基于局部与整体变形测量的粉土泊松比试验研究

通过两种测量方法对泊松比结果进行的分析,研究得出了泊松比的变化规律:轴向应变–径向应变关系曲线变化规律在各围压条件下基本相同,切线泊松比在加载初期(小应变变形阶段)都是从0.2～0.3开始变化,达到0.5时的径向变形很小,局部变形图像测量的切线泊松比的变化要比整体变形传统测量的泊松比变化快,其平均值也比整体变形传统测量结果大。随主应力比的增加,切线泊松比也随之增加,当土体的主应力比达到一定范围后,切线泊松比的值大于0.5,建立泊松比与主应力比之间的关系更符合泊松比取值规律。     

基于GDS的非饱和砂质粉土的三轴试验研究

利用高级静力三轴试验仪器(GDS)对气压沉箱施工现场具有代表性的第5层砂质粉土进行了非饱和土固结不排水三轴试验(CU)研究。研究了在孔隙水压和孔隙气压共存条件下砂质粉土的抗剪强度、有效应力路径和应力应变关系等物理力学参数的特性。试验结果表明:砂质粉土非饱和强度在低吸力范围内,有效内摩擦角近似为39°,而有效黏聚力c'加基质吸力(ua-uw)产生的黏聚力约35.7kPa。由于基质吸力的存在,非饱和土的强度参数略有提高。为气压沉箱的刃脚结构设计和周边土体的沉降计算提供了可靠的物理力学参数。     

路基粉土压实特性及其力学效应试验研究

针对公路路基粉土工程特性,进行了击实试验、三轴试验和微观结构分析,绘制了不同击实功作用下粉土的干密度曲线,得到了压实度和孔隙比之间的变化规律,探讨了不同压实度的粉土的力学效应,阐述了不同击实度的粉土微观结构排列形式。试验结果表明：通过掺入粗颗粒改变粉土级配,并不能有效地改变其压实特性;现行的重型击实标准对于粉土是可行的,但压实标准偏低;随着压实度的增加,粉土的黏聚力降低,内摩擦角增大;在压实过程中,随着压实度的增加,粉土填充孔隙的效果较差。     

饱和粉土变形特性三轴试验

对取自南京市某拟建高速公路路基的粉土,在室内按不同的干密度和含水率进行了试样重塑。按不同干密度和不同初始制样含水率进行饱和三轴固结排水剪切试验,测得不同围压条件下的固结排水剪应力-应变曲线以及有效应力比曲线形态等工程特性。分析了粉土干密度、初始制样含水率和围压对饱和粉土强度的影响。试验结果表明:粉土的强度随干密度的增加而变大,随围压增大而增加;初始制样含水率对粉土的强度有不同程度的影响;粉土的应力应变表现为弱应变软化型。     

孔隙液体对玻璃砂透明土强度特性影响研究

玻璃砂透明土由一种玻璃砂(或称熔融石英砂)和与之折射率相一致的孔隙液体制配而成的新型人工合成透明土,为岩土工程可视化模型试验方法提供技术支撑。开展混合油、溴化钙溶液、蔗糖溶液以及纯净水等不同孔隙液体所制配成的透明土的三轴固结排水(CD)试验,分析该新型透明土材料的应力–应变关系曲线、体积变形等力学特性以及推导其邓肯–张模型参数。试验结果表明,不同孔隙液体所制配成的透明土试样力学特性规律相似、数值上有所差异;由蔗糖溶液制配成的透明土强度最大、由混合油制配成的透明土强度最小、由溴化钙溶液制配成的透明土强度值与水样熔融石英砂的强度相对更接近。     

饱和粉土液化及液化后力学特性试验研究

对饱和粉土进行了一系列动三轴液化及液化后试验,即进行饱和粉土液化试验及在饱和粉土液化后孔隙水压力进行了不同程度消散后,再进行三轴剪切试验。探讨了饱和粉土的液化特性以及液化后孔压消散程度对液化后粉土力学特性的影响规律。试验结果表明:饱和粉土的抗液化强度随着所施加动应力幅值的增大而减小;液化后饱和粉土孔压消散程度越大(即再固结程度越大),则液化后粉土的不排水抗剪强度越大,其应力应变关系曲线表现为应变硬化型,土体的切线模量随着应变的增大而减小;液化后粉土的孔压进行了不同程度消散后,再进行的三轴剪切试验中应力应变关系呈对数曲线关系。     

饱和砂卵石土液化特性的试验研究

通过动三轴试验,对饱和砂卵石土在循环荷载下的液化特性进行了系统研究.在饱和砂卵石土的振动时程曲线分析基础上,得到饱和砂卵石土的动应力幅值随振动时间推移有衰减且衰减速率逐渐增大的规律特性;依据孔压演化理论,结合试验结果,对饱和砂卵石土的液化规律进行了系统分析,归纳出砂卵石土发生液化时含水量限制条件,与液化状态中的土样动应变状态的规律.此结论可为基础工程等土工构筑物抗液化措施提供参考.     

