掺砂粒径分布对泥质粉砂岩填料抗剪特性的影响

掺入不同粒径硬岩颗粒是软岩地层填方区改良软岩填料抗剪特性的重要方法。设定同粒径级配与单一粒径2类改良方式共32组试验,对比改良前后土料剪应力-剪切位移曲线,得到土料峰值剪切强度、破坏强度、粘聚力及内摩擦角等抗剪参数变化规律。试验结果表明,低应力条件下泥质粉砂岩土料受剪切作用而存在应变软化现象;掺入同级配砂粒后泥质粉砂岩土料内摩擦角随掺砂比例增加呈逐渐增大趋势,粘聚力先减小后缓慢增大;法向应力200、300kPa时,单一粒径替换后土料峰值剪切应力随掺砂中值粒径增加而缓慢增大并趋于稳定,内摩擦角随中值粒径值增大呈急剧上升后缓慢降低,在0.75 mm处取得极值;粘聚力呈先减小后逐渐增大趋势。可见采用粘聚力及内摩擦角等参数评估掺砂改良泥质粉砂岩土料抗剪特性时需注意粒径分布所引起的强度参数变化。     

变幅循环荷载下胶凝砂砾石材料的动强度特性研究

动强度是大坝稳定安全分析的重要参数，对工程设计具有重要意义。采用大型动三轴仪，开展变幅循环加卸载试验，探究了不同围压和水泥含量对胶凝砂砾石(CSG)材料动应力—动应变关系的影响；基于摩尔—库伦强度准则，以动应变为塑性内变量，研究了CSG材料在经历塑性变形时其动强度参数的演化规律。结果表明，动粘聚力和动内摩擦角随水泥含量增大而增加；随着动应变增加，动粘聚力下降较快，动内摩擦角增加，骨料间的剪切滑移产生的摩擦力起主导作用；达到峰值动应力时，骨料间的有效受力面明显减小，动粘聚力下降平缓，动内摩擦角减小，具有一定的滞后性。动粘聚力随动应变变化的规律符合幂函数关系；动内摩擦角与动应变变化的规律符合二次函数关系。研究结果可为CSG坝的抗震设计优化提供理论参考。     

排气状态对非饱和土抗剪强度的影响

为研究排气状态对非饱和土抗剪强度的影响,以云南昆明的红粘土和粉土为试验土样,以不排气不排水和排气不排水为控制条件进行三轴剪切试验。试验结果表明,排气条件下的非饱和土强度相较不排气时有所提高,且排气状态对红粘土抗剪强度的影响程度大于对粉土的影响程度;粘聚力与饱和度的关系呈非规律性,内摩擦角随饱和度的增大而减小;排气不排水条件下,粘聚力和内摩擦角均随干密度的增大而增大。试验结果证实了排气状态对非饱和土体抗剪强度的显著影响。     

重庆市长江边某地砂岩、砂泥岩、泥岩循环往复剪切强度变化规律研究

为研究重庆市长江边某地砂岩、砂泥岩、泥岩在往复剪切条件下的强度变化规律,通过控制砂泥岩颗粒配合比,分别在100、200、300、400 kPa的法向应力条件下进行8次循环往复剪切试验。结果表明,随往复剪〖JP2〗切次数的增加,三种试样的峰值剪切强度整体均呈减小趋势,且砂岩的峰值剪切强度最大,泥岩的剪切强度最小;三种岩石试样的抗剪强度指标变化规律总体一致,粘聚力先增后减,内摩擦角逐渐减小;砂岩的残余粘聚力最小,残余内摩擦角最大,泥岩的残余粘聚力最大,残余内摩擦角最小。结果可为工程实践中土料的选取提供参考。     

