重塑非饱和粉质黏土抗剪强度特性试验研究

含水率对非饱和土的抗剪强度有很大影响,因此研究含水率与非饱和土抗剪强度之间的关系,具有重要的工程意义.以粉质黏土为研究对象,通过直剪和基质吸力试验,研究含水率对抗剪强度及内摩擦角和黏聚力的影响.结果表明:随着基质吸力的增大,非饱和土的抗剪强度不断增大,说明基质吸力对抗剪强度有较大贡献;随着含水率增大,土的内摩擦角减小;在含水率较小时,黏聚力增大,当含水率增加到一定值时,土的黏聚力急剧下降.     

活性MgO固化黄土抗剪强度特性研究

引入绿色低碳材料活性MgO,通过不固结不排水直接剪切试验,研究活性MgO掺量、养护龄期、含水率和压实度等因素对活性MgO固化黄土抗剪强度特性的影响.结果表明:活性MgO可显著提高黄土抗剪强度;随着活性MgO掺量和养护龄期增加,固化黄土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角先增大后减小,在6%活性MgO掺量和14 d养护龄期处达到最大值;含水率增大使固化黄土抗剪强度和粘聚力呈现先上升后下降趋势,内摩擦角持续减小,在最优含水率附近固化黄土抗剪性能达到最优;增大压实度使固化黄土抗剪强度、粘聚力和内摩擦角持续增大,且最优含水率对应固化黄土强度增长最明显.考虑到活性MgO固化黄土在实际工程中的应用,建议选取如下参数:活性MgO掺量6%、养护龄期14 d、黄土最优含水率、压实度96%.     

石灰土填料抗剪强度试验研究

模拟石灰土在工程中的应力状态,利用静三轴CU试验研究了石灰土的应力-应变关系及强度特性,探讨了在不同石灰掺入比的情况下石灰土抗剪强度指标的变化规律,分析了素土和石灰土的变形破坏模式;采用扫描电镜（SEM）照片及能谱分析（EDS）研究了掺灰比不同的石灰改良土的微观结构和矿物构成,并结合三轴实验结果,从微观结构上研究了石灰改良土的加固机理.试验结果表明：石灰土强度随石灰掺量增加而提高,当石灰掺入比大于4%时,石灰土的强度和抵抗变形的能力较素土有显著的增强,可以用解释加筋土加固机理的准粘聚力原理来解释石灰改良土的加固机理.研究结果对于深入认识石灰土的加固机理和现场施工合理选择石灰掺入比具有指导意义.     

粉煤灰改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

以宜昌市某公路沿线的膨胀土为原材料,采用宜昌热电厂产生的粉煤灰为外掺剂,在室内进行直接剪切试验,观察不同掺灰量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响规律.研究结果表明,掺粉煤灰改良膨胀土能提高膨胀土的抗剪强度,掺入粉煤灰之后,内摩擦角增大,黏聚力降低.掺粉煤灰改良膨胀土提高膨胀土的抗剪强度主要靠提高内摩擦角来实现.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先增大后减小,当掺灰量达14％时,内摩擦角达到最大值.随着掺人粉煤灰量的增加,改良膨胀土的黏聚力逐渐降低,降低的趋势先快后慢.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的抗剪强度先增大后减小,当掺灰量达到14％时,抗剪强度达到最大值.结论为：掺灰量达14％时,改良效果最好.     

非柔性加筋材料加筋土的强度特性分析

通常的加筋土所用的筋材一般为柔性材料，仅考虑筋的抗拉强度，加筋后土体强度的提高表现为粘聚力有很大的提高，而内摩擦角几乎不变；而特殊的一些加筋工程，所用的筋为非柔性材料，其特点是具有抗拉、抗剪和抗弯强度，根据非柔性材料的以上特点，通过建立复合体单元受力破坏模式，将加筋土体的破坏分为摩擦型破坏和拉断型破坏，分析了轴对称三轴试验条件下非柔性加筋材料加筋土的强度特性，通过静力平衡条件，得出大小主应力之间关系，该式表明，非柔性材料加筋后土体的粘聚力和内摩擦角均增大许多．结果对有关加筋土工程的合理设计计算有参考价值。     

上覆荷载作用下红黏土抗剪强度变化规律研究

为了探究红黏土地区道路等地基工程建设中出现裂缝的原因,通过直剪试验对更加符合工程实际情况的上覆荷载作用下的红黏土抗剪强度变化规律进行研究.结果表明:无论有无上覆荷载,红黏土黏聚力、内摩擦角均随含水率的增大逐渐减小,随压实度的增加而逐渐增大,随干湿循环次数的增加逐渐减小;黏聚力受含水率、压实度影响的程度大于内摩擦角;同一条件下,上覆荷载作用下的红黏土黏聚力C、内摩擦角φ均大于无上覆荷载作用下的,且上覆荷载作用下的抗剪强度受含水率、压实度、干湿循环次数的变化幅度小于无上覆荷载作用下的.研究成果可为红黏土地区的道路等地基工程建设提供更加可靠的技术支撑.     

