可溶碱对水泥/氨基磺酸盐减水剂相容性的影响

测定了水泥浆体中的总碱含量和可溶碱含量.通过掺加K2CO3溶液(改变水泥浆体中可溶碱的含量),同时调整氨基磺酸盐高效减水剂掺量,观察水泥浆体的流动度和流动度经时损失变化,以确定水泥浆体中可溶碱含量对水泥/氨基磺酸盐高效减水剂相容性的影响.研究结果表明:氨基磺酸盐高效减水剂掺量和水泥中的可溶碱含量共同决定了水泥浆体的流动度.水泥中所含可溶碱含量低于最佳可溶碱含量.当氨基磺酸盐高效减水剂掺量小于其饱和掺量时,掺加适量的可溶碱有助于提高水泥浆体的流动度,减小水泥浆体流动度经时损失;当氨基磺酸盐高效减水剂掺量大于其饱和掺量时,则基本上可以不考虑可溶碱含量对水泥浆体流动度的影响.     

应力历史对黏土–混凝土界面剪切特性的影响研究

 采用大型直剪仪,系统研究法向应力历史对黏土–混凝土界面剪切特性的影响。根据制定的加卸荷方案,对3个粗糙度等级(锯齿高为0,1,2 cm)的黏土–混凝土接触界面先加荷至初始法向应力,再卸荷至剪切法向应力进行剪切。从剪应力–剪切位移曲线、界面最大剪应力、剪胀性3个角度对试验结果进行对比分析。分析结果表明：黏土–混凝土界面剪应力–剪切位移曲线仍大体呈双曲线形式,并未出现应变软化现象。初始法向应力越大,相同剪切位移对应剪应力越大;初始法向应力越大对应的界面最大剪应力越大,根据Mohr-Coulomb准则通过线性拟合得出界面强度参数,并引入界面摩擦有效系数和黏聚有效系数。通过数据对比发现,界面黏聚有效系数随着初始法向应力的增大而增大,而摩擦有效系数则随初始法向应力的增大而减小。剪切过程中3个粗糙度等级的黏土–混凝土界面均发生不同程度的剪胀,界面越粗糙,剪胀量越大。同时,应力历史对界面剪胀性规律有明显的影响,未经历法向卸荷的界面剪切过程开始先剪缩然后再剪胀,而经历法向卸荷的界面剪切一开始便呈现剪胀,且初始法向应力越大,剪胀越明显。     

可溶盐溶结循环对清水墙结构的风化影响

外界环境干湿交替变化形成的可溶盐溶结循环是导致中国南方清水墙结构风化的重要因素,截止目前尚缺乏系统化的有限元软件可以模拟这一风化程度.为了深入研究可溶盐溶结循环对南方清水墙结构的影响规律,对比分析了水冻融循环与饱和可溶盐溶结循环的作用特点与数学模型,并通过线性关系将二者联系起来.基于此分析,采用发展较为成熟的冻融循环"...     

粘土可溶盐含量与粘土砖泛霜程度相关性的研究

介绍了一种快速测定砖泛霜的试验方法,并对大量的砖样及相应土样进行了测试和分析,研究了原料土中可溶性盐含量与粘土砖泛霜程度的相关性,科学地提出原料土中可溶性盐含量的允许范围,这对生产中如何防止和消除泛霜有一定的指导意义.     

黏土热–力学特性对能量桩力学特性的影响

能量桩运行会导致土体温度场的改变,从而影响桩周土的热–力学特性,进而影响能量桩的变形、桩–土界面应力及承载性能。将ACMEG-T土体热本构模型在ABAQUS软件中进行二次开发,通过编写UMAT子程序对能够反映黏土热–力耦合特性的三轴试验结果进行模拟与分析,验证了模型的可靠性。建立数值模型,研究了土体热–力学特性对能量桩位移、桩–土界面应力及桩身轴力的影响规律。研究结果表明,温度变化会导致土体产生累计沉降,并进一步导致桩侧产生负摩阻力;在负摩阻力的影响下,能量桩会产生额外的沉降以及不可恢复的轴力;土体热–力学特性对能量桩力学特性的影响效应随着土体超固结比的增加逐渐减弱。     