不同改良方法对膨胀土力学性质影响及物理机制对比分析

为解决北疆供水工程由于膨胀土湿胀干缩引起的滑动破坏问题,采用石灰、水泥和砂石料作为主要的固化材料,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、压缩试验和SEM试验,宏微观相结合探究不同改良方法下试验掺量对改良膨胀土力学特性的影响和微观结构强度形成机理。结果表明,随石灰、砂石料掺量的不断增加,土体强度稳步提升,而水泥改良土在掺量为7%左右时出现峰值,石灰、砂石料在掺量分别约为6%、30%时,改良土整体结构可压缩性较低,粘聚力较大,抗剪抗压强度较高,可满足工程应用要求;对最佳配合比的石灰与水泥固化土进行SEM分析发现,均有大量卷曲薄片状水化凝胶物质生成,相比原膨胀土孔隙减少明显,团粒胶结紧密,从宏观力学性能上表现为固化土体力学性能和稳定性能得到大幅提高。     

强度折减法中不同力学参数适用性论证

在分析比较各岩土体物理力学参数(包括抗剪强度参数、弹性模量、泊松比、剪胀角、抗拉强度)对均质土边坡稳定性及滑带的影响基础上,发现弹性参数和剪胀角、抗拉强度对边坡的稳定性影响较小,粘聚力和内摩擦角的影响较大,但各力学参数对滑动面的影响尚不足以改变土坡的整体破坏模式,同时得出坡角取34.5°是均质土坡中粘聚力和内摩擦角发挥作用程度相等时的临界坡角。     

含水率和干湿循环对人工填土边坡稳定性的影响

基于土体Mohr-Coulomb准则做了重塑土直剪试验,获得了不同含水率和干湿循环次数下粘性土抗剪强度参数及其变化规律,即随着含水率的增加,粘聚力先增大后减小,内摩擦角逐渐减小;随着干湿循环次数的增加,粘聚力先剧烈下降后趋于稳定,内摩擦角变化较小;含水率和干湿循环次数的增加,均使得土体抗剪强度降低。将试验结果应用于边坡稳定性计算中表明,含水率增加会导致边坡稳定性系数急剧下降,干湿循环次数增多也会导致边坡稳定性下降,但循环5次后,边坡稳定性基本保持不变。     

双安全系数动态局部强度折减法在边坡稳定分析中的应用

针对传统的强度折减法未考虑到边坡破坏过程中粘聚力和内摩擦角衰减速度的差异及边坡所有单元的强度参数均折减的问题,对边坡材料强度参数粘聚力和内摩擦角分别采用不同的折减系数,并根据屈服接近度判别标准,逐步调整折减区域,提出了边坡稳定分析的双安全系数动态局部强度折减法。实例应用结果表明,该方法能够较好地反映边坡破坏过程中粘聚力和内摩擦角衰减速度的差别,可模拟边坡失稳演变过程,得到的安全系数一般小于传统强度折减法和动态局部强度折减法。     

基于灰色关联度的平原水库地震动力响应敏感性分析

针对平原水库地震动力响应敏感性分析缺乏定量评价的问题,以某平原水库土石坝为例,选取坝体弹性模量、粘聚力、内摩擦角、水位、地震持时、地震振幅为影响参数,采用灰色关联分析法,定量分析了各项参数对地震动力响应的影响程度。结果表明,各项参数影响平原水库土石坝地震动力响应的敏感性从大到小依次为地震振幅、水位、地震持时、粘聚力、弹性模量、内摩擦角,定量敏感性分析结果符合平原水库土石坝地震动力响应一般规律。说明灰关联分析法简便、有效,可直观准确地获取主要因素和次要因素,能够广泛应用于平原水库地震动力响应的敏感性分析,为平原水库的抗震研究提供了一种有效方法。     

对均质土坡滑裂面位置变化规律的定性分析

针对在土坡稳定性分析中最危险滑面的位置受众多因素的影响,采用临界滑动场理论分析了粘聚力、内摩擦角、土体重度、边坡高度及水平地震系数对不同坡比时均质土坡最危险滑面位置的影响.结果表明,滑面位置随粘聚力增大、内摩擦角减小而逐渐变深,坡高愈大滑面位置浅,重度影响轻微,随水平地震系数的增加坡顶处深度增大、在坡脚处深度减小.     

