力比大于固结应力比为1.0和2.0时的动剪应力比；密度对尾粉砂的抗液化强度影响很大，因此可以通过提高尾矿料的密实度来增大尾矿坝的抗震性能。