开封典型土含水率对抗剪强度的影响研究

含水率变化对土的抗剪强度影响较大,非饱和土的抗剪强度,影响工程实施。分析非饱和土抗剪强度理论研究现状;取开封土样,采用直接快剪试验方法得到不同含水率土样的抗剪强度;分析试验数据,得到含水率变化对抗剪强度的影响规律。     

南方短时冻土抗剪强度指标C、φ值的试验研究

以2008年南方地区发生的极端冰雪灾害使土体短时冻结并融化后造成的地质灾害为背景,通过模拟极端冰雪环境,研究在短时冻结-解冻条件下,冻融作用、温度和含水量等因素对南方地区粉质粘土的抗剪强度指标C、φ值的影响.对不扰动土及重塑土试样进行大量直接剪切试验和环境扫描电镜试验,试验发现冻融前后土的C、φ值和微观结构均有一定的变化,并分析了正冻结土与正解冻土在不同温度及含水量下C、φ值的变化规律.     

公路滑坡抗剪强度指标反算法应用研究

滑带土的粘聚力及内摩擦角是影响滑坡推力计算结果可靠性的关键指标,而试验方法、经验法因受各种条件的制约难以客观、准确确定.文章提出了可综合考虑环境与地质因素的影响、有效确定粘聚力和内摩擦角的简便方法——反算法,并将该法应用于实体工程,研究其有效性.     

冻融循环下路基土抗剪强度与塑性指数相关性

取季节性冻土区3种不同塑限路基土,通过对室内制备的试样在经历0～7次完整冻融循环过程后,进行不同围压下三轴压缩试验,得出如下结论:同种土相同冻融循环次数下,抗剪强度随围压的增加而增加;相同围压下抗剪强度随冻融循环次数的增加基本呈下降趋势;相同围压、相同冻融循环次数条件下,抗剪强度随塑性指数的增加而增加。采用指数函数进行多元非线性拟合,建立了不同塑性路基土抗剪强度与围压、塑性指数及冻融循环次数的关系,拟合效果理想。     

Effect of freeze-thaw cycles on bond strength between steel bars and concrete

The effect of freezing and thawing cycles on mechanical properties of concrete （compressive, splitting tensile strength） was experimentally investigated. According to the pullout test data of three kinds of deformed steel bars, the bond stress-slip curves after freezing and thawing were obtained. The empirical equations of peak bond strength were proposed that the damage accounted for effects of freezing and thawing cycle. Meanwhile, the mechanism of bond deterioration between steel bars and concrete after freezing and thawing cycles was discussed. All these conclusions will be useful to the durability design and reliability calculation of RC structures in cold region.     

原状黄土冻融过程抗剪强度劣化机理试验分析

通过对西安Q₃原状黄土在封闭系统冻融作用下的电镜扫描和直剪试验,研究了冻融作用对原状黄土微观结构和强度的影响。试验表明：冻融过程中原状黄土微观结构发生显著变化,大颗粒集粒数量明显减少,小粒径土颗粒所占比重增加,孔隙面积比增加。进一步基于损伤力学理论,得到微观结构冻融损伤度随冻融次数增加呈指数增加趋势,反映出冻融作用一定程度上破坏黄土体的结构强度,但多次冻融后黄土体结构强度趋于稳定的残余强度。冻融过程土样表面结构发生破坏,且含水率越高,土体表面特征破坏越严重。粘聚力随冻融次数增加呈指数衰减趋势,且含水率越高,粘聚力衰减幅值和速率越小;粘聚力随含水率增加表现出线性衰减特征,且冻融后粘聚力与含水率的变化规律近似重合;内摩擦角无明显规律性变化。粘聚强度冻融损伤系数随冻融次数增加呈指数增加趋势,随含水率升高有增大趋势。基于试验数据规律性,进一步提出了原状黄土粘聚强度劣化模型,该模型经试验验证可较好描述原状黄土粘聚强度劣化规律。     

冻融循环对含砂粉土力学性质的影响

为了探究多年冻土区地表层的土体在冻融循环过程中力学性质的变化,通过对不同环境冷却温度、压实度、冻融循环次数、含水率和围压下的含砂粉土试样进行室内不固结不排水三轴试验,研究冻融循环后土体应力-应变关系曲线、破坏强度、弹性模量、抗剪强度参数的变化规律,然后借助正交试验的显著性分析理论,研究以上因素以及各因素间交互作用对破坏强度和弹性模量的影响程度.结果表明:含砂粉土的破坏强度和弹性模量随冻融循环次数增加,在围压300 k Pa或冷却温度-5℃的情况下呈先增加后减小最后稳定的趋势,且在冻融循环3次后达到最大值;随冻融循环次数的增加,内摩擦角在冷却温度为-5℃的情况下逐渐减小并趋于稳定,在冷却温度为-10℃和-15℃的情况下先增加后减小最后趋于稳定;围压、含水率、压实度、冻融循环次数对破坏强度和弹性模量影响显著,冷却温度的影响较弱,压实度和含水率、冻融循环次数和围压的交互作用对破坏强度影响显著.综上分析得出,在研究冻融循环对土体力学性质的影响时应综合考虑各因素及其之间的交互作用.     

