攀枝花地区昔格达地层岩土工程特性

通过对攀枝花地区昔格达组粘土岩及粉砂岩的室内土工试验,分析了昔格达地层岩土工程特性,得出昔格达地层作为路基或建筑物边坡时,如果防水问题处理好,其自稳性较高。     

紫茎泽兰筋材改良昔格达土物理力学试验研究

针对攀西地区特殊昔格达土质,利用广泛分布的紫茎泽兰做改良土筋材,对昔格达紫茎泽兰加筋土进行不固结、不排水的三轴压缩试验,研究不同加筋量及不同围压下加筋土的σ-ε关系曲线和抗剪强度,并分析其影响因素。试验结果表明:昔格达紫茎泽兰加筋土的抗剪强度和抵抗变形的能力较素土有显著提高;内摩擦角φ变化相对较小,相对变化率绝对值在40.13%以内,但黏聚力增长较大,最高可达17.03倍;无筋素土试样大多以剪切破坏为主,而掺入紫茎泽兰筋材后,试样的破坏主要为鼓胀破坏;抗剪强度增加量与紫茎泽兰掺入量的比例呈非线性关系,且并非掺入量越大越好。说明紫茎泽兰筋材对土体存在补强的作用,同时试验得出黏聚力c值是影响加筋土抗剪强度的主要因素。     

基于抗剪强度试验的粘土质砾的力学特性研究

本研究以粘土质砾为研究对象，通过抗剪强度试验，分析了其抗剪强度特性，并系统研究了质量含水量、粗细骨料配比的影响规律。其中，粘土质砾的抗剪强度参数与质量含水率均呈现出负相关，但随着细骨料含量的变化，粘土质砾的抗剪强度参数呈现出先增后减的变化。最后，通过多元线性回归模型拟合抗剪强度参数与含水率和细颗粒含量间的关系，并验证了质量含水率和细骨料含量两个因素对粘土质砾抗剪强度的显著影响。     

昔格达粘土岩固结特性试验研究

本文对攀西地区特有的昔格达粘土岩的结构性成因进行了分析,并利用室内固结压缩试验研究了该类岩土原状土和重塑土的固结特性差异,分析表明昔格达粘土岩在天然状态下具有较强的结构特性。     

饱和度对昔格达加筋灰土抗剪强度的影响研究

攀西地区特有的昔格达土天然强度较高,但遇水易膨胀、崩解、软化。石灰加竹筋改良后的昔格达土强度大幅提高。但饱和度的不同将严重影响其强度,通过对17个昔格达加筋三七灰土试样养护28天后,按天然饱和、浸水3小时、浸水6小时、浸水9小时、真空抽气饱和进行室内三轴试验,研究石灰加竹筋改良昔格达土的抗剪强度,发现随着饱和度的增大,粘聚力降低明显,内摩擦角逐渐减小。     

绿泥石及绢云母对西昌昔格达组粘土I_p影响的分析

为了查明层状硅酸盐绿泥石、绢云母对西昌钒钛钢铁新基地工程区昔格达组粘土塑性指数IP的影响,本文对工程区昔格达组粘土样品的矿物成分、化学成分及塑性指数进行了对比分析,并用一定粒径的市购石英粉末与绿泥石、绢云母、蒙脱石等矿物粉末按比例混合进行室内试验测定其阿太堡界限,对试验结果进行塑性分析,并运用最小二乘法原理对塑性指数与液限之间的关系进行了线性回归分析。研究结果还表明,绿泥石及绢云母含量均与工程区昔格达组粘土的塑性指数存在线性关系。     

含水率对粘性土体力学强度的影响

根据粘土含水率与抗压，抗剪强度关系的试验，得出了含水率对粘性土体力学强度的影响规律，并结合理论和实例，分析含水率的变化对建筑物地基和边坡稳定的影响。     

昔格达土浸水压缩试验研究

通过对19%,21%,23%,25%不同含水率的昔格达土进行不同标准的固结试验,得出昔格达土在快速固结法和标准固结法下固结参数的差异性,并通过浸水压缩试验得出了不同含水率下昔格达土的湿陷系数及自重湿陷量,判定其仅在25%含水率下具有轻微湿陷性,最后通过对昔格达土添加水玻璃改性后得出改性后昔格达土的湿陷系数,结果显示改性后的昔格达土湿陷性显著降低,研究成果有一定的实践价值和社会意义。     