基于细粒含量的粉土液化特性试验研究

通过对4组重塑粉土试样的动三轴试验,分析了细粒含量对粉土抗液化强度的影响;采用"Seed"孔压模型对不同细粒含量粉土液化的孔压发展进行拟合分析,并确定出相应的模型参数。     

饱和粉土动参数的试验分析

使用DDS 70微机控制电磁式振动三轴仪 ,对邯郸市区的饱和粉土进行小应变的动模量和阻尼试验研究 ,分析了动应变、固结条件、初始剪应力等因素对动模量和阻尼的影响 ,并列出了几种土体的试验结果 ,供比较和工程应用参考。     

松散砂土不稳定性试验研究

 对松散丰浦砂进行三轴不排水和常偏应力排水剪切(constant shear drained,简写为CSD)试验。试验采用高精度变围压三轴仪可实现CSD试验全过程偏应力不变,得到比以往研究更为可靠的试验结果。试验发现,在不排水试验中,同一孔隙比的试样在不同围压下具有相同的不稳定线,但同一围压下不稳定线的斜率随孔隙比的增大逐渐减小并趋于稳定。试样在完全排水条件下会发生不稳定,即试样产生明显塑性变形,轴向应变和体积应变迅速增大。以往的研究中CSD应力路径的施加采用轴向力不变,试验过程中偏应力的减小会对不稳定性的判断造成影响,这可能是不同研究者得出不一致结论的重要原因。对松散砂土在不排水和排水条件下不稳定性的区别与联系进行分析,得出如下结论：松散砂土无论在不排水条件下还是在完全排水条件下,相同孔隙比的试样均是在同一应力比下达到不稳定状态。试验结果为排水条件下不稳定性机制研究提供更强有力的试验依据,可用于解释某些边坡的破坏机制。     

Performance of fiber reinforced clayey sand composite

Soils and their related behavior have always been the subject of many studies. Recent researches show some interests in investigation of inclusion of randomly distributed fiber in soil. This study focuses on effect of fiber inclusion on the strength and other parameters of clayey sand composite material. First part of this study is related to effective parameters on strength of the clayey sand composite with using natural fiber and plastic fiber and different fiber contents and length. Triaxial consolidated undrained (CU) tests were carried out to investigate behavior of the composite under different condition. The fiber percentage varied from 0% (for unreinforced samples) to 4% and fiber length varied from 8 to 25 mm. The fiber length and fiber content found to play important rule on the strength of fiber reinforced composite.     

不排水升温条件下黏性土孔压响应

 核废料的埋置和能源桩的使用都会升高地基土的温度,改变土的力学性能(特别是强度、刚度),造成高温结构周围地基土的额外变形、甚至失稳。以往的相关研究主要揭示排水升温(慢速升温)对土体力学性能的影响,而很少考虑实际工程中经常遇到的不排水升温(快速升温)对地基土的影响。基于理论和试验,对黏性土在不排水升温过程中的孔压响应进行了研究。在理论研究方面,基于临界状态土力学框架,推导了黏土温度与孔压的关系。同时在GDS三轴仪中增设温控仪,对2种黏土(紫金港黏土、马来西亚高岭土)不排水升温的孔压响应进行实验研究。实验结果显示,不排水升温作用下,正常固结土和超固结黏土中均产生正的超孔压。超孔压随温度的升高而增大,但随土体超固结比的增大而减小。对于正常固结土,在20 ℃～55 ℃范围,每升高10 ℃,土体有效应力约减小10%。当超固结比大于10后,不排水升温引起的超孔压几乎可以忽略。通过公式计算得到的黏土温度与孔压的关系与实验结果对比较好,验证了公式的可行性。     

硬壳层地基强度特性的室内试验研究

以工程项目为依托,采取原状土样进行室内常规试验及CU三轴试验,得出硬壳层及下部软土的物理力学性质指标的差异性,并进行分析,为工程实践中硬壳层的利用及研究提供参考。     

松砂不稳定行为的数值模拟研究

针对松散砂土的不稳定行为和静态液化现象,开展了一系列的双轴剪切试验离散元数值模拟,从宏细观的角度研究了松砂不稳定行为的各种影响因素及其发生机理。通过数值模拟发现,砂土的不稳定行为不仅与初始孔隙比有关,而且与土体结构的各向异性和围压有关。当加载方向与由颗粒接触法向所表征的结构各向异性主方向不共轴时,不稳定行为的发生会同时伴随着各向异性主方向的旋转。两个方向的角度差愈大,不稳定行为愈容易发生,颗粒的细观运动和细观结构重组现象也愈剧烈。不稳定状态点处的剪切荷载主要由颗粒间法向接触力承担,切向接触力仅起次要作用。     

