土工格栅加筋粘土的三轴试验研究

通过对具有不同含水率、不同土工格栅加筋层的粘土进行了三轴压缩试验,测定了土工格栅加筋土体的抗剪强度指标。分析了土工格栅加筋粘土体的内摩擦角和粘聚力随含水率、加筋层的变化规律,得出了有土工格栅加筋粘土的重要结论。     

土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究

基于梅河高速公路程江至华城段K20 638及K20 500处桥台加筋土台背处理方案,采用大尺寸直剪模型试验分析了土工格栅、土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土接触面上的剪切变形特性,其剪应力-剪切应变曲线呈明显的非线性关系,采用邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征,通过试验得到了土工格栅、土工格室加筋土界面的邓肯-张E-B模型参数,为今后土工格栅、格室加筋土桥台设计提供参考。     

土工格栅与尾矿界面摩擦特性的拉拔数值试验研究

研究土工格栅加筋尾矿坝的首要问题是格栅-尾矿界面摩擦特性,采用了FLAC 3D数值模拟分析了土工格栅在尾矿填料中的拉拔过程,探究含水率与上覆压力对于格栅-尾矿界面摩擦特性的影响规律,并且将其与室内拉拔试验的数据进行比较分析。研究结果表明：土工格栅与尾矿数值的计算结果与试验得到的数据基本符合;认为在土工格栅与尾矿数值计算过程当中,FLAC 3D数值模拟可以很好响应实验室测得的界面摩擦参数（似粘聚力和似摩擦角）;在数值模拟过程中,界面摩擦参数的选择需要进行适度的调节,其中似粘聚力数值可取1.1倍试验值,似摩擦角数值可取0.7倍试验值。研究结果可为土工格栅加筋尾矿坝设计提供一定支持。     

土工格栅加筋尾矿砂的强度理论模型研究

根据加筋土三轴压缩试验破坏特征,研究土工格栅加筋尾矿砂体的理论强度模型,并构造出摩擦型破坏和断裂型破坏的强度理论模型表达式。该模型可直接分析加筋后尾砂体强度指标,经与室内试验结果验证,强度分析预测值与试验数据符合性较好。     

土工格栅加筋黏土抗剪强度三轴试验

通过土体三轴受压条件下的无侧向静止土压力系数和摩尔-库仑定理,将加筋黏土体在三轴受压条件下的总体抗剪强度分为加筋土体发生侧向变形前的强度和与土工格栅密切相关的土体发生侧向变形后的强度两部分进行研究.在不同含水量下加筋黏土的三轴试验及其所得相关数据分析的基础上,提出利用加筋土体发生侧向变形后的抗剪强度与极限抗剪强度的比值P2随加筋层数的变化情况作为评价加筋效果的重要指标.试验结果表明,当黏土在最优含水量状态下时,其加筋效果最为显著.     

不同含水率条件下含瓦斯煤改进邓肯-张模型

为建立能够合理反映含瓦斯煤在不同含水率和围压工况下的力学特性模型,首先基于已有的含瓦斯煤常规三轴试验,分析其在不同围压和含水率条件下应力-应变特性;其次结合邓肯-张模型与Janbu公式得到相关的邓肯-张模型参数;然后建立初始弹性模量、破坏应力与各影响因素的拟合公式,构建能表征不同应力水平下含瓦斯煤变形规律的改进邓肯-张模型;最后对修正后的模型进行验证,对模型精度进行评价。结果表明：含水率的增加是引起含瓦斯煤模型参数动态变化的重要原因;提出的改进模型预测曲线与实际的试验曲线具有良好的吻合度,该修正模型可以准确反应不同围压和含水率下含瓦斯煤的应力应变特性。     

网孔尺寸对格栅-尾矿界面特性的影响

目前加筋尾矿结构中土工格栅的选用未考虑网孔尺寸的影响,仅考虑格栅的极限抗拉强度,致使格栅网孔尺寸的选用还存在较大的主观性。为了研究土工格栅加筋尾矿的网孔尺寸,也就是格栅-尾矿界面与剪切面面积比对格栅-尾矿界面强度参数的影响规律。选用5种网孔尺寸(12.7 mm×12.7 mm,25.4 mm×25.4 mm,38.1 mm×38.1 mm,50.8 mm×50.8 mm,63.5 mm×63.5 mm)相同规格的土工格栅,分别通过直剪试验和拉拔试验对格栅-尾矿的界面特性进行分析,探求土工格栅加筋尾矿的合理网孔尺寸。试验结果表明:两种试验条件下,随着土工格栅网孔尺寸增大,格栅-尾矿界面强度指标似黏聚力减小,似摩擦角增大;格栅网孔尺寸的变化对似黏聚力的影响显著,对似摩擦角的影响较小;随着格栅网孔尺寸的增大,界面似摩擦因数逐渐降低,降低幅度越来越慢,且法向应力越大,界面似摩擦因数变化范围越小;相同条件下,拉拔界面似黏聚力约为直剪界面似黏聚力的0.7倍,拉拔界面似摩擦角约为直剪界面似摩擦角的0.45倍。为了更准确分析土工格栅加筋尾矿的效果,应该将格栅-尾矿界面摩擦作用从界面综合摩擦作用中分离出来,得到格栅-尾矿界面摩擦因数比;随着格栅-尾矿界面与剪切面面积比的减小,格栅-尾矿界面摩擦因数比先轻微上升,后发生陡降,格栅加筋作用迅速消失。土工格栅加筋尾矿的合理网孔尺寸应控制在格栅-尾矿界面与剪切面面积比为0.4左右,即所用格栅网孔尺寸为38.1 mm×38.1 mm时,此时土工格栅加筋尾矿的效果最佳。     

