干湿循环下花岗岩残积土抗剪强度试验研究

近年来,随着我国城镇化战略的加速推进,高速公路、铁路、隧道等工程建设大规模开展。工程项目的建设离不开边坡支护,在暴雨条件下边坡失稳风险骤增,极易造成经济损失和人员伤亡。为揭示暴雨下边坡失稳机制,以我国粤港澳大湾区典型花岗岩残积土为研究对象,通过开展干湿循环模拟试验和常规小型直剪试验,深入探讨干湿循环作用下花岗岩残积土抗剪强度弱化规律和弱化累积效应。以花岗岩残积土抗剪强度作为边坡稳定性主要影响指标,重点分析了土体黏聚力和内摩擦角的变化规律。试验结果表明：随着干湿循环次数的增加,不同饱和度下花岗岩残积土的黏聚力均呈现较明显的减小趋势,其摩擦角则在一定范围内浮动改变,但大致稳定。研究结果拓展了复杂的水土作用对花岗岩残积土强度的影响,阐述了干湿循环下花岗岩残积土强度衰减变化规律,对暴雨下边坡全寿命安全评估具有一定的指导作用。     

酸碱环境干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化规律研究

为研究酸碱环境中砂岩在干湿循环作用下抗剪强度的劣化规律,在浸泡溶液p H值分别为7,9,4的环境中,对砂岩试件进行次数为1,3,6,10次的干湿循环试验。通过不同循环次数后的单轴和三轴试验,计算得到每个阶段循环后砂岩的黏聚力和内摩擦角及其与干湿循环次数N的变化关系式,从而获得砂岩在不同p H值干湿循环作用下抗剪强度随循环次数的变化公式。结果表明,砂岩的抗剪强度随着循环次数的增加而降低,在干湿循环作用前期,受影响较为显著,抗剪强度降幅很大,而后,强度降幅相对较小;酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻;干湿循环后的干燥试件抗剪强度劣化幅度远不如湿状态下的劣化幅度。     

化学溶液和干湿循环作用下砂岩抗剪强度劣化试验及化学热力学分析

 为研究化学溶液和干湿循环共同作用下砂岩抗剪强度的劣化机制,在不同pH环境下,通过不同干湿循环次数后的单轴、三轴试验,计算出砂岩的黏聚力和内摩擦角,同时得到其与循环次数的关系式,进而获得砂岩在浸泡环境下抗剪强度随干湿循环次数的变化公式。根据砂岩的组成矿物及其百分含量,得到各种主要组成矿物在中性、碱性、酸性溶液中溶解的化学反应方程式,利用化学热力学的基本原理,确定各主要矿物在中性、碱性、酸性溶液浸泡下能否稳定。为了验证分析的正确性,对浸泡溶液中的部分离子(Ca2+,SiO2,Na+,K+)浓度进行测试。结果表明,酸性环境下,砂岩抗剪强度劣化最为严重,碱性次之,中性最轻。在酸性环境中,对抗剪强度影响较大的胶结物主要组成成分(长石、方解石)的性质不稳定,溶解反应能自发进行,而碱性环境中,对强度影响较小的骨料主要组成成分(石英)的性质不稳定,溶解反应能自发进行。酸性浸泡液中,方解石、钾长石、钠长石溶解出的Ca2+,K+,Na+的浓度明显高于中性和碱性液中Ca2+,Na+,K+的浓度,而碱性溶液中,石英溶解出的SiO2的浓度明显高于中性和酸性液中SiO2的浓度,与热力学分析结果一致。     

干湿循环对玄武岩纤维加筋膨胀土抗剪强度的影响

为了对膨胀土进行改良,将分散玄武岩纤维掺入膨胀土中,研究干湿循环对玄武岩纤维加筋膨胀土的抗剪强度的影响规律。试验选取长12mm玄武岩纤维,以按纤维含量与干土质量比为0.4%掺入膨胀土中。对膨胀土和纤维加筋膨胀土进行0~3次干湿循环试验,然后对试样进行直接剪切试验,研究干湿循环对玄武岩纤维加筋膨胀土抗剪强度的影响。试验结果表明:玄武岩纤维掺入膨胀土能有效提高膨胀土的抗剪强度。膨胀土和纤维加筋膨胀土经过反复干湿循环后,其强度指标持续降低,且在第一次干湿循环之后抗剪强度降低较明显,之后抗剪强度降低幅度变小。相对于内摩擦角,纤维对黏聚力的增强效果要明显得多。同一次干湿循环,纤维加筋膨胀土比素膨胀土强度的降低幅度小。     

