EPS颗粒整体集合的直剪试验研究

为研究聚苯乙烯泡沫颗粒整体集合的抗剪强度特性,通过直剪试验,针对粒径为1、3及5 mm的泡沫颗粒,测定了不同法向应力条件下剪应力与剪切位移之间的关系,分析了颗粒粒径及压缩性对抗剪强度的作用影响。结果表明:随着粒径的增加,EPS颗粒整体集合的抗剪强度逐渐降低;当EPS颗粒粒径由1 mm增加至5 mm时,其整体的内聚力由8.1 kPa减小至2.75 kPa,内摩擦角也随之减小,其原因在于EPS颗粒整体集合的压缩量随粒径的增加而增大。     

不同含水率下高低液塑限红黏土抗剪强度特性研究

红黏土的含水率对其抗剪强度特性有着重要影响。通过不同含水率条件下高、低液塑限红黏土的抗剪强度试验发现,在同一法向压力下高液塑限红黏土的抗剪强度和黏聚力值远大于低液塑限红黏土的抗剪强度和黏聚力值,高液塑限红黏土的内摩擦角值略大于低液塑限红黏土的内摩擦角值;高、低液塑限红黏土的内摩擦角值随含水率的增大先小幅波动,当含水率达到塑限含水率附近时内摩擦角值迅速减小直至稳定;高液塑限红黏土的黏聚力值随含水率的变化呈先增大后减小的趋势,低液塑限红黏土的黏聚力值随含水率的变化呈双峰变化现象,且在塑限含水率附近出现最小值。通过对变化机理的分析认为,在含水率变化的过程中,水分子与红黏土颗粒之间的相互作用对抗剪强度有很大的影响。     

土与结构物的接触特性研究

土与结构的接触特性受土的类型、密实度、含水量等许多因素的影响,为研究株洲地区典型红土与混凝土结构物的接触特性,设计了9种不同含水量和密实度的土样,并对每种土样分别加上50 kPa、100 kPa、200 kPa、400 kPa 4级不同的法向应力,进行改进的直剪试验.试验数据表明:土与混凝土块接触面抗剪强度随土体密实度的增大而增大,随土体含水率的增大而减小;界面粘聚力随土体含水量的增大先增大后迅速减小,在塑性状态含水量附近时达到峰值.     

渣土改良剂对黏土液塑限影响及机理分析

针对盾构穿越黏土地层时渣土改良剂类型和添加量难以确定的问题,进行了液塑限测定试验.通过研究不同改良剂对土样液塑限的影响特征,确定改良剂的地层适用性,对比分析分散剂对不同土样的改良效果;通过黏土颗粒Zeta电位测定和颗粒间互斥能的分析,探究分散剂的作用机理.研究表明:在黏性较大的渣土中,单独使用阴阳离子复配型泡沫剂难以达到理想的改良效果;絮凝剂能够增大黏土的液限和塑性指数,增加黏土的抗剪强度,而分散剂能够减小黏土的液塑限和塑性指数,减小黏土的抗剪强度,因此分散剂适用于黏土地层;相对于高岭土,由于高蒙混合土(高岭土与蒙脱土质量比=1∶1)和蒙脱土结合水含量高,需要更多分散剂和作用时间,改良作用才能稳定发挥;当分散剂添加至一定量后,改良效果基本不再变化;随着分散剂添加比的增加,蒙脱土、高蒙混合土、高岭土的Zeta电位减小(即负电荷增多)后趋于稳定,黏土颗粒聚团的位垒Vmax/R增高,即颗粒间排斥能增加,因此黏土利于分散.     

橡胶砂混合土静力特性试验

为了研究橡胶颗粒掺量和粒径对橡胶砂混合土抗剪强度的影响,对不同粒径的橡胶颗粒与砂土混合配置成橡胶砂混合土进行了三轴固结排水剪切试验。结果表明：在砂土掺入橡胶颗粒可提高土体抗剪强度,混合土的强度随着橡胶颗粒掺量的增加呈现先增大后减小的趋势,掺量为30%时强度最大,而当橡胶颗粒掺量达到40%后,混合土强度呈现显著降低趋势;1～3 mm粒径的橡胶颗粒与细砂组成的混合土的抗剪强度最大,且掺入1～3 mm粒径橡胶颗粒的混合土强度优于掺入2～4 mm橡胶颗粒的混合土;橡胶砂应力应变曲线呈应变软化特征,随着橡胶颗粒与砂土粒径比的增大,其应力应变曲线软化特性逐渐明显;橡胶砂混合土破坏应变随橡胶颗粒掺量的增加呈递增趋势。     

