循环荷载作用下红砂岩风化土动强度特性试验研究

利用GDS动三轴试验系统,采用单轴加载的方式对红砂岩风化土进行多组固结不排水三轴试验,研究不同围压及固结应力比对红砂岩风化土动强度变化规律的影响。研究表明:循环荷载作用下红砂岩风化土的变形发展规律在不等向与等向固结条件下有很大差异;在等向固结条件下,围压的增加有助于动强度的提高;而由于红砂岩风化土的崩解破裂性和固结静偏力的剪切作用,使红砂岩风化土在不等向固结条件下的动强度小于等向固结条件下的动强度;不同围压对红砂岩风化土动应力比与振次的影响效果不显著,试样都在1 000个循环振次内发生破坏。最后,根据选定的破坏标准给出了相应的动强度曲线和动抗剪强度指标。     

红砂岩土在单点冲击荷载下的作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的空间位移,采用自制环刀取土测试不同位置土体的物理力学性质变化.试验研究表明,在冲击荷载作用下,红砂岩的粘聚力增长幅度远大于内摩擦角的增长幅度;对红砂岩土的空间击实效果,坑底土体好于坑周土体,轻锤高落好于重锤低落;研究成果对强夯地基处理等冲击荷载下土体的作用效应有比较重要的理论和实际意义.     

石灰改良膨胀土力学性质的干湿循环效应

设计干湿循环作用条件下的石灰改良膨胀土三轴压缩试验,通过试验研究得到石灰改良膨胀土的内摩擦角、粘聚力和初始弹性模量等力学参数和干湿循环作用次数之间的关系.试验结果表明,当干湿循环次数从0增大到16,内摩擦角、粘聚力和初始弹性模量均不断衰减,其中,内摩擦角和粘聚力的衰减幅度分别为6.8％和29.6％,初始弹性模量的衰减幅...     

钢丝网筋材的加筋作用特性试验研究

在双绞合六边形钢丝网加筋红砂岩粗粒土大三轴试验的基础上,对钢丝网筋材的加筋机理、加筋作用发挥过程和含水量、加筋间距对加筋效果的影响进行系统的研究。分析表明,加筋双绞合六边形钢丝网可以同时提高红砂岩粗粒土的黏聚力和内摩擦角,其加筋机理不宜采用“准黏聚力”理论,工程设计时也应考虑筋材对土体内摩擦角的贡献;双绞合六边形钢丝网...     

干湿循环对板岩填料抗剪强度劣化影响的试验研究

针对贵州省三黎高速公路强—中风化板溪群板岩填料,开展了不同干湿循环次数条件下的大型三轴压缩试验。试验结果表明:干湿循环效应对于板岩填料的抗剪强度参数影响是较为显著的,特别是首次干湿循环后,抗剪强度参数有明显的变化,而当干湿循环次数进一步增加时,强度仍有变化,但较第一次弱;板岩填料的黏聚力c值随干湿循环次数增多近似呈线性增长,内摩擦角φ值随干湿循环次数增多近似呈幂函数减小;首次干湿循环后,内摩擦角φ值下降约7%,黏聚力上升约26%,但总体抗剪强度仅有约2%~7%的下降,说明干湿循环效应对强—中风化板溪群板岩路堤边坡稳定性影响不大。另外,本文对板岩路堤填料的干湿循环大型三轴压缩试验条件和方法进行了探讨,可为同行提供参考。     

干湿循环对粉砂土改良膨胀土裂隙及强度影响

为探究黄泛区粉砂土改良膨胀土路基在干湿循环作用下裂隙发育与强度的影响规律,设计并开展了室内干湿循环试验,分别进行了11%、13%、15%、17%四种不同含水率下改良膨胀土经历不同干湿循环次数的直剪试验,然后采用MATLAB开发的图像处理技术对干湿循环作用后的土样裂隙进行定量分析,探讨改良膨胀土的裂隙率和抗剪强度的关系。结果表明：随着含水率的增大,改良膨胀土的裂隙率、黏聚力和内摩擦角逐渐减小;当含水率一定时,裂隙的发展随干湿循环次数的增加而增大,改良膨胀土的黏聚力和内摩擦角随着裂隙率的增大而减小;当含水率为11%时,前两次干湿循环作用导致改良膨胀土的裂隙快速发展,裂隙率曲线较陡,黏聚力下降较快,但是内摩擦角变化不大,改良膨胀土的裂隙率和黏聚力的判定系数达到0.95;当含水率为17%时,前4次干湿循环作用下改良膨胀土的裂隙虽然发育迟缓但裂隙率增长较快,4次干湿循环之后裂隙率的增长变得不明显,裂隙率曲线较平缓,黏聚力和内摩擦角下降较少,改良膨胀土的裂隙率和黏聚力的相关系数仅为0.70。     

