冻融作用对土的微结构与强度特性的影响

人工冻结法因安全性能好、污染程度低、经济效益高等优点得到了广泛的应用。而冻融作用可以改变土体水分相态,影响土体的结构性能。通过现场试验与室内试验,对比分析了冻结法施工前后土体的微结构特征及剪切强度、压缩性能,揭示原状土层的物理力学性质。结果表明,冻融后的土颗粒形态从片状转变为厚层集聚体状;不同的土层在冻融后黏聚力和内摩擦角均呈下降趋势,反映出土的抗剪强度的劣化;冰晶的增长促使土的孔隙率增大,造成土体软化使得其压缩性得到增强;静力触探过程中的锥尖阻力和侧摩阻力在冻融后显著降低,波速变慢,论证了冻融作用导致土体强度减小、土体发生软化的现象。     

太湖湖沼相天然沉积土结构性评价

天然沉积土由于结构性的影响,通常具有与相应重塑样截然不同的力学性质。利用重塑土的固有特性作为评价参考基准,通过对太湖湖沼相典型沉积土的原状样和重塑样的固结压缩试验,从压缩特性方面探讨了如何评价土结构性对天然沉积土力学性状的影响。试验结果表明:土体结构性使天然土体具有的结构屈服应力对其变形性状起控制作用,屈服应力比YSR可判断土结构性的强弱;并与度量原位状态土体结构性抗力的应力灵敏度Sσ、衡量土的结构性对变形影响的稳定指数SI结合起来,作为定量分析和评价土结构性影响的指标;评价指标揭示出太湖湖沼相天然沉积土在沉积过程以及沉积后受到土结构性的影响,具有高位结构性。同时试验结果验证了该评价方法能够适合具有不同结构形式的天然状态土体。     

利用旁压试验估算土的地基承载力和压缩模量

首先介绍了旁压试验的原理和其构造;其次,通过对不同埋深条件下粉质黏土和淤泥质土的旁压曲线进行分析,并计算得出相应的地基承载力和压缩模量;最后,和静力初探试验中地基承载力和变形模量进行对比分析。结果表明:其旁压曲线主要分为三个阶段:第一阶段为初始阶段受到成孔作用下土体受到扰动,致使土体快速压缩,第二阶段为弹性阶段,第三阶段为土体塑性变形阶段;通过旁压试验测得土体地基承载力可以乘以相应土体的折减系数;得到相应土体下压缩模量和变形模量之间的换算系数。     

大连市黏性土压缩特性SEM微观机理研究

黏性土的工程特性,都与土体的微观结构有着密切的联系。大量的研究表明,微观结构的变化,决定了土体宏观力学性质。因此,研究黏性土工程特性与其微观结构状态之间的内在联系,对于深入研究黏性土工程特性具有十分重要的工程意义。本文选取大连市某钻孔不同深度的5个土样样品首先进行模拟原状样压缩试验(主要还是针对扰动样),分析不同荷载下的释水量和变形量,试验完成后,对原状样和压缩土样采用电子显微镜扫描(SEM),然后利用ERDAS软件对SEM图片进行分析,研究压缩前后土体微观结构,特别是孔隙大小和颗粒相关指标变化规律,结合压缩试验数据,分析二者之间的联系。     

合肥膨胀土轴向卸荷回弹变形的试验研究

为研究轴向卸荷路径下的土体回弹变形特性以及初始含水率和蒙脱石粉含量等指标的影响,以合肥膨胀土为研究对象,开展了一系列的室内一维压缩回弹试验。试验结果表明:卸荷时合肥膨胀土样的e-p曲线具有明显的先缓后陡特征;每级卸荷量越大,膨胀土产生的回弹变形量也就越大;与其他土质相比,合肥膨胀土的一维压缩回弹变形偏低;最大轴向荷载、卸荷比等指标与回弹变形指标之间具有良好的拟合函数关系;相同卸荷比条件下,试样回弹变形量随初始含水率增高而相应增大;当初始含水率较低时,试样的非饱和吸力会抑制土样的回弹变形;蒙脱石粉含量与试样的一维压缩回弹变形之间具有很好的正相关性。这表明膨胀土的胀缩性会影响到膨胀土基坑坑底土体产生的回弹变形量。     

高速铁路中低压缩性土物理力学特性试验研究

选取宁安客运专线安庆试验工点典型中低压缩性土原状土试样为研究对象,进行了一系列的室内土工试验。对中低压缩性土的物理力学指标进行了统计分析,探讨了物理指标之间的相关性及土性分布模型。通过开展高压固结试验、长期压缩试验和三轴试验,研究了中低压缩性土的超固结特性和长期压缩特性,探讨了黏土结构性对中低压缩性土力学特性的影响。试验结果表明:部分物理指标之间可建立较好的相关性;土性指标主要集中在分布区间的前半段;先期固结压力大,超固结特性显著,在小于先期固结压力的再加载压力作用下以弹性变形为主;长期压缩试验中主固结比例大,变形较快趋于稳定;原状土试样的饱和-固结过程可以显著降低结构性对土体强度的影响。     