干湿循环对有无上覆荷载作用镇江下蜀土抗剪强度的影响

针对下蜀土边坡常呈浅层滑动破坏的状况,选取镇江市某边坡的下蜀土为研究对象,通过干湿循环直剪试验,对制备试样时有、无上覆荷载,分别开展不同干湿循环次数下下蜀土抗剪强度劣化规律研究。结果表明:随着干湿循环次数的增加,无荷及有荷下蜀土的剪应力峰值、黏聚力及割线模量都逐渐降低,下蜀土黏聚力的衰减可用分段函数描述,当循环次数小于6时可用直线描述,而后趋近于一稳定值,而内摩擦角则保持相对稳定;法向应力及干湿循环次数相同,制样时有上覆荷载的下蜀土抗剪强度的衰减率明显小于无上覆荷载的衰减率,并且两种情况下的抗剪强度都随干湿循环次数的增加而不断衰减;相同干湿循环次数下,有上覆荷载下蜀土的黏聚力明显大于无上覆荷载的黏聚力,并且随着干湿循环次数的增加,其差距的增长率呈增大趋势。     

浅述疏浚淤泥的固化技术

河流、湖泊疏浚淤泥的固化利用,既可以满足相应的工业需求,同时也能达到废弃资源再利用的目的,是一种绿色、环保的措施,符合世界发展潮流。通过对目前国内现存主要的淤泥固化处理方法的汇总分析,对该研究方向的现状和发展进行了论述和展望。     

黄河淤泥多孔砖砌体的抗剪强度试验研究

本文通过对黄河淤泥多孔砖砌体抗剪强度的试验研究和对试验结果的分析,得出了黄河淤泥多孔砖这种新型墙体材料的抗剪强度规律及其抗剪破坏特征.结果表明,砂浆强度相同条件下,黄河淤泥多孔砖砌体的抗剪强度高于普通烧结砖和空心砖砌体强度的规范计算值.为此,提出了黄河淤泥多孔砖砌体抗剪强度平均值的计算公式,为黄河淤泥多孔砖的进一步研究提供了依据.     

干湿循环效应对南宁外环膨胀土抗剪强度的影响

针对膨胀土边坡滑坍多呈浅层破坏的现状,选取南宁外环膨胀土原状样与重塑样开展对比试验,精心设计试验方案,改进常规直剪试样制备条件和试验方法,使模拟土体季节性干缩湿胀过程更接近实际,探究了2种土样经历多次干湿循环作用后抗剪强度的衰减规律。结果表明：试样制备中有上覆荷载作用,实测土样经历同样干湿循环次数后的强度衰减幅度比无荷条件下的小,再次验证荷载对抑制强度衰减作用明显;不管原状还是重塑样经干湿循环后的强度衰减主要是c值大幅降低,其值虽也减小但降幅都不大;此外,计入边坡浅层破坏时滑面的低应力条件开展试验并分析测试结果,得到做边坡浅层稳定性分析时合理的抗剪强度参数,研究结果可供工程设计参考。     

固化疏浚淤泥作路基材料工程特性试验研究

为了探讨粉煤灰和工业矿粉固化疏浚淤泥作路基材料的可行性,通过一系列室内实验研究了不同固化剂配比对固化淤泥击实特性、水稳定性、承载力和抗剪强度的影响。实验结果表明,不同固化剂配比下固化淤泥的最大干密度均超过1.50g/cm3,最优含水率约为20~21%;淤泥固化处理后浸水4d的膨胀率均不超过1.1%,水稳性大幅提升;矿粉含量越高,粉煤灰含量越低,CBR(California Bearing Ratio)值越高,土样的承载力越高,抗剪强度也越高。不同工况浸水4d的CBR值均达到了较高的水平,工况SD10FA20MP(淤泥∶粉煤灰∶矿粉=7∶1∶2)CBR值最高,达到了34.8%,是规范中高速、一级公路路基填料要求最低CBR值的4.35倍,作路基填料使用可行。     

冻融循环作用下盐渍土抗剪强度变化规律研究

研究冻融循环作用对不同种类盐渍土抗剪强度的影响,对研究区域现场勘察取样,选取罗布泊地区两种典型天然盐渍土:氯盐渍土和硫酸盐渍土,分别配制最大干密度和最优含水率的试样,在不同冻融循环次数下进行三轴固结排水剪切试验,考察两类盐渍土的抗剪强度随冻融循环次数的变化关系。结果表明:氯盐渍土的抗剪强度参数c_d、φ_{d随冻融循环次数的增加而减小,但φd降低的趋势比较平缓;硫酸盐渍土的抗剪强度参数cd、φd随冻融循环次数的增加而减小;硫酸盐渍土的抗剪强度参数cd、φd减小的幅度均大于氯盐渍土。氯盐和硫酸盐特性的不同是导致两类盐渍土抗剪强度随冻融循环次数增加而呈现不同变化趋势的根本原因。}     

微生物对固化/稳定化污泥长期强度的影响研究

固化/稳定化污泥中的微生物通过降解其中的有机质获得能量,同时产生有机酸和无机酸,酸能够分解固化/稳定化处理过程中生成的水化产物,对固化/稳定化污泥的强度产生影响。针对这种问题采用生物反应器强化微生物活性,获得反映微生物活动的有机质降解动力学模型,同时建立有机质降解量同强度损失量之间的关系。通过上述模型和关系可以评价微生物活动对固化/稳定化污泥强度的影响。研究结果表明,微生物对固化/稳定化污泥强度存在一定影响,随着固化/稳定化处理水平的提高,这种影响在逐渐减小。     