冻融循环对粉煤灰土动强度的影响

根据粉煤灰土和粉质黏土经过冻融循环后动强度的对比试验,对粉煤灰土和粉质黏土的动强度做出了定量分析。试验发现,冻融循环影响粉煤灰土的强度特性,经过1次冻融循环后,粉煤灰土的强度明显降低,但是粉煤灰土的动强度下降率低于粉质黏土的下降率。随着冻融循环次数的增加,粉煤灰土的动强度逐渐衰减,经历4~5次冻融循环的粉煤灰土的动剪强度趋于稳定,且高于粉质黏土,在季节性冻土地区可以减轻公路的冻害。     

微生物加固钙质砂强度演化过程的环剪试验研究

为获得钙质砂试样在微生物加固过程中的强度特性,对环剪仪的剪切盒进行改造,实现在环剪仪上直接完成钙质砂试样的微生物固化过程.通过环剪试验研究加固时间对固化效果的影响,考虑环剪试验过程中竖向应力的影响并与未加固钙质砂试样进行对比分析.结果表明:在改造后的环剪仪上直接完成固化可以获得加固时间较短、强度相对较低的试样.随着加固...     

Behavior of high water-cement ratio concrete under biaxial compression after freeze-thaw cycles

The high water-cement ratio concrete specimens under biaxial compression that completed in a triaxial testing machine were experimentally studied. Strength and deformations of plain concrete specimens in two loading direction under biaxial compression with stress ratio of a=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0 were obtained after 0, 25, 50 cycles of freeze-thaw. Influences of freeze-thaw cycles and stress ratio on the peak stress and deformation of this point were analyzed according to the experimental results, Based on the test data, the failure criterion expressed in terms of principal stress after different cycles of freeze-thaw, and the failure criterion with consideration of the influence of freeze-thaw cycle and stress ratio were proposed respectively.     

微生物加固钙质砂环剪试验研究

对取自南海岛礁的钙质砂进行固化处理,通过环剪试验研究微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）胶结钙质砂的抗剪强度特性,并考虑菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间、竖向应力以及海水环境等因素的影响. 结果表明：MICP方法可以有效提高钙质砂的抗剪强度. 当加固液浓度为0.5 mol/L时,加固后试样的抗剪强度达到最大值,约为未加固试样的3倍,并表现出显著的应变软化现象. 提高菌液浓度、菌液浸泡时间、加固液浓度、加固时间均可改善微生物加固效果,减小残余强度与峰值强度的比值,使试样的应变软化现象越来越明显. 海水环境虽对MICP加固过程有抑制作用,但在此环境下采用MICP方法仍能有效提升钙质砂地基的抗剪强度.     

钙质结核含量对黄土强度及变形特性的影响

通过室内直剪试验研究不同钙质结核含量对试样的强度、变形等特性的影响。研究发现,钙质结核对试样的抗剪强度指标影响很大,随着钙质结核含量增多,试样的粘聚力降低,内摩擦角增加。在高正应力下试样中的钙质结核的骨架作用能够充分发挥,含量越高强度越大。低正应力下,含钙质结核试样的剪切变形曲线是应变软化型,而不含钙质结核试样的应力-应变曲线为应变硬化型。随着钙质结核含量、正应力的增加,在理想塑性阶段曲线明显不同。     

初始损伤–载荷–冻融作用下红砂岩的孔隙结构及力学特性

中国寒区的岩体支护、边坡开挖等工程需要深刻认知、准确评估载荷和冻融诱发岩体的损伤情况,尤其是裂隙岩体的损伤。研究采用核磁共振技术测试含单裂隙红砂岩试样在初始、力学循环加载后、冻融循环后三个阶段的孔隙度、T2谱分布等微观孔隙参数,随后测试损伤后试样的力学参数,以量化、评估力学循环加载、冻融循环对试样孔隙参数及力学性质的影响。试验结果表明,荷载和冻融先后作用下不同试样的孔隙结构和力学性质有相似的变化规律。试样随着力学循环加载其孔隙度不断增大,随着冻融循环作用其孔隙度继续增大。循环载荷作用促使试样孔隙度的增大以原有孔隙扩展为主,冻融循环作用促使试样孔隙度的增大以新增小孔隙和原有孔隙扩展为主。载荷、冻融都将导致试样强度、弹性模量的损伤,单一冻融作用下红砂岩试样强度损伤在5%-10%,但载荷、冻融先后作用下试样强度损伤达到20%-30%,试样的初始强度越小其强度损伤越大。分析试样的微观孔隙和宏观力学之间的相关性,发现损伤试样的孔隙度增幅与试样的强度降幅呈正相关。