珞珈山粘土压缩性的试验研究

对武汉大学珞珈山粘土完成了15组不同含水量和压实度的室内压缩试验,分析了压实度、压实含水量及压实土体的饱和状态三因素对粘性填土压缩性能的影响,并通过压实土体结构方面的理论对其影响机理进行了阐释：这三方面因素主要是通过对土体结构及土中的基质吸力产生影响从而影响到土体的压缩变形性。试验表明,压实度和压实含水量均是在一定的应力范围内对粘性填土的压缩变形性能产生影响,在最优含水量附近粘性填土的压缩变形随着压实度的减小、压实含水量的增大而增大;压实土体浸水饱和后的压缩变形远大于饱和前的变形,压实含水量大的土体在其它条件相同的条件下因饱和引起的压缩变形小于压实含水量小的土体。     

饱水黏性土释水响应压力规律研究

利用亲水性各异的饱和黏性土在不同压力条件下的压密试验,开展饱水黏性土体中弱结合水与应力、亲水性之间关系的研究。结果表明:随着外界压力增加,土体孔隙比达到某一临界值后,土体中弱结合水才随着孔隙比减小而排出,且所排出的孔隙水总量与土体体积总压缩量并不相等;在试验条件下,排水总体积大于土体压缩总体积,两者的差值随外界压力增加而呈非线性关系的增大;黏性土体的亲水性,对弱结合水排出的临界孔隙比和上述非线性关系有直接影响;对不同亲水性土体中的上述非线性关系,依据试验实测数据,构建相应的函数关系。试验成果可为相关的研究提供参考。     

新疆黏性土烘干状态下的抗压强度研究

为了研究黏性土体材料的塑性变形性质,使黏性土制成圆柱体形状烘干后,通过单轴压缩试验进行试验研究,得出了黏性土烘干状态下的应力应变曲线、受力特点、破坏特点,对房屋结构受力性能和抗震计算研究有一定的参考价值。     

生物酶改良膨胀土的压缩特性

为探究生物酶改良膨胀土压缩特性,通过一维固结试验,研究了生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体孔隙比、压缩系数、单位沉降量与荷载变化规律。探讨了固结压力对生物酶、石灰、水泥改良膨胀土体压缩特性的影响。试验结果表明:生物酶、石灰、水泥改良膨胀土表现出不同的压缩性,主要反映在压缩曲线与压缩系数上;掺生物酶、石灰、水泥都能改善膨胀土的压缩性,其中,生物酶配比为1∶300改良膨胀土的压缩性最小;改良膨胀土的单位沉降量与荷载的关系可用幂函数来表示:si=bpai。     

多种应力路径下结构性土胶结破损演化规律离散元分析

结构性土体通常指粒间含有胶结的土体,可看成一种特殊的胶结颗粒材料,探明结构性土体的胶结破损演化规律是加深结构性土体宏微观力学性质认识及建立结构性土本构模型的关键。由于试验手段难以定量获取胶结破损信息,通过离散单元法分析了结构性土体的胶结破损演化规律。首先采用相对完备的胶结接触模型建立了结构性土体离散元试样,接触模型考虑了颗粒及胶结物质的抗转动和抗扭转作用以及胶结尺寸对刚度和强度的影响;然后开展了结构性土侧限压缩、等向压缩、等应力比压缩以及常规三轴和真三轴试验的离散元数值分析,再现了结构性土的主要宏观力学特征;在此基础上的胶结破损演化分析表明胶结破损参量B0演化具有明显的应力路径相关性,而新提出的破损参量Bσ应力路径相关性低,通过Bσ与等效塑性应变的指数函数关系,可以描述结构性土体的胶结破损演化情况。     

透明土与标准砂压缩变形特性对比试验研究

人工合成透明土模拟天然土体,以研究土体内部位移场和渗透场等问题的可视化模型试验方法逐渐得到相关工程技术人员的认可与应用;然而,针对不同类型人工合成透明土的压缩变形特性的研究却相对较少。基于熔融石英砂和无定形二氧化硅这两种固体颗粒材料,开展不同孔隙液体、粒径范围及相对密实度等情况下的单向压缩试验;分析不同制配方法和制配材料所制配成的透明土材料的压缩变形特性,并与福建标准砂、Toyoura砂的单向压缩试验进行对比分析。同时,针对典型透明土土体在载荷板作用下的土体内部位移场进行了简要对比分析。试验结果表明,本文试验条件下,由蔗糖溶液制配的熔融石英砂透明土压缩性相对于由混合油及溴化钙溶液制配的压缩性更接近天然砂土;熔融石英砂相对于无定型二氧化硅更适合模拟天然砂土;与福建标准砂相比,透明土材料的压缩性相对较大,且目前模型试验中常用的0.5~1.0 mm粒径制配成的透明土压缩性相对更大,值得相关研究人员重视。     

