列车荷载下青藏冻结粉质黏土变形特性试验研究

基于低温动三轴试验,对列车荷载下青藏冻结粉质黏土的动应变发展情况进行研究,得到冻结粉质黏土的回弹应变和累积塑性应变随振动次数、动应力幅值、冻结温度和初始含水率而变化的规律。结果表明:①青藏冻结粉质黏土回弹应变在加载初期迅速减小,振动一定周次后随振动次数的增加不均趋于稳定;②累积塑性应变随着振动次数的增加呈增大趋势,且表现出稳定型、破坏型和临界型三种形态;③冻结粉质黏土的回弹应变和累积塑性应变随着动应力幅值增加和冻结温度升高而增大;④初始含水率越高,冻结粉质黏土的回弹应变越小、累积塑性变形越大。研究成果对我国冻土地区铁路路基长期动力稳定型评价及路基设计具有重要参考价值。     

应力影响下粉质黏土的等效渗透系数计算EI北大核心CSCD

为了定量研究粉质黏土的渗透系数随所受应力而变的特征,通过三轴渗透试验,测量不同干密度的粉质黏土在不同有效应力水平下的渗透系数,分析渗透系数与干密度和应力的关系。结果表明:粉质黏土的饱和密度随着应力的增大而增大,在应力为400 kPa时增幅为5%~9%;渗透系数k受有效应力σ的影响较大,在应力为300kPa时减小1~2个数量级;lnk与lnσ和干密度ρ线性相关显著。根据研究结果提出了考虑有效应力和干密度影响的粉质黏土渗透系数的表达式,并推导了粉质黏土层的纵向与横向等效渗透系数计算式及最具代表性土样的取样位置。     

单向冻结条件下饱和粉质黏土的冻胀试验研究

在单向冻结条件下对饱和粉质黏土试件进行了6种工况下的室内冻胀试验研究.结果表明:冷端温度、压实度、温度梯度、上覆压力和补水条件是影响土体冻胀变形的关键因素;温度梯度、冷端温度和上覆压力与土体冻胀变形呈反比,压实度与土体冻胀变形呈正比;冻胀率是表征土体冻胀敏感性的关键指标,与材料参数和冻结条件有关.最后,基于试验研究提出了用于指导工程应用的路基冻胀病害防治措施.     

非饱和粉质黏土冻结温度和冻结变形特性试验研究

为掌握冻土冻结变形规律,揭示冻结变形机理,采用自行研制的温控体变仪精确测量不同饱和度、孔隙比土样的冻结变形,为计算冻土的体积含冰量,对非饱和粉质黏土冻结温度进行了测量.室内试验结果及其数据分析表明:①非饱和粉质黏土冻结温度(冰点)主要由土样初始基质吸力决定,基质吸力越大,冻结温度越低.②非饱和粉质黏土冻结变形随饱和度变化存在两种截然不同的机制,饱和度较低时,冰水相变影响较小,土体呈冻缩特征;饱和度较高时,冰水相变占主导作用,导致土体结构破坏,呈冻胀特征.③非饱和粉质黏土冻结体应变与土体体积含冰量和初始孔隙比具有良好的经验关系,可以基于体积含冰量和初始孔隙比预测土体冻结体应变,其中体积含冰量由土体冻结温度、温度、饱和度、干密度计算得到.     

温度及饱和度对粉质黏土变形特性的影响

为研究温度及饱和度对粉质黏土变形特性的影响,利用GDS非饱土三轴测试系统和GDS温控式静/动三轴测试系统对天然含水率下的非饱和土及饱和土进行三轴试验,研究不同温度对其变形参数影响并对比分析。结果表明在不同温度条件下,两种不同饱和度的粉质黏土均表现为应变硬化的特性。两种饱和度的粉质黏土在相同围压下轴向变形量均随温度降低而增加,且饱和土的变形量大于非饱和土。两种饱和度的粉质黏土在相同围压下弹性模量均随温度降低而增加,且在0～-2℃区间变化最剧烈。研究可为季冻区粉质黏土地基中的工程设计及施工提供理论参考。     

含水率对冻结粉质黏土力学性能的影响

通过对大庆市季节性冻土区冻结粉质黏土不同含水率下抗剪和抗压力学性能的试验,得到低温度下黏聚力c、内摩擦角 φ、抗剪强度及抗压强度与含水率的变化规律,以及最优含水率对其抗剪强度和抗压强度的影响;并对其初始弹性模量进行分析.研究结果表明:冻结粉质黏土的黏聚力c、内摩擦角 φ 随着含水率的增大呈现出先增后减趋势;其抗剪强度随...     