级配效应下珊瑚砂不排水剪切特性研究

采用三轴固结不排水剪切试验,对基于Dinger-Funk方程得到的5种不同级配的珊瑚砂进行剪切特性研究,并以中值粒径d₅₀作为评价区分珊瑚礁砂级配的指标。结果表明,珊瑚砂的峰值偏应力与级配参数的中值粒径d₅₀呈线性关系,随着中值粒径d₅₀的减小而增加;珊瑚砂的剪胀程度随着级配中最大颗粒粒径的减小(d₅₀减小)而提高,但随着有效围压的增加而降低;珊瑚砂的内摩擦角与黏聚力在随级配变化时,二者表现为对立的增长趋势：当黏聚力表现为增加时,内摩擦角减小,反之内摩擦角增大;珊瑚砂的抗剪强度参数在当级配中的最大颗粒粒径为1～2 mm时出现异常值;珊瑚砂的有效内摩擦角随着级配的中值粒径d₅₀的增大呈线性增长关系。     

不同石灰配合比对昔格达土性能的影响试验研究

针对攀西地区昔格达土结构颗粒分散、凝聚力小、抗剪强度低、遇水易膨胀软化等不利工程性质,在昔格达土中加入不同配合比的石灰,通过界限含水率试验、击实试验、三轴试验,探究对昔格达土的塑液限、最大干密度、最优含水率、抗剪强度指标的改性效果,并结合工程实际分析了该掺石灰高回填昔格达土边坡多年的使用状况。通过试验发现,随着掺灰量的增加,灰土的塑液限增大,塑限指标减小,最优含水率增大,最大干密度减小,凝聚力和内摩擦角先增加后减小。最后得出结论,石灰土抗剪强度最大值的灰土最佳配合比约为3：7。     

液限对南阳原状膨胀土抗剪强度影响的研究

为探讨膨胀土液限与黏粒含量的关系,以及液限对膨胀土峰值强度摩擦角和残余强度摩擦角的影响,利用电动应变控制式剪切仪和ShearTracⅡ反复直剪仪对26种原状膨胀土进行快剪试验(快剪、饱和快剪、饱和固结快剪)和反复剪试验。结果表明:膨胀土液限与黏粒含量呈良好的线性正相关关系;不同状态下试样的峰值强度大小顺序为饱和固结快剪强度快剪强度饱和快剪强度;随着液限增加,峰值强度的摩擦角逐渐减小,且液限对饱和快剪摩擦角的削弱作用强于对其他两者的削弱作用,当液限超过57%后,饱和快剪摩擦角略微增大,但不明显,三者摩擦角大小排序与峰值强度排序相同;低法向应力下,饱和样残余强度应力位移曲线的应变软化特性相较天然样有所减弱,峰态也逐渐减弱或消失;随着液限增加,试样残余强度摩擦角呈多项式逐渐减小趋势。     

无粘性粗粒土直接剪切试验的强度尺寸效应(研究生论坛）

为研究无粘性粗粒土直接剪切试验的强度尺寸效应,采用相同试样尺寸直剪仪对不同最大粒径无粘性粗粒土进行了直剪试验。试验土料最大粒径分别为40mm、20mm、10mm、5mm 和2mm ,各组土料具自相似质量分形结构以保证各土料孔隙特征相同,并采用预先植入竖直锡丝的方法测量剪切带宽度。试验结果表明：随最大粒径增大,剪切带宽度和强度增大,且当最大粒径大于试样高度的1/20时,产生明显的强度尺寸效应现象;咬合力c和内摩擦角φ随试样高度与最大粒径比值的增大而减小,且与其对数呈明显的线性关系;随最大粒径增大,强度尺寸效应逐渐明显的原因为剪切带内颗粒数减少,颗粒间接触力强力链容易形成。     

昆明击实红土的抗剪强度特性研究

以昆明红土为研究对象,考虑含水率和击实功的影响,通过击实试验和直剪试验研究昆明红土的击实特性和抗剪强度特性.结果表明:随击数增大,红土呈现出最大干密度提高、最优含水率减小的击实特征;过分偏干或偏湿状态,击数的增大反而减小了干密度,不利于红土的击实.击实红土的抗剪强度特征表现为,随含水率增大,偏干红土的抗剪强度和黏聚力增大,偏湿红土的抗剪强度和黏聚力减小;随击数增大,红土的抗剪强度增大,偏松状态黏聚力增大,偏密状态黏聚力减小;低于最优含水3%~5%和25击左右,红土的抗剪强度和黏聚力能够达到极大值;红土的内摩擦角随含水率的增大而减小,随击数的增大而增大.实际红土回填采用室内轻型击实试验结果时,应注意控制红土的含水和击实功,以保证红土回填的质量.     

