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。     

干湿循环与荷载耦合作用下红黏土胀缩特性

为获取符合工程设计的实际参数,对常规固结仪进行了改造,提出了一种模拟土体在荷载作用下的干湿循环试验方法,对红黏土进行了有荷载条件模拟干湿循环过程的试验研究,得到其胀缩变形的变化规律。结果表明:该方法可以实现不拆卸试样干湿循环试验,克服了以前荷载为0的土体干湿循环试验的缺陷,为工程设计提供更加合理的技术指标;干湿循环下红黏土的胀缩变形不可完全恢复,上覆荷载可以抑制其膨胀性,增强其收缩性;荷载小于50 kPa时,试样膨胀,且压实度越大和初始含水率越小,膨胀性越强;荷载大于100 kPa时,试样收缩,压实度越小和初始含水率越大,收缩性越强;第1次干湿循环对红黏土胀缩性能影响最为显著,随着干湿循环次数的增加,胀缩率曲线越来越平缓,胀缩性能趋于稳定状态。     

基于摄影法的红黏土裂隙试验研究

准确提取红黏土裂隙特征,有助于进一步研究裂隙对红黏土工程性质的影响。本文以桂林红黏土试样为试验研究对象,获取红黏土表面裂隙数字图像后,通过比对不同方法,发现直方图阈值法适用于红黏土的裂隙图像分割。通过去除杂点、填充细小孔洞,将裂隙数字图像转化为二值图像,最后进行骨骼化和消刺处理,可得裂隙骨骼图像。研究发现试样在第5次干湿循环后裂隙发育均已趋稳定;初始含水率为25%的试样在干湿循环作用下发育出线状裂隙;初始含水率为28%的试样则发育出网状裂隙;干湿循环次数与裂隙率和裂隙总长度具有良好的相关性,可用二次函数拟合。     

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。     

干湿循环下重塑粉质黏土压缩性劣化规律研究

为探究因降雨-蒸发及水位涨落引起填方土体在干湿交替环境中压缩变形规律的影响,选取银川典型粉质黏土,制作不同压实度和饱和度的重塑土样,开展了不同干湿循环次数下的压缩试验。通过对各因素影响下的e-p曲线和压缩系数a1-2的分析,得出:①在单变量条件下,孔隙比整体随干湿循环次数、饱和度、压实度的增加均呈现不断减小趋势;②干湿循环过程中,土体在干湿中、后期土样压缩性变化程度较大;高饱和度土体压缩系数均高于低饱和度土体,且在干湿循环中后期,低饱和度土体压缩系数逐渐趋稳;③在未干湿条件下,提高压实度有利于抵抗土体压缩变形,而当土体经历干湿循环后,提高压实度对土体抵抗压缩变形能力越来越弱;④基于压实度、饱和度及干湿循环次数的压缩系数多元回归模型,能较好地反映各因素对其劣化值的描述。     

全吸力范围红黏土干湿循环土–水特征曲线

采用轴平移法、滤纸法以及饱和盐溶液蒸汽平衡法3种方法相结合,对单峰(泥浆土)和双峰(压实土)孔隙结构的重塑红黏土土样进行了一系列室内试验,研究了全吸力范围内(0～286.7 MPa)孔隙结构和初始孔隙比对土–水特征曲线(SWCC)的影响,分析了干湿循环下两种土的滞回性及体积变化规律。试验结果表明:不论泥浆土还是压实土,初始孔隙比对SWCC的影响均主要体现在低吸力阶段;孔隙结构对SWCC影响显著,压实土和泥浆土的SWCC分别呈现"双台阶"和"单台阶"特征;初始孔隙比相同时,泥浆土的进气值更大,持水性能更好;干湿循环下压实土的滞回性明显小于泥浆土,但泥浆土的体变更大。     

干湿循环效应下裂隙性黄土单轴压缩力学特性

通过系统开展干湿循环效应下裂隙性黄土的单轴压缩试验,对干湿循环效应下裂隙性黄土的裂隙演化规律与单轴压缩力学特性进行了深入探讨。结果表明:不同倾角试样表面裂隙率R_sc与分形维数D_f均随干湿循环次数增加逐渐增大,但增速逐渐减缓;干湿循环效应对裂隙性黄土单轴压缩应力 应变曲线的类型及特征无显著影响;应力 应变曲线的初始斜率随干湿循环次数增加逐渐降低;不同倾角试样单轴压缩应力-应变曲线均表现为软化型,其中45°倾角试样的应力 应变曲线表现出“双峰”变化规律;不同倾角试样单轴抗压强度均随干湿循环次数增大表现出减速衰减特征;不同干湿循环次数下裂隙性黄土单轴抗压强度与裂隙倾角关系曲线均呈现出“双V”变化特征。     

棕丝加筋红黏土的裂隙特性研究

在干旱气候环境中,红黏土具有显著的裂隙性,由此引发大量的工程地质灾害。为抑制红黏土裂隙的发展,通过在红黏土中添加棕丝改良并开展室内干缩开裂实验,研究棕丝长度及掺量对红黏土裂隙发展及特征指标的影响。结果表明,在干燥开裂过程中,红黏土的裂隙特征指标均经历了从快速增长到趋于稳定的阶段,但变化规律并不完全相同,当裂隙率趋于稳定时,裂隙长度逐渐增加而裂隙宽度却呈现减少趋势。土表中央裂隙产生早于边界裂隙,中央裂隙间交叉角度约90°,边界裂隙与边界大体平行。随着棕丝掺量的增大,改良土的裂隙率和裂隙宽度相应减小,裂隙长度先减小后增大;随着棕丝长度的增大,改良土的裂隙率、裂隙宽度均先减小后增大,裂隙长度先减小后增大最后减小。采用0.3%的棕丝掺量、10mm的棕丝长度,并在适当的含水率状态下可有效抑制红黏土裂隙的发展。     