土工格栅加筋尾矿坝的界面力学特性研究

保证尾矿堆放场所的安全,对保护周边生态环境、确保周边人民人身与财产安全具有重要意义。为了给尾矿坝加筋处理选择更为合适的土工材料,选用Paragrid 单向聚酯纤维纤塑土工格栅、HDPE-TGDG100高密度聚乙烯土工格栅作为试验土工材料,研究了两者与尾矿坝的界面力学特性,并设计了1个分别使用此2种土工材料的尾矿坝加筋界面力学对比试验,试验中法向应力设置有10、20、30、40 kPa四级。结果显示,在直剪与拉拔试验中,Paragrid格栅与尾矿填料的界面似摩擦角比HDPE-TGDG100格栅的高40.25%与4.57%,Paragrid格栅与尾矿填料的界面似黏聚力分别比HDPE-TGDG100格栅的高54.41%、4.69%。数据表明,Paragrid格栅的力学性能更为优良,采用Paragrid格栅对尾矿坝加筋,工程应用效果更好。该研究的成果对于尾矿坝加筋工程的技术改良具有一定指导作用。     

土工格栅与土界面的拉拔试验分析

通过经编土工格栅、单向土工格栅与粗砂、圆砾、残积土在不同法向压力下的拉拔试验,研究土工格栅与土界面特性。结果表明,单向格栅界面的拉拔系数和摩擦系数均小于经编土工格栅界面,界面摩擦系数随着土体颗粒粒径的增大而增大。同时结合有限元分析的方法,将数值结果与试验结果进行比较,进一步研究了法向压力、加筋长度、土体模量、格栅轴向刚度、界面折减因子等参数对界面特性的影响。最后研究了不同拉力作用下的界面剪应力和轴力分布规律。     

邓肯—张E-B模型参数对心墙土变形的敏感性研究

有限单元法是一种常见的分析岩土结构变形的数值计算方法,其土体模型参数的准确性是计算结果高可靠性的保证.邓肯—张E-B模型是坝体变形分析计算中常用的一种非线性弹性模型.以一心墙坝为例,针对模型参数的敏感性进行大量的非线性有限元计算,计算结果表明:影响心墙土变形的主要参数为K,Rf和φ,n对心墙土变形的敏感性较低.随着K和φ的增大,心墙土竖向位移减小;随着Rf增大,竖向位移增大.从整体来看,邓肯-张参数对竖向位移的敏感性要大于对有效应力的敏感性.     

塔克拉玛干沙漠粉砂邓肯-张模型参数试验研究

邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征，为了适应塔克拉玛干沙漠石油、天然气资源开发过程中地基勘察与设计过程中数值分析的需要，通过控制不同条件下的相对密度和含水量进行了常规三轴试验，得到了塔克拉玛干粉砂邓肯一张E-B模型参数，为今后沙漠地区的地基地面工程建设提供了参考。     

基于邓肯张模型多参数协调的强度折减法研究

简要介绍了邓肯张模型, 结合大量的三轴实验数据对邓肯张模型进行了分析, 建立了强度参数与变形参数之间的等价关系, 进而提出一种考虑变形参数与强度参数协调折减的强度折减法。分析了不同折减方案对尾矿坝安全系数和塑性区分布的影响, 得出与单纯折减c,φ值相比, 协调折减R_f,K,n与c,φ的方案得到的位移场偏大, 而协调折减K_b,m与c,φ的方案得到的位移场偏小, 多参数协调折减的方案得到的位移场是一种折中的结果。同时, 多参数协调折减方案可以消除模型底部部分不合理的塑性区, 计算的安全系数结果最小, 有利于工程的稳定性评价。     

膨胀土注浆试验研究

分析了注浆及复合土体形成的过程；对注浆后形成的复合土体进行三轴固结排水剪试验，取得相关参数，结果表明劈裂注浆的有效性，注浆形成的复合土体应力应变关系符合邓肯模型规律。     