碱性氧化剂对水泥固化淤泥强度的影响研究

为消除淤泥中有机质对水泥固化淤泥的不利影响,提出了氧化降解有机质、减薄双电层厚度、维持pH值稳定等对策来提高水泥固化淤泥的强度。采用高铁酸钾和碳酸氢钠作为碱性氧化剂,配合水泥对淤泥进行固化处理。通过无侧限抗压强度试验,初步了解碱性氧化剂对水泥固化淤泥强度的影响规律,并利用有机元素试验、动电电位试验、比表面积试验和SEM等手段,进一步探究碱性氧化剂的固化机理。研究结果表明:掺碱性氧化剂的水泥固化淤泥7d无侧限抗压强度达到了1.536 MPa。碳酸氢钠通过中和有机酸,维持水泥固化淤泥为p H=9～10的碱性环境;该条件下,高铁酸钾能高效降解有机质,除去黏土颗粒表面聚合态的有机质胶膜,有利于SiO_2与Al_2O_3游离于孔隙溶液中,促进水泥水化产物的生成。同时,孔隙溶液中游离的高价阳离子与黏土颗粒表面低价阳离子交换吸附,减薄双电层厚度,引起土颗粒的絮凝团聚。     

固化污泥压缩特性研究

固化技术是污泥进行填埋处置常用的处理技术之一,固化污泥的压缩参数是进行填埋场库容计算和稳定性评价的重要指标。选用水泥作为固化材料,开展了不同材料添加量和不同养护时间条件下固化污泥的压缩特性研究,并从固化污泥水分形态和转化角度对压缩性变化机理进行了探讨。结果表明,即使水泥添加量达到30%,固化污泥的压缩指数也高达0.71,是一种高压缩性的土。水泥的添加量在10%~20%时,固化污泥压缩指数降低显著,但是超过20%以后,压缩指数变化趋于稳定。其原因主要在于污泥中的水分具有较高的结合势能,过多的水泥并不能获得更多的自由水发生水化反应。固化污泥的压缩指数随着养护时间的增加而降低,当达到14 d时趋于稳定,但60 d以后压缩指数又出现降低趋势,其原因主要是微生物逐步分解污泥结合水中的碳氢化合物,有机质含量下降,导致压缩指数降低。     

水泥固化重金属污染土干湿循环特性试验研究

水泥固化/稳定法是修复污染土地基的常用方法,修复后的固化土在外界环境干湿循环作用下的稳定性如何是事关修复成败的关键所在。通过系统的室内试验,着重研究了水泥固化Pb²⁺、Zn²⁺污染土在干湿循环作用下的强度特性、淋滤特性以及微结构变化规律,揭示了水泥固化重金属污染土的微观作用机制。试验结果表明,固化土体的强度及淋滤特性随着水泥掺量的增加得到了显著改善。固化重金属污染土的无侧限抗压强度随干湿循环次数的增加先增大,达到峰值后,随干湿循环次数的继续增大而减小。污染物掺量较低时,重金属离子的滤出浓度在干湿循环作用初期略有降低,此后则有所增加,但变化幅度较小;高污染物掺量时,滤出液中的重金属离子浓度较高,且随着干湿循环次数的增加而不断增大。低污染物掺量下,水泥对Pb²⁺及Zn²⁺固化效果相差不大;高污染物掺量下,水泥对Zn²⁺的固化效果较好。经过干湿循环作用后的固化土的扫描电镜试验结果与与其宏观力学及淋滤特性指标变化规律一致,从微观角度揭示了固化土工程性质的变化机制。     

Suction variations and soil fabric of swelling compacted soils

This study addresses firstly the soil fabric variations of loose and dense compacted soil samples during a single wetting/drying cycle at suctions between 0 and 287.9 MPa using mainly the mercury intrusion porosimetry（MIP） tests.Two suction techniques were employed to apply this wide suction range：the osmotic technique for suctions less than 8.5 MPa,and the vapor equilibrium or salt solution technique for suctions higher than 8.5 MPa.Secondly,the soil water retention curves（SWRCs） were predicted by the MIP test results for both loose and dense soil samples.A reasonable correspondence between MIP results and SWRCs was found on the wetting path at lower suctions close to saturation and on drying path at higher suctions.     

部分排水剪切时土的抗剪强度

建立了剪切时存在部分排水条件下土的抗剪强度与总应力强度指标理论式,分析了部分排水时土的抗剪强度确定与模拟问题。     

Modification of nanoparticles for the strength enhancing of cement-stabilized dredged sludge

This paper investigates the effectiveness of nano-modification on the strength enhancement of cement-stabilized dredged sludge (CDS). Three types of nanoparticl...