单一粗颗粒对矿岩颗粒体系剪切特性影响试验

为了探究不同垂直压力以及不同粒径、形状和位置的单一粗颗粒对矿岩颗粒体系抗剪强度和运移特性的影响,采用自主设计的矿岩颗粒体系非接触式剪切特性监测与分析系统开展直接剪切试验.研究结果表明,当形状因子>0.5时,添加粗颗粒会显著增加5～10 mm矿岩颗粒体系的抗剪强度,粗细颗粒粒径比为3.07～4.23.粗颗粒在剪出口时的矿岩颗粒体系抗剪强度最大,剪入口次之,位于可视面中心位置时的抗剪强度最小.在所研究的取值范围内,矿岩颗粒体系抗剪强度随着垂直压力的增加呈线性增长规律.当形状因子<0.5时,随着粗颗粒形状因子的增加,抗剪强度无显著变化,当形状因子≥0.5时,随着粗颗粒形状因子的增加,抗剪强度缓慢增加.相较于粗颗粒形状,垂直压力对矿岩颗粒体系抗剪强度的影响更显著.在所研究的取值范围内,不同粗颗粒粒径、形状和垂直压力影响下的四周细颗粒运移轨迹均符合Boltzmann分布.粗颗粒四周细颗粒的垂直位移随着粗颗粒形状因子的增加会显著增加,随着垂直压力的增加,则会降低四周细颗粒的垂直位移;粗颗粒形状因子和垂直压力的二者增加均会提高细颗粒运移轨迹方向的有序程度.     

橡胶砂力学性能的三维离散元数值模拟

为揭示橡胶砂混合料强度特性、偏应力-轴向应变曲线及体应变-轴向应变曲线的变化规律,利用颗粒流软件,对三轴压缩状态下橡胶砂混合料的力学特性进行了三维离散元数值模拟,从宏观、微观两方面分析质量配比、粒径比和围压对橡胶砂力学及变形特性等方面的影响。分析结果表明：当ω(橡胶)<10%时,橡胶砂表现出类砂力学特性,即先剪缩后剪胀,应力-应变曲线呈软化型,当ω(橡胶)≥20%时,橡胶砂表现出类橡胶力学特性,试样单调剪缩,应力-应变曲线呈硬化型。随着橡胶含量的增加,橡胶砂应力-应变曲线峰值降低。胶砂粒径比对橡胶砂应力-应变关系存在一定的影响,主要表现为随着平均粒径比的增大,体应变增大,应力-应变曲线降低,抗剪强度减小。随着围压的增加,低橡胶含量的橡胶砂剪胀和应变软化特性得到抑制,而高橡胶含量橡胶砂剪缩和应变硬化特性增强。混合料抗剪强度的降低主要归因于软橡胶颗粒的加入所引起的橡胶砂试样刚度损失,而其膨胀反应受到抑制的原因是橡胶颗粒容易被挤压而产生体积收缩。     

SiC颗粒含量和粒径对浆料粘度的影响

碳化硅(SiC)颗粒对提高层状结构陶瓷材料的性能的有重要作用.通过研究SiC颗粒含量和粒径对浆料流变性能的影响,分析其作用机理.结果表明:当颗粒粒径为0.5μm时,随颗粒含量的增加,浆料的粘度先略有降低后略有升高,在SiCwSiCp=31时浆料粘度相对较低.当增强体配比为SiCwSiCp=31时,颗粒粒径由0.5μm增加到40μm时,浆料的粘度随粒径的增大而降低.     

废弃轮胎橡胶颗粒改性膨胀土的试验研究

废弃轮胎破碎后与土混合可改善土的工程特性,为提高废旧轮胎的循环利用和解决膨胀土工程问题提供了新途径.取湖北荆州膨胀土,掺入废弃轮胎橡胶颗粒形成改性膨胀土,完成了素膨胀土和改性膨胀土的物理特性、胀缩特性、强度特性试验.结果表明,当轮胎橡胶颗粒的掺量(质量百分数)小于23%时,改性膨胀土的液限和塑性指数随掺量的增加而增大,但塑限基本不变;最大干密度较素膨胀土降低,最优含水率基本不变化;改性膨胀土的粘聚力和抗剪强度较素膨胀土明显下降;粘聚力总体上随掺量的增加而减小,但抗剪强度和内摩擦角随掺量的增加变化不大;改性膨胀土的胀、缩性明显减弱,当橡胶颗粒的掺量为23%时,对胀缩特性的改善效果最佳.     