加筋粗粒土强度变形特性试验研究

采用大型三轴仪与大型直剪仪, 对粗粒土、加筋土强度变形特性进行了实验研究。直剪试验结果表明: 不同竖向荷载下粗粒土和加筋粗粒土剪切的剪应力-剪切位移关系类似, 应力应变曲线均出现应变软化现象, 但软化特性变化不大; 加筋土法向位移-剪切位移变化曲线表现为法向应力越低, 剪胀现象越明显; 粗粒土加筋后的内聚力增加, 但是内摩擦角却降低。三轴试验结果表明, 不同围压条件下粗粒土和加筋土主应力差与轴向应变关系曲线表现为应变硬化型, 围压越大, 主应力差与轴向应变关系曲线越陡, 应变硬化特性越明显, 最大主应力差越大; 围压越低, 剪胀作用越明显, 越容易由剪缩发展到剪胀, 反之围压越高, 则剪缩作用越明显; 当轴向应变较小时, 加筋效果不明显, 随着轴向应变的逐渐增大, 加筋效果逐渐发挥。加筋土的内聚力明显大于粗粒土, 而内摩擦角基本上相等; 利用三轴试验结果对邓肯-张模型的适用性进行了分析研究, 表明邓肯-张模型能合理地确定粗粒土与加筋土的强度以及切线弹性模量, 但难以描述和确定粗粒土的变形特性和切线泊松比, 且不能反映粗粒土的剪胀性。     

软土地基处理过程监测及效果检测对比分析

在工程实例的基础上, 通过综合运用浅层沉降监测、分层沉降监测、孔隙水压力监测、深层水平位移监测、室内土工试验、十字板剪切试验等手段对真空预压和堆载预压2种软土地基处理方法的加固效果进行了对比分析。真空预压后, 软土的物理力学指标有较为明显的改善, 土体强度增长明显, 承载力有较大提高, 软基处理取得了良好效果。堆载预压法也有较为明显的处理效果。通过对监测和检测数据的综合分析, 得出了一些有益的结论, 可以为软土地基处理优化设计提供一定的参数, 同时可对软土地基处理设计和施工起到一定的指导作用。     

干湿循环过程对水泥改良土强度衰减机理的研究

水泥改良土是高速铁路路基工程中广泛使用的一种重要填料。本文通过固结不排水三轴剪切试验,在实验室内模拟环境条件的变化,研究了循环失水过程与水泥土强度变化之间的关系。结果表明,循环失水后水泥土的静强度都有一定程度的降低,特别是粉质粘土,经历一次失水饱和后其静强度降低了36%左右;环境变化的影响主要集中在前两次循环失水过程,两次之后强度基本稳定。本文还通过在改良土中置换一定比例的砂土来改善土料的颗粒级配,以降低循环失水对水泥土强度的影响。试验结果表明,这一措施对水泥土绝对强度的提高有一定程度的改善作用。     

易溶盐对锰渣三轴剪切试验的影响

锰渣因其含有易溶盐而在物理力学特性方面表现出盐渍土的特征。本文以脱盐前后的锰渣为研究对象,利用GDS三轴试验系统对其进行三轴剪切试验研究。结果表明,锰渣的应力-应变曲线可分为初始阶段、应变硬化阶段和破坏阶段;易溶盐流失后,脱盐锰渣更易出现应变软化现象。锰渣的应力-应变发展规律能较好地满足Duncan-Chang（邓肯-张）模型,脱盐锰渣的初始模量和极限强度均小于原锰渣。两种锰渣的孔压发展曲线存在一定差异,脱盐锰渣试件中孔隙水压力衰减的现象更显著。锰渣的破坏应力和抗剪强度参数随干密度的增大而增大,干密度对锰渣的粘聚力影响较大,对内摩擦角影响较小;随着易溶盐的流失,锰渣的强度和刚度均有所降低。     

K0固结条件对上海软土强度和变形影响的试验研究

本文通过对上海淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土,在K_0固结条件下的常规三轴和真三轴排水剪切试验,探讨了K_0固结状态对上海软土强度和变形性能的影响规律,并与各向等压固结三轴排水剪切试验的情况进行了比较和分析。     

深部饱和黏土的力学性质特征

根据大量的土工试验结果，分析了深部饱和黏土力学参数(变形模量、黏聚力、内摩擦角)随埋深和液性指数的变化特征，提出了深部黏土的强度差异增大，存在强度弱面，针对深部黏土力学性质的这一现象提出了深部黏土强度的“上、下限取值法”，设计并实施了专门试验(高压入渗试验)对深部黏土的力学性质进行了试验研究，证明深部黏土与承压含水层的接触面为强度弱面，“上、下限取值法”是可行的。