考虑法向应力历史的黏土–混凝土界面弹塑性分析

 土与混凝土接触界面剪切力学特性研究对桩基础设计至关重要,非挤土桩施工过程中由于成孔卸荷或桩身混凝土凝结造成界面附近土体径向卸荷,径向荷载的变化势必改变桩土界面的荷载传递规律。通过大型结构剪切试验发现：法向应力的变化历史对黏土–混凝土接触面剪切变形特性和强度参数影响明显。为给钻孔灌注桩桩土接触界面数值模拟提供合理的剪切力学模型,以接触界面积累的能量为硬化参数,假定接触界面剪切过程为界面积累能量对外做功的过程,考虑法向应力历史对剪切刚度的影响,提出考虑法向应力历史的黏土–混凝土界面模型,并介绍各模型参数的确定方法。模型原理清晰,参数物理意义明确。通过大型直剪试验成果数据对界面模型进行验证。结果表明：提出的模型能准确地再现和预测不同法向应力历史条件下的黏土–混凝土接触界面的力学特性。     

氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用及其对黏土土性影响

以湛江黏土为研究对象,采用选择性化学溶解法,利用浸泡法、改进型渗透仪与柔性壁渗透仪除去土中游离氧化铁、无定形氧化铁和络合铁胶体,比较分析除去氧化铁胶体前后土的物理与力学性质指标、矿物成分以及结构变化特点,探讨氧化铁胶体的界面活性、胶结特性及其与黏土矿物的交互作用。结果表明,湛江黏土的结构强度受黏土矿物——氧化铁胶体的电性引力和镶嵌孔隙的氧化铁胶结状态的控制是导致其具有高灵敏性、强结构性的根本原因。氧化铁胶体对湛江黏土的水稳性、稠度、黏附性、渗透性、压缩性、灵敏性、结构强度均有重要影响。氧化铁胶体与黏土矿物的交互作用的本质并不是通过改变和破坏矿物晶格结构来改变黏土矿物性质,而是通过改变土颗粒间的联结状态及粒间力来控制微观结构形态,进而影响土的基本性质。氧化铁胶体对土性的影响程度与其赋存状态、老化结晶程度、水化程度密切相关,除了游离氧化铁、无定形态的氧化铁也是构成湛江黏土胶质联结的重要组成部分。     

基于渗透非线性的黏土岩热–水–力耦合效应研究

在多孔介质的热–水–力耦合分析中,孔隙率和孔隙水的黏滞性是影响渗透性的主要因素。通过研究孔隙率和孔隙水黏滞性的改变规律,在数值分析时,引入了孔隙率随应力改变和孔隙水黏滞性随温度改变的渗透非线性分析方法。同时研究了数值分析中温度荷载作用下应力边界条件和位移边界条件对温度应力的影响。研究结果表明:温度荷载作用下,数值分析时采用应力约束边界比位移约束边界更合理;考虑渗透非线性情况下得到的孔隙压力计算值与实测值更接近。     

水化学环境对湛江组黏土结构强度的影响研究

为研究水化学环境对湛江组黏土结构强度的影响,收集湛江地区地下水水文地质资料,并通过钻孔取水进行化学分析,分析该区地下水的化学环境与影响因素;利用离心过滤法提取土中水溶液,调查土中溶液的化学成分与特性;在此基础上,采用选择溶解法去除土中胶结物质,利用扫描电子显微镜与能谱分析,对比分析去除胶结物质前后的微观结构变化。研究表明:湛江地区的地下水与湛江组黏土中水溶液的化学构成与比例含量基本一致,水化学类型为Cl-Na型,表现出偏酸性与富含铁离子的特征,水中大量的铁为土颗粒的联结提供了胶结物质,酸性环境促使游离氧化铁产生胶结效果进而提高土的结构强度。最后,提出了考虑地下水环境影响的湛江组黏土结构强度的形成机理,研究表明湛江组黏土较强的结构性源于开放式的絮凝结构加上颗粒间的强胶结作用。     

聚丙烯酰胺对淤泥质黏土孔隙影响的试验研究

以浙江台州淤泥质黏土为研究对象,在掺入水泥、生石灰、粉煤灰的基础上添加聚丙烯酰胺,对重塑黏土、不加聚丙烯酰胺、加聚丙烯酰胺重塑黏土试样进行扫描电镜观测,研究聚丙烯酰胺结合无机材料对淤泥质黏土孔隙结构的影响。最后利用计算机图像处理技术,研究了固化剂对淤泥质黏土孔隙结构的改变。研究结果表明,经固化剂加固后的黏土颗粒间胶结联结加强,结构稳定性提高。最后采用MATLAB对图像中孔隙总面积,总周长等参数进行定量分析。分析发现:淤泥质黏土的天然孔隙比、不加聚丙烯酰胺重塑土的孔隙比、加聚丙烯酰胺重塑土的孔隙比依次递减,从而得出聚丙烯酰胺与无机材料结合比单加无机材料作为固化剂对淤泥的加固效果有一定程度的提高。     