颗粒组成对杂填土与软土互嵌沉降的影响试验研究

在受到上覆荷载作用时,杂填土地基下敷淤泥软土会轻易挤入杂填土颗粒之间的孔隙中,造成互嵌沉降,在传统地基沉降计算中这部分沉降未被考虑。而杂填土级配不均,其孔隙率与粒径组分密切相关。选取4种不同粒径颗粒组,以不同粒径的杂填土颗粒组成的二元混合物为研究对象,利用自制互嵌仪进行互嵌试验,揭示二元混合颗粒中不同粒径比、小颗粒含量下杂填土与软土的总沉降与互嵌沉降发展规律。研究结果表明：二元混合颗粒组成中,当小颗粒占主体时,互嵌沉降随着小颗粒粒径的增大而增大;当大小颗粒含量相同时,随着小颗粒粒径的增大,互嵌沉降呈先减小后增大的趋势;当小颗粒含量较少时,互嵌沉降随着小颗粒粒径的增大而减小。而在杂填土大小颗粒含量变化过程中,小颗粒粒径较小时,互嵌沉降随着颗粒含量的增加而减小;小颗粒粒径较大时,颗粒含量的增加对杂填土与软土的互嵌沉降影响不大。     

填料级配对筋土界面特性的影响

不同填料级配对筋土界面特性的影响直接关系到工程的稳定性.通过室内大型直剪试验,研究了颗粒级配、密实度、筋材种类等对于界面强度的影响,深入了解筋土界面抗剪强度以及界面剪胀特性.试验结果表明,粗颗粒和细颗粒土分别与筋材的界面强度要明显大于级配较好的标准砂与筋材的界面强度.密实砂土界面强度具有类似混凝土材料强度高韧性低脆性破坏的特性.对于土工格栅,粗颗粒砂粒由于粒径较大达到峰值强度需要较大的剪切位移.     

镁渣改良膨胀土的物理力学特性试验研究

针对膨胀土路基带来的问题,结合固体废弃物改性土壤的相关研究,提出了利用镁渣对膨胀土进行改良的研究思路。通过室内试验,研究了镁渣对膨胀土相对密度、液塑限、自由膨胀率以及无侧限抗压强度和抗剪强度的影响。试验结果表明,随着镁渣掺量的增加,改性土的液限、塑性指数、自由膨胀率均呈减小趋势,这表明镁渣对于膨胀土膨胀性的改良具有显著的效果;此外,随着镁渣含量的增加,镁渣改性土的无侧限抗压强度和抗剪强度都呈现先增加后减小的趋势,在镁渣掺量为15%时达到峰值。     

伴生矿物及水分对煤的黏结性的影响

潮湿煤炭因黏结团聚给选煤厂分级作业带来了极大困难.应用拉断法对原煤进行了黏结性研究,借助于液桥理论研究了煤中伴生矿物及水分对煤的黏结性的影响机制.研究结果表明：当煤与伴生矿物混合时,矿物质含量越高,接触角越小,液桥力越大,煤越容易团聚;混合物的实际抗剪切强度系数并不是线性叠加,体现了煤与伴生矿物之间的协同强化增大黏结性的作用;煤与伴生矿物混合样品的抗剪切系数均随水分的增加而增加;随着粒度的增大,液桥力逐渐增大,对周边的小颗粒煤样吸附量增多,加剧煤粒间的团聚效果,随着水分的增加,钳角增大,液桥体积也随之增大,致使煤样液桥力增大,煤样团聚效果加剧;煤与伴生矿物混合时,随着粒径的减小,黏结性变弱.     

无黏性粗粒土直接剪切试验的强度尺寸效应

为研究无黏性粗粒土直接剪切试验的强度尺寸效应,采用相同试样尺寸直剪仪对不同最大粒径无黏性粗粒土进行直剪试验。试验土料最大粒径分别为40、20、10、5和2 mm,各组土料具自相似质量分形结构以保证土料孔隙特征相同,并采用预先植入竖直锡丝的方法测量剪切带宽度。结果表明:随最大粒径增大,剪切带宽度和强度增大,且当最大粒径大于试样高度的1/20时,产生明显的强度尺寸效应现象;咬合力c和内摩擦角φ随试样高度与最大粒径比值的增大而减小,且与其对数呈明显的线性关系;随最大粒径增大,强度尺寸效应逐渐明显的原因为剪切带内颗粒数减少,颗粒间接触力强力链容易形成。     

酸、碱对粘土物理性质的影响的试验研究

从土体的液限、塑限、塑性指数、体积变化以及颗粒级配五个方面 ,研究了酸、碱对土体物理性质的影响 ,得出了一些有益结论 :酸使粘土的液限降低 ,塑性指数降低 ,使土体絮凝 ;而碱使粘土的塑性指数降低 ,塑限增大 ,体积收缩率增大 .同时对引起以上变化的原因进行了简单讨论 .