上海冻结粉质黏土介电常数的实测及规律分析(0.1～1GHz)

利用地质雷达对冻结工程进行无损检测中,冻土中电磁波速的确定是影响冻结壁探测精度至关重要的参数,而电磁波速主要由介质的介电常数所决定的。为此,本文采用矢量网络分析仪,实测不同含水量条件下-30℃～25℃上海长江隧道联络道灰色粉质黏土在0.1～1GHz频率段的介电常数,并建立上海灰色粉质黏土介电常数的频散经验公式。研究表明,冻结前后上海灰色粉质黏土的介电常数有显著变化;温度变化对冻结状态介电常数影响较大,对融化状态下的介电常数影响不大。为今后地质雷达用于上海地区冻结工程的探测提供重要的依据,对冻土温度场的定量反演也有重要价值。     

粉质黏土中桩承载力试验研究

通过桩静载荷试验对粉质黏土中桩的承载性能进行了试验研究,试验结果显示,粉质黏土中桩的侧摩阻力系数为37．6kPa,桩的端摩阻力系数可达3．34MPa,位于粉质黏土层中的桩端阻力占桩承载力的50％左右,桩为端承摩擦桩,且桩的承载力较高,沉降变形小。     

冻结哈尔滨粉质黏土超声波速测定试验研究

采用超声波技术测定冻土动弹性力学指标正是目前冻土学术界及工程领域致力研究的一个热点。本文将基于日产UVM -2型声速仪对冻结哈尔滨粉质黏土超声波速测定结果 ,主要考察负温和含水率对超声波在冻土中传播速度及冻土动弹性力学指标的影响     

长江下游水下粉质黏土工程特性研究

基于大量的土工试验,对长江下游苏通大桥工程区水下粉质黏土的工程特性进行研究,发现粉质黏土的不同指标的变异系数差别较大。土颗粒比重、天然密度、饱和度的变异系数较小,天然含水量、天然孔隙比、液限的变异系数一般,塑限、压缩模量、压缩系数、黏聚力、内摩擦角、标贯击数等的变异系数较大;液限与天然含水量不存在相关关系,塑限与天然含水量的相关性较好,而天然孔隙比与天然含水量、天然密度的相关性很好;压缩模量、压缩系数与天然孔隙比、天然含水量、天然密度的相关性较好,相关系数达0.87以上;压缩系数与液限不存在相关关系,但压缩系数与塑限存在相关关系,相关系数为0.611 09。结果表明,对大量试验数据的统计分析是研究土工程特性的重要方法。     

青藏铁路冻结粉质粘土动静三轴试验对比

直接针对采自青藏铁路工程中的粉质粘土,根据低温动、静三轴试验结果,进行了冻土的动强度与静强度对比研究。研究表明,冻土的静强度和动强度均随负温降低而增大、随含水率增加而减小,相应的静粘聚力、静内摩擦角和动粘聚力、动内摩擦角随负温及含水率的变化规律也如此;冻土的动强度随围压上升而增大;冻土的静力变形明显存在弹性、塑性两个不同性质的变形发展区,冻土的静强度在塑性变形区随围压上升有增大的趋势,但在弹性变形区这一变化规律不明显,并且在塑性变形区冻土静强度增长缓慢且发生一定的塑性流动;冻土的动内摩擦角随振次增大显著减小,而动粘聚力随振次变化较小。     