不同饱和度条件下合成纤维带对昔格达土c、φ值的影响

昔格达土是攀西地区广泛分布的一种土质,其物理力学性质与普通土相比较特殊。研究合成纤维带对昔格达土性质的影响具有重要的工程应用价值。通过三轴压缩试验,测得了在含水率为23%的情况下,合成纤维带昔格达土的c、φ值比普通昔格达土的c、φ值分别提高了35.9%、33.8%;同时还测得加合成纤维昔格达土在含水率为13%、20%、23%、26%四种情况下的c、φ值及其变化规律,发现其c值在含水率为23%时最大,为112.83k Pa;φ值在含水率为26%时最小,为13.476°。该试验的研究为加筋昔格达土技术的应用提供了基础数据。     

考虑含水率的昔格达地层隧道围岩稳定及亚级分级研究

昔格达地层隧道围岩对水极为敏感,遇水泥化等现象,造成围岩变形过大,支护结构开裂崩解和掌子面掉块塌方等地质灾害。该文通过现场采集、室内试验、数值模拟、现场监测和理论分析等手段,在考虑含水率的基础上对昔格达地层隧道开挖围岩稳定及围岩亚分级进行深入研究。研究结果表明：含水率对昔格达地层灰色页岩夹砂岩的黏聚力影响最大,对浅灰色页岩夹砂岩的内摩擦角影响最大。当含水率达到25%时,隧道开挖产生的拱顶累计变形、仰拱累计变形、水平收敛累计变形及掌子面累计变形值及掌子面挤出变形值均有较大的突变;隧道仰拱隆起累计变形最大值>掌子面挤出累计变形最大值>拱顶沉降累计变形最大值>隧道水平收敛累计变形最大值。对岩性进行机理分析发现昔格达地层隧道围岩的亚分级物理力学特性基本上处于Ⅳ3、Ⅴ1和Ⅴ2围岩。除了2号土浅灰色砂岩夹页岩处于Ⅳ3外,其他土样都是属于Ⅴ级范畴。同时得到含水率修正后的昔格达地层隧道围岩亚分级的围岩特征、含水率范围和BQ值范围,并提出亚分级后对应的工程措施。研究所采用的方法和结果可为昔格达地层隧道安全快速施工提供指导。     

The influence of water on the shear behaviors of intact sandstone

The shear behavior of rock is markedly affected by the presence of water. To study the influence of water on the shear behaviors of rock, a series of direct shear tests were conducted on intact sandstone specimens with different water soaking durations (from dried to saturated) under three levels of normal stresses. Before direct shear tests were performed, water absorption experiments were conducted to guide the different levels of water saturation required for the direct shear tests. The influences of water on shear stress-shear strain responses and peak and residual shear strength envelopes were investigated. The results show that soaking duration significantly impairs the peak and residual shear strengths and other shear properties (e.g., cohesion, friction angle and shear stiffness). The reductions in fracture energy and friction coefficient and the chemical and corrosive deterioration are the main mechanisms for the decrease of intact sandstone’s shear strength. A novel observation is that the failure patterns of specimens are sensitive to different water distributions. The results provided in this study reveal that the stability of rock engineering is affected by changes in water levels.

     

非饱和土抗剪强度与含水量关系研究

非饱和土的含水量对其的抗剪强度有一定的影响,所以研究非饱和土的含水量与抗剪强度之间的关系有实际的工程意义。以长春重塑粉质黏土为研究对象,通过固结排水试验和不固结不排水试验,研究含水量对非饱和土的抗剪强度指标的影响。结果表明:非饱和土的抗剪强度指标受到含水量的影响,黏聚力随着含水量的增加而升高,存在一个临界含水量,当超过这个含水量时,黏聚力反之降低;内摩擦角随着含水量增加而降低,存在一个临界含水量,超过这个含水量时,内摩擦角反之升高。     