掺石膏灰渣混合料的力学性质试验分析

为研究掺石膏灰渣混合料作为筑坝材料、路基材料等的工程适用性,对掺石膏灰渣混合料进行了物理力学性质试验,重点研究了五种脱硫石膏掺量的混合料的渗透性和抗剪强度。结果表明,混合料的渗透系数k、粘聚力c、内摩擦角φ均随脱硫石膏掺量的增加呈先增后减的趋势,且当石膏掺量均为30%时,渗透性最大,强度最高。故在实际工程中,可根据具体工程对渗透性和强度的要求选择不同石膏掺量的混合料。     

红石河水库枢纽区膨胀土饱和度对抗剪强度的影响

膨胀土遇水膨胀失水干缩,对工程构筑物危害巨大,以云南省瑞丽市畹町经济开发区红石河水库枢纽区膨胀土为试样土,通过一系列不同饱和度的原状土和重塑土直剪试验发现,随着饱和度的增大,膨胀土的剪切强度、内摩擦角和粘聚力均逐渐降低,但剪切强度和粘聚力的降低趋势较内摩擦角更加明显,且当饱和度逐渐增大时,内摩擦角的降低趋势逐渐减缓最终趋于稳定,同时原状土对外部因素的敏感性低于重塑土。土体的力学特性是土体内的矿物种类、矿物含量、水分及土体内部结构等综合作用的结果,并据此提出了一个考虑水分和土体自身性质的剪切强度计算模型,对比计算结果与试验结果,验证了该模型的有效性。研究成果可为类似工程提供参考依据。     

黄河上游十大孔兑苏达尔沟坡沟稳定性因素的敏感性分析

影响覆沙坡沟稳定的因素复杂多样,坡沟对不同因素变化的敏感性亦不同。为此,以苏达尔沟流域为例,基于强度折减理论利用岩土工程有限元分析软件GEO5(2018)测出不同工况粘聚力、内摩擦角、地下水位下覆沙坡沟安全系数值,并将模拟数据进行归一化的无量纲处理,进而定量分析单因素变化中坡沟稳定性对粘聚力、内摩擦角、地下水位的敏感性。结果表明,覆沙坡沟对粘聚力的变化最为敏感,其次是内摩擦角、地下水位;随着土体粘聚力、内摩擦角的增大,坡沟稳定性逐渐增强,与之不同的是随着地下水位的抬升,坡沟安全系数却逐渐下降,且降幅越来越明显,研究结果为水土流失综合治理提供了参考。     

基于大型三轴排水剪切试验的粗粒土强度特性研究

鉴于粗粒土强度受内外因影响往往随时间和空间而变化,选取塔城砂砾石试样做了大型三轴试验,研究了轴对称应力条件下粗粒土的强度特性。结果表明,体变增量为零对应于屈服强度,此时体缩变形达最大值;体变增量与轴向应变增量之比的最小值与破坏强度相对应,此时剪胀性最大;破坏强度一般比屈服强度大,且应力应变曲线软化特征越强,破坏强度与屈服强度之间的差异越大;屈服强度参数粘聚力小于破坏强度参数粘聚力,但屈服强度参数内摩擦角大于破坏强度参数内摩擦角。     

不同EPS粒径下轻量土变形强度特性三轴试验研究

为确定新型土工合成材料轻量土在不同发泡颗粒(EPS)粒径下的变形机理,通过三轴固结不排水试验系统研究其变形强度特性的影响规律。试验结果表明,轻量土应力-应变关系具有非线性、多阶段性、应变软化和应变硬化特性;抗剪强度破坏包络线有折线型与直线型两种,取决于自身结构强度与围压;粘聚力与内摩擦角均随EPS粒径的增大而递减。     