冻结哈尔滨粉质粘土动三轴试验CT检测研究

基于对冻结哈尔滨粉质粘土动三轴试验前后试件CT检测结果，详细研究了冻土的强度、微观变形机制和结构损伤等变化特性及其与试验的负温和围压、土的含水量和容重、轴向荷载的振动频率和振动次数等主要影响因素之间的关系。     

青藏高原热融湖对冻土工程影响的数值模拟

热融湖的侧向热侵蚀对周围冻土工程产生较大影响。在柱坐标下,运用带相变的数值热传导模型,预测了热融湖影响下冻土路基的地温场发展状况和可能造成的工程病害。预测结果表明：在不考虑湖岸坍塌后退、面积扩大的情况下,热融湖对冻土路基的热影响主要受湖底年平均温度和湖边到路基的距离两个因子的影响。湖底年平均温度越高,对路基的热影响越严重;湖边到路基的距离越近,对路基的热影响亦越严重。突出的表现在坡脚、路基中心平均地温升高和融化夹层在水平、竖直方向的发展。如果考虑热融湖的湖岸坍塌后退,实际增温要比模拟的结果更明显,影响更严重。     

冻结作用下黏土中水、盐迁移试验研究

寒区冻胀、融沉等冻害的核心问题是水热耦合迁移过程,而冻土渗透系数的确定是研究这类问题的关键。不同于正温条件下土的渗透系数,冻土的渗透系数涉及液态水在土、冰两种固相物质内的流动机制。如何更精确、简洁地表达冻土的渗透系数,一直没有得到很好的解决。本文基于土中冰的赋存形态,结合正温渗透系数Kozeny-Carman方程推导过程,考虑冰颗粒的阻碍作用,提出一个新的冻土渗透系数模型。本文模型通过和文献中其他学者的模型以及试验数据的比较,可以较好地吻合试验数据,验证了本文模型的合理性。相较于既有的经验模型或复杂的数学模型,本模型只有一个拟合参数,形式简洁,有明确物理依据,具有一定的应用价值。

     

滨滩相互层土工程特性初步研究

互层土是滨海相、河漫滩相地层中常存在的一种特殊土体。其中,由黏性土与砂性土互层的土体由于各层力学特性差异明显,使得黏-砂互层土体的整体力学特性较为特殊。提出了一种粉质黏土-粉砂互层土的制样方法,可以制备层厚均匀、含水率及密度均匀的重塑互层样,对两个平行制备的重塑互层土的不排水三轴剪切结果进行了比较,证明了所提出的制样方法具有良好的可重复性,可用于进一步系统地研究互层土静、动力学特性。

     

上海第④层淤泥质粉质粘土的热传导特性

地层土体的热传导特性是开展地铁隧道周围土体温度场分析的关键参数。本文采用基于热探针法的KD2热传导仪,对上海地区地铁隧道经常穿越的第④层淤泥质粉质粘土的热传导特性进行了试验测试,分析了热导率与孔隙比的相关性,并应用若干现有经验公式对上述热传导试验数据进行了拟合,以检验各公式的适用性。结果表明:淤泥质粉质粘土的孔隙比越大,其热导率越小,上海第④层淤泥质粉质粘土的热导率变化范围在0.98~1.25 Wm^-1K^-1之间,使用Woodside公式能较好地拟合淤泥质粉质粘土的导热系数。     

粉质黏土填料路基冻害治理措施研究

疏干孔在铁路粉质黏土填料路基冻害治理方面的应用还不多见.本文结合兰新铁路路基冻害整治工程实例,对路基冻害原因进行了分析,对疏干孔在抑制路基冻胀等方面的原因及效果进行了分析和研究,取得了较好的冻害治理效果,为其在今后该领域的推广应用提供依据.     

吸力锚土塞在粉质粘土中形成的模型试验研究

介绍在室内粉质粘土土槽中进行吸力锚土塞形成试验,给出了部分试验结果。通过模拟海上吸力锚沉放过程,研究土塞形成和发展的规律及模型沉放过程中压力差、沉放速度等因素对土塞形成产生的影响。并对一些试验现象和结果进行了初步分析,得出了一些结论。