路用土石混合料的剪切特性试验研究

路用土石混合料是一种不同于土和岩石的高度非均质材料。混合材料的变形和剪切强度参数主要受含石率、块石形状和土体性质的影响。通过现场取样,综合考虑三个因素的影响,开展室内大型直剪试验。研究结果表明:应力应变关系曲线表现出三个阶段;碎石与土组成的混合料抗剪强度大于同等混合比例的卵石与土组成的混合料;含石率为40%~60%时,混合料抗剪强度较好;粘土与块石的混合料含石率较低时,低围压下表现为剪胀,高围压下表现为剪缩,含石率较高时,低围压和高围压均表现为剪胀;砂土与块石的混合料在低围压和高围压下均表现为剪胀。为快速评测现场土石混合料的粘聚力和内摩擦角,本文还提出了一种实用、简便的估算方法。     

巫峡神女溪滑坡土体特性试验研究

滑坡土体各指标参数的准确获取是进行滑坡稳定性评价和工程治理的关键环节。文章以重庆巫山县神女溪滑坡为例,对其不同高程的土样进行了X射线衍射矿物成分分析和不固结不排水直剪试验,实施了库岸滑坡土体各指标对水位变化的敏感性试验。研究表明,滑坡土体所含矿物主要为方解石、石英和粘土矿物,粘土矿物中亲水性矿物对滑坡稳定性具有极大影响;含水量主要通过影响土体的粘结力,来降低抗剪强度;粘结力与含水量近似成二次曲线关系急剧降低,当含水量达到约18.21%时,其变化趋于稳定,而内摩擦角与含水量近似成线性关系小幅度递减。研究成果对类似滑坡土体强度参数的合理取值具有一定的参考价值。     

红黏土在不同应力路径下的力学特性试验研究

采用应力-应变控制式三轴仪对贵阳市某基坑内的原状和重塑红黏土进行了等压固结和K₀固结条件下的增p剪切、减p剪切、等p剪切应力路径室内试验,以研究在不同应力路径下红黏土的力学特性。研究结果表明,不同应力路径下红黏土的力学特性有较大的差异,红黏土对应力路径的敏感性与其自身的结构性有很大关系,初始固结条件和应力路径对红黏土抗剪强度指标的影响主要表现在对粘聚力的影响上,而对内摩擦角的影响较小。应力路径是孔隙水压力变化特征的决定因素之一。排水条件对红黏土的变形影响较小,对其强度值影响明显。对等压固结和K₀固结剪切结果进行比较,认为其在两种固结条件下的变形和强度上均存在较大差异。     

土工格栅–土体界面特性大型直剪试验研究

土工格栅与土体的界面特性直接影响了加筋土工程的安全和稳定性,土工格栅两侧为不同材料的界面特性研究还较少。采用双向土工格栅为加筋材料,对其两侧分别为不同含水率粉质黏土及不同粒径石英砂的界面特性开展一系列的大型室内直剪试验,分析法向应力、粉质黏土含水率、剪切速率、石英砂粒径及粉质黏土压实系数等因素对土工格栅–土体界面抗剪强度的影响。结果表明:土工格栅–土体界面抗剪强度与法向应力呈线性相关,符合莫尔–库仑理论;粉质黏土含水率的变化对土工格栅–土体界面抗剪强度有较大的影响,在最优含水率时其界面抗剪强度指标最高;剪切速率的大小和石英砂的粒径变化对土工格栅–土体界面的抗剪强度有一定的影响,其影响范围分别在±10%和±7%内;粉质黏土压实度的增加能有效增加界面抗剪强度,压实系数越高,其提高幅度越大。这些影响应在工程应用中适当考虑。     