长期循环荷载作用下温州结构性软黏土的应变特性研究

针对软黏土存在的结构性特征,在不同围压下对天然温州软黏土进行了不排水静剪和大数目（50000次）循环加载试验,研究了结构性对土体强度的影响,并进一步分析了结构性软黏土在长期循环荷载作用下的应变特性。研究表明：围压较低时,土体的结构性在固结过程中没有或很少被破坏,软黏土表现为较高的归一化强度;随着围压的增大,归一化强度逐渐降低;当围压高于土体屈服压力时,土体结构性在固结过程中被完全破坏,此时土体的归一化强度达到稳定值,与重塑土强度相同。这种特性使得软黏土在循环加载试验中,即使在相同动应力比（mtml_13-0310_bak/img_0.png26.013.95= 0.45）下,不同围压下的应变行为也表现出明显的不同。这种区别表现在应力-应变滞回曲线、回弹特性和累积塑性应变等方面。     

分散性粘土判别试验研究

应用碎块、针孔、双比重计、孔隙水可溶盐和交换性钠百分比等五种试验方法,结合物理化学性质和矿物成分分析,对西郊、三坪两水库大坝心墙土样进行了多种方案的分散性试验及长期渗流条件下的渗透变形试验和盐分运移试验。认为三坪土样中钠离子的分散作用小于西郊土样,钙镁离子的抑制分散作用大于西郊土样,并且三坪土样中的蒙脱石含量低于西郊土样,因此三坪土样属于非分散性土,西郊土样属于过渡型土。土样施工用水对土样的分散性鉴定结果影响较小,而冲蚀用水对土样的分散性鉴定结果产生大的影响。在长期的渗流条件下土样中钠离子随水流易迁移,河水中的钙离子含量大,进入土体后能抑制土样的分散性,促使土体向非散性的方向发展。结果表明土样中钠离子和钙镁离子含量多寡和相对含量对粘土分散性具有重要的作用,蒙脱石的存在是粘土分散性的重要因素,河水对粘土分散性能将产生显著影响。     

结构性软土力学特性的试验研究

对扰动程度不同的原状样和重塑样分别进行单向固结试验和固结排水及不排水三轴剪切试验,研究结构性对上海软土的变形、强度特性的影响。压缩试验结果表明:结构性强的原状样具有明显的结构屈服应力,结构性一般的原状样,结构屈服应力不明显;原状样比重塑样具有更大的压缩指数Cc和膨胀指数Cs。剪切试验结果表明:相同固结压力下,结构性强的土样强度不仅低于结构性弱的土样强度,而且低于重塑样的强度。这是由剪切时土样的孔隙比差异造成的。若消除孔隙比的影响,则结构性将使原状样具有更高的强度,且结构性越强,土体强度越高。     

天然沉积结构性黏土的不排水强度性状

通过对福州天然沉积黏土原状样及不同初始含水率重塑样进行三轴固结不排水剪切试验,探讨土结构性对天然沉积黏土强度性状的影响规律及作用机理。研究结果表明：结构性对天然沉积土固结不排水抗剪强度的作用程度受固结压力大小影响可以分为3个阶段：固结压力小于屈服压力阶段,不排水抗剪强度主要由土结构性控制,与应力水平基本无关;土结构逐渐屈服阶段,固结压力大于屈服压力,不排水抗剪强度随固结有效应力的增大逐渐趋于重塑样的强度线;土结构性影响消失阶段,原状样的不排水抗剪强度随固结有效应力的增长规律与重塑样相同。     

考虑软土结构强度的次固结特性试验研究

常规的次固结系数C_a计算方法并没有考虑土体结构性的影响。对原状土和人工结构性土进行了一系列的次固结压缩试验,研究了结构强度q对软土次固结系数C_a的影响。研究表明所提出的先期固结压力p_c计算方法有效地降低了Casagrande 法的误差;人工结构性土能够很好地反映结构性对土体固结特性的影响;结构性的存在能够减小土体进入次固结阶段所需时间;当荷载接近或超过土体的结构屈服应力σ_k时,土体残余的结构性有利于次固结变形的发展;软土的次固结系数C_a随着结构强度q的增加呈较好的线性增长关系;所提出的次固结系数C_a计算方法引入了结构强度q,为预测结构性软土的次固结变形提供依据。     