基于BP神经网络和均匀设计的边坡敏感性分析

为在边坡稳定性评价中确定影响因素的敏感性,采用BP神经网络和均匀试验设计相结合的方法对边坡进行敏感性分析。基于BP神经网络的非线性映射关系,利用均匀设计理论,使试验点分布更均匀、代表性更强,在考虑多因素交互作用的同时,大幅减少了试验次数。以某一岩体边坡为例,应用均匀设计理论建立边坡敏感性分析模型,并应用灰色关联分析方法评价其敏感性。结果表明,各因素对该边坡稳定性的关联度由大到小依次为重度、内摩擦角、粘聚力、边坡高度、孔隙水压力、边坡角。     

孔隙率对长期浸水沥青混凝土性能的影响

为探究孔隙率对水泥作填料的沥青混凝土长期力学性能的影响,采用相同配合比,分别配制孔隙率为1%、3%的沥青混凝土试件,并进行长期浸水后的水稳定性试验、拉伸试验、小梁弯曲试验及三轴试验。试验结果表明,1%、3%孔隙率的沥青混凝土水稳定系数均随着浸水时间的增加先上升后下降。当浸泡2 250h后,1%孔隙率的沥青混凝土抗拉强度由0.43MPa上升至1.03MPa,抗弯强度由1.42MPa增加至4.06MPa,粘聚力增大了351kPa,均呈现持续上升的规律,而内摩擦角减小了9.2°;3%孔隙率的试件抗拉强度由0.34MPa上升至1.23MPa,抗弯强度由1.22MPa上升至4.16MPa,粘聚力增大了428kPa,与1%孔隙率的规律相似,内摩擦角减小了12.3°。     

基于双折减系数法的边坡动力稳定分析

鉴于传统强度折减法对岩土体强度参数(粘聚力和内摩擦角)进行等系数折减,难以真实反映岩土体稳定性的缺点,以某库岸复杂岩质边坡为例,运用大型有限元软件ADINA,建立边坡有限元模型进行动力分析,采用双折减系数法计算地震荷载作用下边坡的地震响应,研究粘聚力和内摩擦角的折减关系,得出了边坡的动力稳定安全系数,并与传统的强度折减动力分析法进行对比。结果表明,传统的强度折减动力分析法可能稍有夸大边坡的安全裕度;采用双折减系数法进行动力稳定分析可行且更合理。研究成果可为边坡动力稳定分析提供参考。     

基于室内原状样试验的土石混合体强度特性研究

鉴于重庆市奉节县藕塘滑坡地区土石混合体是一种非均质、非连续的地质体,力学性质复杂,对比分析了影响土石混合体强度特性的因素,发现试样剪切应力-剪切位移曲线的光滑程度不仅与试样点高程有关,还与试样的含水率有很大关系;随着试验点高程的增大,土石混合体的内摩擦角不断增大,而相应的粘聚力随试验点高程的不断增大而减小;随着试样密度的不断增大,试样的内摩擦角不断减小、而粘聚力不断增大;随着含水率的不断增大,试样的内摩擦角不断降低,但粘聚力却逐渐增大。     

煤渣掺量对灰渣混合料力学性质的影响

灰场筑坝时多采用粉煤灰和煤渣的混合料,两者比例不同,混合料性质差异较大,针对目前煤渣掺量对混合料性质影响的研究较少的问题,通过压缩、渗透、抗剪强度等物理力学性质试验,研究了煤渣掺量对灰渣混合料力学性质的影响,揭示了混合料力学性质随煤渣含量多少而变化的规律。结果表明,灰渣混合料属于中等透水、低压缩性材料,其渗透系数k与内摩擦角φ随煤渣掺量的增加而增大;压缩模量Es随煤渣掺量的增加而近似线性增大;煤渣对混合料粘聚力c的影响很小。