干湿循环作用下预制裂隙炭质页岩力学特性及强度准则研究

为研究干湿循环和裂隙倾角对炭质页岩力学特性的影响,利用MTS815岩石力学试验系统,对不同干湿循环次数(0,5,15和20次)的预制裂隙炭质页岩进行单轴压缩和三轴压缩试验.研究结果表明:炭质页岩的峰值强度、黏聚力及内摩擦角随干湿循环次数的增加逐渐减小,表现出明显的干湿劣化效应,劣化程度表现为:峰值强度＞黏聚力＞内摩擦角...     

干湿循环作用下红砂岩动态拉伸力学性能试验研究

为研究干湿循环对岩石动态拉伸力学性能的影响,利用φ50 mm分离式霍普金森压杆(SHPB)试验系统,对红砂岩试样进行动态巴西圆盘试验。结果表明:干湿循环对红砂岩动静态抗拉强度有明显的劣化作用,动静态抗拉强度随干湿循环次数的增加逐渐降低;在不同加载速率条件下,经历不同干湿循环次数后的红砂岩试样均存在一个临界加载速率bσ;当加载速率小于bσ时,红砂岩动态拉伸强度随加载速率的增加而提高,当加载速率超过bσ时,红砂岩动态拉伸强度基本保持不变;加载速率相同时,红砂岩动态拉伸强度随干湿循环次数的增加而逐渐下降,下降速度先快后慢。不同干湿循环次数后红砂岩破碎块度分形特征明显,分形维数为2.46~2.81,分形维数与加载速率呈对数增长关系。综合考虑干湿循环次数与加载速率的共同影响,给出了红砂岩动态拉伸强度的计算公式,可为岩土工程相关设计参数提供理论依据。     

干湿循环后膨胀土力学特性的真三轴试验研究

为了研究原状膨胀土经过反复干湿循环稳定后的力学性状,利用非饱和土真三轴仪对经历不同干湿循环后的膨胀土进行了一系列脱湿-吸湿试验、常吸力等向固结试验和常吸力真三轴剪切试验,研究干湿循环对膨胀土土-水曲线、胀缩特性、压缩特性和强度特性的影响。研究结果表明:随着干湿循环次数的增加,脱湿曲线和吸湿曲线形成的滞回圈越来越小,甚至发生了逆向回滞;脱湿速率和吸湿速率随着循环次数的增加而增大。脱湿—吸湿过程中体变性状皆呈明显的屈服特性,验证了膨胀土本构模型中SI和SD屈服包线的存在,脱湿屈服吸力均大于吸湿屈服吸力,且二者皆随着循环次数的增加而减小。在低围压和低吸力条件下,干湿循环对膨胀土的压缩特性影响较大,而在高围压和高吸力条件下影响较小。干湿循环使膨胀土的黏聚力和内摩擦角降低,干湿循环后膨胀土的黏聚力随着吸力和中主应力的增大而增大,内摩擦角随着中主应力的增大而减小。在低吸力范围内(s≤200 kPa),干湿循环后的膨胀土的吸力摩擦角φ_b是一个变量。经历3次干湿循环后膨胀土的强度逐渐趋于稳定,其吸力摩擦角可看作是一个常量,其值随着b值的增大非线性增大。     

加筋红砂岩风化土强度和变形特性

红砂岩风化土是湖南公路路堤工程中应用较多的填筑材料,采用直剪试验研究了不同压实度的红砂岩风化土的强度和变形特性,以及加筋对其工程性质的影响。试验表明,随压实度增大,红砂岩风化土的峰值抗剪强度明显提高,但主要由粘聚力的增大引起,随剪切位移增大,粘聚力减小,抗剪强度大幅度降低,其应力–应变曲线呈现随应变软化型。加筋提高了红砂岩风化土的峰值抗剪强度和残余强度,更重要的是明显减小了峰值后强度的降低幅度,且达到峰值抗剪强度的剪切位移增大,峰值区域增宽,土体延性提高,改善了红砂岩风化土的强度和变形特性;对于不同的加筋层数和不同的筋材模量,以及在不同的压实度和试验竖向压力下,加筋对红砂岩风化土的强度和变形特性的改变不同;根据试验结果,还对红砂岩风化土的工程性质以及加筋的抗剪作用机理进行了初步探讨,阐述了加筋材料在土的应力–应变关系中的主要功能和作用。     