Mechanical behavior of micaceous clays

This study aims to investigate the effect of mica content on the mechanical properties of clays.Commercially available ground mica was blended with a locally available clayey soil,at varying nica contents by mass of 5%,10%,15%,20%,25% and 30%,to artificially prepare various micaceous clay blends.The preliminary testing phase included consistency limits and standard Proctor compaction tests.The primary testing program consisted of unconfined compression(UC),direct shear(DS) and scanning electron microscopy(SEM) tests.The test results showed that the liquid and plastic limits exhibited a linear,monotonically increasing trend with increase in mica content.The rate of increase in the plastic limit,however,was found to be greater than that of the liquid limit,thereby leading to a gradual transition towards a non-plastic,cohesionless character.The soft,spongy fabric and high water demand of the mica mineral led to higher optimum water contents and lower maximum dry unit weights with increasing mica content.Under low confinement conditions,i.e.the UC test and the DS test at low normal stresses,the shear strength was adversely affected by mica.However,the closer packing of the clay and mica components in the matrix under high confinement conditions offsets the adverse effects of mica by inducing frictional resistance at the shearing interface,thus leading to improved strength resistance.     

基于正交设计的复杂环境下土石混填体大型直剪试验研究

为了更加系统、全面的研究土石混填体处于复杂环境时的强度特性,综合考虑含水率、浸泡时间、干湿循环、含石量、岩性与土性等因素,采用美国Geotest公司生产的大型直剪仪,并基于正交设计方法开展了一系列土石混填体室内大型直剪试验研究,进而确定出了不同因素对土石混填体抗剪强度有何影响及影响程度,为此类受多因素、多水平影响的试验研究探讨出了一种新的思路。试验结果表明：土石混填体抗剪强度主要源于内部石料间的相互嵌入、咬合及摩擦等作用;含石量是影响土石混填体强度特性最主要的因素,随着试样中含石量的增加其内摩擦角近似呈线性增加;对于试验中所涉及的3种水作用环境,含水率对土石混填体抗剪强度的影响最为显著,且含水率对其剪应力-剪切位移关系曲线亦存在非常重要的影响,相比之下,浸泡时间与干湿循环对试样抗剪强度影响较弱,且试样在浸泡48 h或干湿循环4次后其抗剪强度基本不会再继续弱化;当试样中含石量≥55%时,其抗剪强度受岩性影响较为明显。     

深部矿井岩石水稳性微观机理及强度软化特性研究

为了研究深部矿井岩石水稳性性质及遇水后强度软化的规律,对巨野煤田千米深部矿井岩石进行了系统的水解试验,表现出6种水解变形破坏形式,结合极限膨胀量特征总结了4类水稳性特征类型,并从饱水试验空隙率的角度论证了分类的合理性。在此基础上,分析了岩石水稳性差异的微观机理,认为微观结构的差异是影响水稳性特征类型的主要原因,而岩石内部高岭石、伊利石和伊蒙混层的相对定量含量是另一原因。岩石饱水后其强度软化明显,而岩石水稳性特征类型对其软化特征具有明显影响并具有一致性,其中饱水后抗拉强度试验中岩石主要呈现层状破坏,而岩石抗剪强度软化的关键是内摩擦角值的变化。不同饱水时间抗拉强度试验表明,岩石抗拉强度随饱水时间的增加呈指数规律减小,最后趋于稳定值;重复浸水–压缩试验表明,多次重复浸水–压缩使得岩样的最终破坏应力下降,出现了强度疲劳现象,其值小于饱和试样一次性加压破坏时的应力,更小于天然状态试样加压破坏时的应力。这是因为岩石每次浸水后内部结构的膨胀效应使得其内部结构发生了软化,从而降低了岩石的结构连接强度。     

非饱和土强度的吸力贡献形式研究

在三级法向应力条件下,分别对处于饱和与最优含水率状态时的4种土样进行直剪实验。所得结果表明,基质吸力会转化为土样的一种黏聚力,并以这种形式来增强土样的强度。与此同时,吸力对土样内摩擦角所造成的影响却是很微小的。分别用同种土样来进行持水特性试验,得到了每种土样处于吸湿与脱湿过程时的土–水特征曲线。对土–水特征曲线进行分析后可知,同种土样的强度特征与其所经受的水力路径是息息相关的;另一方面,与饱和土相比,促使非饱和土强度得以增加的因素是多样的,基质吸力只是占主导地位的因素。依据分析所得结果,可将Fredlund等人提出的非饱和土抗剪强度公式表述为更为直观的形式。