孔隙溶液浓度的变化对黏土强度的影响

孔隙溶液的变化对土体的强度具有重要作用,为了分析孔隙溶液浓度的变化对黏土的有效强度及黏土颗粒微观结构的影响,基于应变控制式室内直剪仪和电镜扫描技术,对采用不同浓度Na Cl溶液饱和的重塑土样进行强度和微观试验研究。试验结果表明孔隙溶液浓度的变化对土体黏聚力有很大影响,随着Na Cl溶液浓度的增加,黏聚力呈现降低趋势,当Na Cl孔隙溶液达到0.1 mol/L时,黏聚力出现负值。黏聚力主要来源于颗粒间物理化学作用力对颗粒移动的阻碍作用,当黏土孔隙中的Na Cl溶液浓度增加时,颗粒间斥力减小,颗粒变的易于移动,黏聚力下降。同时由于土中真实孔隙水压力的存在,使得黏聚力呈现负值。另外,通过电镜扫描对土体微观结构的探测表明,用Na Cl溶液调拌的土样主要以凝聚结构为主,而用去离子水调拌的土样主要以集聚结构为主。     

基于非平衡热力学理论的黏土多组分重金属吸附模型

黏土垫层土颗粒的吸附特性是控制溶质运移的重要关键因素,进而影响对防渗屏障长期服役性能的准确评估。在传统单组分吸附模型的基础上,基于非平衡热力学和Ziegler最大耗散率原理,通过构建弥散型自由能函数和弥散型耗散率函数,采用连续介质力学方法建立了非理想状态体系下适用于多组分重金属离子的非平衡态吸附模型。所建模型预测的多组分重金属离子吸附行为与已有试验结果吻合度较好,对比分析结果表明:所建非平衡态吸附模型能够正确揭示多组分重金属离子在黏土中的吸附动力学机制。     

考虑固结压力和加热温度影响的软土次固结系数

目前常用的软土次固结变形计算方法视次固结系数为常数,但研究表明,固结压力和温度对软土次固结都有着重要影响.本文在梳理已有研究成果的基础上,对原状软土次固结系数Cα随固结压力p和温度T变化的规律进行了研究,提出了考虑两者耦合作用的数学表达式,并进行了验证.结果发现:软土的结构性对Cα-p变化曲线有显著影响,当固结压力很小...     

饱和软粘土的循环蠕变特性

本文介绍对上海淤泥质饱和粘土在长期循环荷载作用下的变形特性的试验研究结果。考虑到土的各向异性性质,在三轴试验中,在K0固结条件下把土试样恢复到天然的K0应力状态,然后进行排水及不排水单向循环加载蠕变试验。从试验结果可以观察到一些重要的现象:(1)当循环轴向应力小于初始固结压力的50%时,饱和粘土的循环蠕变可分成三个阶段;(2)循环应变可分成不可逆的累积应变与可逆应变两部分,可逆应变的大小与循环应力幅值近似成线性关系;(3)孔压增长较为滞后,不排水试样孔压增长稳定时其值约为应力幅值50%,而排水试样的残余孔压约为应力幅值的20%。     

Membrane behavior of bentonite-amended compacted clay

The performance of landfill liners can be enhanced if they exhibit a semipermeable membrane behavior, which restricts the migration of contaminants. Consequently, enhancing the membrane property of clays used for liners is becoming increasingly important. As bentonite has already proven to be an excellent additive for improving the membrane behavior of clay, the hydraulic conductivities and membrane behaviors of a locally available clay, known as Fukakusa clay, amended with different amounts of dry bentonite (5%, 10%, 15%, and 20%) were herein evaluated. The chemico-osmotic efficiency coefficient, ω, was obtained under different concentration differences of KCl solution (0.5, 1, 5, 10, and 50 mM) for specimens in rigid-wall cells. The test results show that the ω of unamended clay is very low and can be ignored unless amended with bentonite, and that hydraulic conductivity k is suitably low (1.58×10⁻⁹ m/s). Additionally, ω decreased as the KCl concentration increased, which is consistent with the theory that increasing concentration causes progressively greater shrinkage of the diffuse-double layers of the clay particles. Furthermore, the mechanisms that influence the membrane behavior are discussed from the viewpoints of the diffuse-double layer and the interparticle pore size with the assistance of SEM.