干湿循环作用对膨胀土结构性的影响及其导致的强度变化

采用计算机层析成像(CT)技术和常规直剪试验,探讨干湿循环作用下膨胀土的细观结构及其强度变化规律。基于CT数定义损伤变量,据此建立了干湿循环作用引起的结构变化与强度参数变化的联系。研究结果表明:第1~4次干湿循环对膨胀土结构变化影响较大,内部裂隙发育明显;第7、第8次干湿循环对结构影响甚微;经干湿循环作用后,膨胀土的强度衰减主要是黏聚力大幅度降低,而内摩擦角则无明显变化;随着干湿循环次数的增加,试件损伤变量逐渐增加,其细观结构损伤演化是一种非线性累积过程;膨胀土黏聚力与CT损伤变量具有良好的指数衰减关系。     

冻融循环作用下原状过湿土的抗剪强度试验

为了研究季冻地区过湿土的抗剪强度特性,利用青冈过湿土路基段原状土进行抗剪强度试验,分析了不同含水量对过湿土的抗剪强度影响,重点研究了冻融循环作用下过湿土抗剪强度变化规律。试验结果表明:不同含水量的过湿土应力应变曲线均趋于硬化型,含水量越大,过湿土的抗剪强度越小,相应的内摩擦角和黏聚力也越小;同未冻融土相比,经冻融循环的过湿土黏聚力显著增加,内摩擦角减小;相同含水量的过湿土经冻融循环的次数越多,融化后土的抗剪强度越大,而且随着冻融次数的增多,黏聚力开始下降,内摩擦角显著增大。     

不同干密度红砂岩土分离式霍普金森压杆试验与分析

红砂岩土作为路基回填土时,会导致路基出现厚度大、疏松等问题。为解决动荷载条件下红砂岩土的能量耗散问题,选取了赣州南桥-龙川高速公路路基土为试验材料,利用SHPB试验装置对不同干密度的红砂岩土进行了冲击试验。基于试验,主要分析了冲击应力波波形、峰值应力的变化特征,以及吸收能与冲击次数、反射能与平均应变率、总吸收能与干密度的关系。通过拟合建立了数学经验模型,并明确了不同干密度红砂岩土的能量耗散规律,可为赣南地区红砂岩土加固提供参考。     

双向土工格栅与砂土界面循环剪切特性研究

利用单调直剪试验、循环剪切试验、循环剪切后单调直剪试验,探究单调剪切与循环剪切作用下双向土工格栅与砂土界面剪切特性。通过单调直剪试验研究了法向压力对筋土界面剪切特性以及剪胀性的影响;循环剪切试验则揭示了法向压力、循环次数以及循环剪切位移幅值对循环剪切及循环剪切后筋土界面特性的影响。试验结果与参数分析表明,筋土界面剪应力峰值随着法向压力和循环次数的增大而增大;循环剪切位移幅值对界面剪应力峰值的影响甚微;界面经单调直剪与循环剪切后均发生了剪切硬化,但循环剪切后的界面剪应力峰值大于单调剪切试验;循环剪切后筋土界面黏聚力及内摩擦角均有所提高,加筋结构稳定性增强。     

干湿循环作用下硫酸盐渍土强度特性试验研究

宁夏地区硫酸盐渍土在夏季的多雨高温时节经历干湿循环过程,土体强度劣化。为探究干湿频次、含盐量对土体强度的影响,采用不固结不排水三轴剪切试验测定配置试样的黏聚力с和内摩擦角φ,探究其变化规律,结合扫描电子显微镜技术分析试样强度劣化机理。试验结果表明:硫酸盐渍土试样的应力应变曲线随干湿次数、围压及含盐量的增加,由应变软化型逐步向应变硬化型过渡;试样的内摩擦角均随干湿次数和含盐量的增加而减小,且含盐量越高,经历的干湿循环次数越多,内摩擦角降幅越大;干湿循环初期(1～3次),黏聚力随含盐量增加而增大。干湿循环后期,含盐量在0%～2%区间,黏聚力随含盐量的增加而减小;而在2%～5%区间,黏聚力随含盐量的增加而增大。随含盐量的增大,干湿循环作用下硫酸盐渍土整体强度逐渐降低,且含盐量越高,特征越明显。     