超单元体在三轴试验三维离散元模拟中的应用研究

通过干砂三轴试验的三维离散元模拟,探讨使用超单元体这种不规则颗粒单元对试验结果的影响。相对于使用较多的圆球体颗粒,超单元体不仅是对实际砂土颗粒形状更好的拟合,更极大地提高了试件的受力性能,使应力-应变曲线更加贴合实测曲线。通过对模拟结果的细观分析,发现超单元体使试件的细观行为(局部孔隙率、配位数的变化)更为符合实际砂土。随着三轴剪切的进行,试件内部的局部孔隙率的差异性增大,同时由于受力的三向不等性使配位数大幅度降低。     

交通荷载引起的静偏应力对饱和软黏土不排水循环性状影响的试验研究

为研究交通荷载引起的静偏应力对饱和软黏土的不排水循环性状的影响,设计了室内不排水动三轴试验,将动应力简化为静偏应力与正弦荷载的叠加,研究了静偏应力对饱和软黏土变形、孔压发展规律以及动强度的影响。研究表明,静偏应力对土体动力特性影响很大,加快了塑性变形、残余孔压发展,降低了动强度曲线,减小了最小极限循环强度。且静偏应力的影响随着静偏应力的增大而显著。研究结果说明,交通荷载引起的动应力作用下,饱和软黏土更容易破坏。     

Minimum void ratio characteristic of soils containing non-plastic fines

The minimum void ratio is an index widely used to indicate the contraction characteristics and the densest state of soils. The minimum void ratio obtained by the traditional test method has been utilized to represent the density of soils irrespective of their fines content despite the restriction (FC ≤ 5%). By considering the effect of the blow count, pore water, and their primary properties, the applicability of the minimum void ratio to soils containing fines was examined with an automatic tapping machine. It was confirmed that the blow count of the traditional method is not sufficient for soils with a high fines content. Furthermore, the presence of pore water had a significant effect on the minimum void ratio of soils containing fines. The characteristics of the cyclic minimum void ratio, which indicates the minimum void ratio obtained throughout the repetition of liquefaction and drainage, were also examined.     

不同固结路径温州黏土固有不排水强度性状试验研究

为研究初始条件和应力状态对重塑黏土固有不排水强度性状的影响,采用应力路径三轴仪对室内制备的温州黏土进行一系列不同固结路径下的三轴固结不排水剪切试验。通过室内试验研究探讨温州黏土不同固结路径下不同平均有效应力固结后三轴不排水剪切应力应变关系和不排水强度特性;引入不同平均有效应力p’下的孔隙指数I_v与不排水强度比R^*_su=S_u/ p’,分析不同固结路径下不排水强度S_u的变化规律,并与Chandler提出的固有强度线IS_uL进行比较分析。结果表明：相同平均有效应力p’下,不同固结路径下不排水剪切强度S_u和不排水强度比R^*_su=S_u/ p’随固结路径的变化而变化;当不排水强度比S_u/ p’=0.33时,孔隙指数I_v与固结不排水强度S_u之间的关系与Chandler的固有强度线IS_uL一致。     

细粒含量对细粒–砂粒–砾粒混合料动强度的影响

从现有文献可以发现,含砾量、制样方法、相对密度和固结比等因素对饱和砂砾土动强度CRR的影响已有较多研究,但鲜有文献涉及细粒含量FC对砂砾土CRR的影响。通过一系列不排水循环三轴试验,研究了FC对细粒–砂粒–砾粒混合料CRR的影响。基于颗粒接触状态理论,将细粒–砂粒–砾粒混合料分为类粗粒土、类细粒土和中间性态土;引入"循环流动"和"循环液化"描述类粗粒土和类细粒土的循环破坏过程,提出了适用于混合料的循环破坏标准。试验结果表明:随着FC的增大,混合料的CRR呈现出先降低后增大的特征,当FC=30%时,混合料的CRR最低。通过分析发现,细粒–砂粒–砾粒混合料的CRR随骨架孔隙比e_k的增大而降低,且当FC25%或FC35%时,两者有较好的指数关系,说明e_k是合理地表征细粒–砂粒–砾粒混合料CRR的一个物理指标。     

细粒含量对饱和珊瑚砂动力变形特性影响试验研究

为了满足南沙珊瑚岛礁及近岸军事与民事功能设施建设对珊瑚砂动力特性参数的急迫需要,系统而深入地研究珊瑚砂动力变形特性已是一项紧迫的科学任务。利用共振柱对取自南沙群岛某岛礁的珊瑚砂开展了系列动剪切模量和阻尼比特性试验研究,探究相对密度D_r、初始有效围压σ’_m、细粒含量F_C对南沙珊瑚砂动力变形的影响。试验结果表明:反映σ’_m对最大动剪切模量G_max影响程度的应力指数n是与土性相关的常数;结合文献中3类砂类土的G_max试验数据,发现随等效骨架孔隙比e_sk~*的增大各砂类土的应力修正最大动剪切模量G_max/(σ’_m/p_a)~n单调减小,且两者呈现较好的幂函数关系;在同一应变水平下,珊瑚砂动剪切模量G随Fc的增大而减小,随D_r、σ’_m的增大而增大;当剪应变γ<10^-4时,F_C、D_...