干湿循环对硬黏土的土水特性影响规律研究

 为了客观评估高放核废物地质处置库开挖建设和封存初期围岩面临的非饱和岩土力学问题,针对一种高放核废料储存介质(硬黏土)开展不同干湿循环试验,研究该材料的土水特性变化规律。基于湿度控制吸力方法,研制黏土非饱和测量系统,利用该系统对硬黏土进行不同干湿循环试验,对比分析干湿循环次数和基质吸力变化梯度对硬黏土的土水特征曲线的影响。研究结果发现：干湿循环次数对这种硬黏土的土水特征曲线影响较大,基质吸力变化梯度影响则很小。同时,结合不同干湿循环条件下硬黏土核磁共振细观测试结果,分析出干湿循环和基质吸力对硬黏土的土水特性影响机制。通过分析不同干湿条件下硬黏土的含水分布特征,定量出该硬黏土干湿过程不同孔径内含水变化,揭示其不同孔径含水量等比例变化与水的吸附状态密切相关,为深入理解硬黏土干湿循环过程土水特征曲线变化规律提供试验依据,为高放核废物地质处置围岩水力特性评估奠定试验基础。     

裂隙发育红粘土力学特征研究

由于红粘土中裂隙的发育 ,破坏了土体的完整性 ,降低了土体的强度等 ,这对红粘土地基承载力、地基压缩性有很大影响。本文通过对裂隙发育红粘土进行力学试验 ,探讨其强度破坏、变形特征 ,并提出了裂隙红粘土力学性质评价时应注意的事项     

冻融作用下水泥改良软黏土的性能演化过程

以天津滨海新区的软黏土为研究对象,制备了4种初始含水率的水泥改良软黏土试样,并对其进行了不同冻融循环次数下的无侧限抗压强度(UCS)试验和孔隙分析.结果表明:随着冻融循环次数的增大,试样的无侧限抗压强度逐渐减小,强度衰减主要集中在前期1~3次冻融循环过程中;相同冻融循环次数作用下,试样初始含水率越大,其强度损失率越大;试样的孔隙分布特征受冻融循环次数和初始含水率影响,随初始含水率增大,其孔隙分布逐渐由小孔隙分布区向较大孔隙分布区演变;低饱和度状态下,冻融会引起土体局部孔隙收缩,但同时诱发裂隙产生;高饱和度状态下,冻融会引起土体结构疏松.总体而言,冻融循环作用会引起水泥改良软黏土细观结构发生明显损伤,最终导致其宏观力学强度逐渐衰减.因此,在工程实践中需要进一步关注水泥改良软黏土的后期强度,并严格控制其初始填筑时的湿度状态.     

红粘土基坑边坡中的复合支护结构

基坑边坡中的复合支护结构 ,是土力学和结构力学理论的综合运用。本文通过工程实例分析基坑边坡中复合支护结构的力学机制 ,提出在红粘土基坑边坡中 ,根据不同地质条件确定不同类型支护结构的原则 ,评价其对基坑边坡稳定性所起的积极作用。     

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.     

武汉地区红粘土地基承载力确定方法的探讨

通过工程勘察实例资料,对确定红粘土地基承载力方法进行对比,指出了地方规范中关于硬塑状态的红粘土地基承载力取值偏于保守的问题,并提出了修改意见。由于目前武汉地区有关红粘土地基载荷试验结果与现场及室内所取得的物理力学指标之间的对比资料极少,文中得到的一些结论对红粘土地基承载力的确定具参考意义,有待在今后的工程勘察实践中进一步验证。     

垫层强夯法加固红粘土地基的试验研究

对楚层强夯法加固的红粘土地基的孔隙水压力增长与消散、强夯夯沉量、工后沉降监测结果及静力触探、波速测试、载荷试验、密度检测等检测结果进行分析,分析结果表明,在一定的条件下,对红粘土路基采用强夯法进行处理是可行的,并提出了适合红粘土地基的施工参数。     

红粘土地质开口管桩上浮特性的模型试验

针对红粘土上硬下软地层中开口管桩上浮问题,分别进行了三类不同桩径的开口管桩室内沉桩模型试验,研究单桩和群桩静压沉桩试验中上浮量变化规律和土塞效应对开口管桩上浮的影响。结果表明:单桩上浮量主要由静压沉桩引起的管桩弹性压缩经卸荷回弹产生的变形提供;群桩静压上浮与施工顺序、桩间距以及位置有关,先压入的管桩上浮量大于后压入的管桩上浮量,且先压入桩的上浮速度随着后压入桩的桩间距减小而增加;桩位对桩上浮的影响强度顺序由高到低依次是中心桩位、边桩位、角桩位;当开口管桩从硬塑层压入至可塑层一定深度后,由于土塞完全闭塞的影响,导致挤土效应增强,有别于闭口管桩静压至在软硬交界面处出现的短暂上浮量增长休止的状况,开口管桩群桩挤土上浮量表现出显著上升趋势。     

碱处理红黏土应力应变关系研究

以碱处理前、后红黏土在CTC(增p)、TC(等p)、RTC(减p)三种模拟工况下的三轴试验数据为基础,结合邓肯-张模型和广义强度发挥面理论(Extend SMP)研究土样的应力应变关系.结果表明,基于邓肯-张模型,碱处理前、后红黏土试样的ε1/(σ1-σ3)～ε1关系曲线并不是简单的线性关系,简单邓肯-张模型下分析的红...