红砂岩土在多点冲击荷载下的叠加作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的空间位移,采用自制环刀取土测试不同位置土体的密度变化。试验研究表明,在冲击荷载作用下,中心点处的竖向位移和密度叠加效果随着击数或落距的增大而增强;竖向位移和密度叠加效果随着夯点间距的增大而减弱。随着击数的增加,中心点处土体粘聚力和内摩擦角都在增大。土体抗剪强度叠加效果随着夯点间距的增大而减弱,特别是在夯点间距从3.5倍增大到4倍锤径时,减弱程度非常明显。构成红砂岩土抗剪强度的关键因素是粘聚力。本文所取得的相关结论对红砂岩填土地基强夯加固的进一步研究、设计和施工具有一定的帮助。     

干湿循环对有无上覆荷载作用镇江下蜀土抗剪强度的影响

针对下蜀土边坡常呈浅层滑动破坏的状况,选取镇江市某边坡的下蜀土为研究对象,通过干湿循环直剪试验,对制备试样时有、无上覆荷载,分别开展不同干湿循环次数下下蜀土抗剪强度劣化规律研究。结果表明:随着干湿循环次数的增加,无荷及有荷下蜀土的剪应力峰值、黏聚力及割线模量都逐渐降低,下蜀土黏聚力的衰减可用分段函数描述,当循环次数小于6时可用直线描述,而后趋近于一稳定值,而内摩擦角则保持相对稳定;法向应力及干湿循环次数相同,制样时有上覆荷载的下蜀土抗剪强度的衰减率明显小于无上覆荷载的衰减率,并且两种情况下的抗剪强度都随干湿循环次数的增加而不断衰减;相同干湿循环次数下,有上覆荷载下蜀土的黏聚力明显大于无上覆荷载的黏聚力,并且随着干湿循环次数的增加,其差距的增长率呈增大趋势。     

密实砂土内摩擦角对地基承载力性状影响分析与研究

通过对密实砂土进行一系列三轴排水压缩试验,探讨了砂土的峰值内摩擦角ψmax和剩余内摩擦角ψres随应力水平的变化规律.运用三轴试验以及离心试验结果,从数值上计算并分析了土的内摩擦角对承载力因数Ny的影响;即承载力因数Ny随着基础尺寸增加而减小是因为土的内摩擦角随着应力水平增加而减小以及土渐进破坏所致,实际内摩擦角值在ψmax和ψres之间.     

聚丙烯纤维土在冻融循环条件下的抗剪强度分析

为研究冻融循环作用对聚丙烯纤维土抗剪强度的影响规律,采用了全组试验的方法,考虑了3个不同因素(冻结温度、含水率、冻融循环次数)对聚丙烯纤维加筋土的抗剪强度影响,并通过数据分析建立了不同影响因素对聚丙烯纤维土抗剪强度指标的拟合关系式。试验结果表明,在冻融循环作用下含水率对纤维土抗剪强度影响显著性最大,含水率越高,黏聚力和内摩擦角越小;冻融循环中冻结温度越低,内摩擦角越大,黏聚力越低;冻融次数对内摩擦角影响不显著。通过数据拟合,得到一个良好的拟合公式。     

干湿循环条件下水泥粉煤灰固化南沙淤泥土试验研究

通过水泥和粉煤灰等固化剂对南沙淤泥进行固化处理,并在模拟滨海环境下进行干湿循环试验,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、扫描电镜试验,研究不同干湿循环次数和不同水泥粉煤灰掺量对其力学性能和微观结构的影响。研究结果表明:固化淤泥土的内摩擦角、黏聚力、无侧限抗压强度随干湿循环次数的增加而呈现先上升后下降的特点,随着水泥,粉煤灰掺量的增加而增加。微观试验结果表明:干湿循环影响固化淤泥土中胶凝体晶体颗粒的生成,从而影响固化土结构的致密性。