不同配比下机场高填方边坡重塑土变形特性研究

为研究不同配比下某机场高填方边坡重塑土体在最优含水率条件下的压缩变形特性,采用固结仪对40组160个试样进行压缩试验,总结出孔隙比 垂直荷载曲线变化规律。通过分析土体在侧限条件下垂直压应力与垂直压应变关系,拟合出最佳应力 应变曲线公式,并推导出试验土体所符合的本构关系,最后进行沉降预测。结果表明:粉质黏土与红砂岩质量比为2∶8的土体压缩性比质量比为4∶6的土体压缩性低,更适合做高填方填料;不同配比的土体在各压实度下的应力 应变曲线均符合双曲线函数模型;相对于规范推荐法,采用割线模量法得到的沉降量计算值与实测值更为接近,具有较好的适用性。     

布块加筋粉土的抗剪性能分析

废旧衣物植入路基是废物利用的一种方法.借助土体的压缩剪切试验,探讨了布块对土体抗剪强度的影响.结果表明:伴随废旧衣物植入层数增多,剪切阻力增大,废旧衣物以块状层铺法植入路基中,可以提高局部荷载作用下的路基承载能力,前提是做好防水措施.     

上海浅层地基土的前期固结压力及有关压缩性参数的试验研究

地基土的前期固结压力是判断土体应力历史的一个指标,在不同应力历史状况的土体变形分析中它也是一个重要的计算参数。本文根据试验结果确定了上海浅层地基土的前期固结压力P.及其沿深度的分布,并对由Garlanger给出的考虑到应力历史影响的应力一应变关系式中有关的压缩性参数(膨胀指数C_(?)压缩指数C_c和次固结指数C_α)作了计算确定,同时,考虑到由于土体的次固结作用会产生所谓“准前期固结压力”,本文亦就上海软土重塑土膏固结试验结果的分析,提出估算准前期固结压力的公式。上述研究的初步结果可为今后上海软土的变形、强度研究提供参考。     

预压缩对非饱和土强度的影响试验研究

通过三轴剪切试验和直接剪切试验,分析了预压缩和排气状态对非饱和土强度的影响规律,试验结果表明:对试样预先进行压缩和排气不排水的试验条件,均能提高土体的抗剪强度,且排气状态对粘土强度的影响较粉土的明显。     

基于K_0固结排水卸荷应力路径试验粉土应力–变形特性研究

针对开挖土体复杂卸荷应力路径,按不同初始应力状态和卸荷应力比,对南水北调南干渠粉质黏土开展了K_0固结排水卸荷应力路径试验。试样首先在不同围压条件下K_0固结稳定,然后根据不同的轴向应力和径向应力卸荷比,进行卸荷试验,以模拟实际土体开挖过程中的应力路径。试验结果表明土体的应力应变特性与应力路径密切相关:不同卸荷应力比条件下,试样可能为压缩,先伸长再压缩或者为伸长变形;卸荷应力路径下压缩和伸长应力比临界值与初始固结状态和土性相关;相同平均应力增量条件下,卸荷应力比越小,试样体积膨胀绝对值越大;土体强度参数受加荷方式和应力路径影响不大。试验结果和常规三轴试验有显著区别,需要发展能够描述卸荷应力路径下的土体本构模型,对开挖土体开展符合工程实际的应力变形分析。     

土工合成纤维土工程特性的试验研究

通过直剪试验和三轴压缩试验,探讨纤维长度、细度、韧度及纤维土配合比对纤维土抗剪强度和应力-应变关系的影响。结果表明:纤维的掺入对土体内摩擦角的影响较小,主要提高了土体的黏聚力;纤维土的应力-应变关系呈应变硬化的特点,不存在典型的黏着破坏和拉力破坏;纤维的长度、韧度和配合比对纤维土应力-应变关系和抗剪强度的影响显著,纤维细度的影响相对较小。     

土体K_0固结-卸荷剪切试验研究

根据基坑开挖的特点,改进常规三轴试验仪器的控制程序。并以此为基础,利用三轴仪对基坑开挖过程中土体的K_0固结-侧向卸荷过程进行模拟,同时与常规三轴压缩试验结果进行对比分析,研究了侧向卸荷过程对土体抗剪强度指标产生的影响。试验结果表明,经过侧向卸荷过程的土样抗剪强度指标与常规三轴压缩试验结果明显不同,特别对于深层土,抗剪强度指标下降急剧,说明卸荷过程对土体抗剪强度指标有较大影响。     

大连黏性土压缩指数与物理指标相关性分析

土体物理与力学指标间通常具有相关性。基于大连某人工岛地基岩土勘察资料,分别采用单参数(天然含水率、初始孔隙比、重度)与多参数(天然含水率、初始孔隙比、重度、液限、塑性指数)法对压缩指数进行回归分析。基于回归分析结果,统计了上海、广州、江苏、连云港、温州等地黏性土天然含水率与压缩指数的相关性,并建立了二者的经验模型。研究结果表明:当采用单参数回归分析时,压缩指数与天然含水率的相关性较好、预测精度较高;当采用多参数回归分析时,压缩指数与初始孔隙比、干重度、液限组合时的预测精度最高。通过多地区土体压缩指数与天然含水率的相关性分析,得出二者相关系数达到了0.946,表明经验模型适用于上述地区土体压缩指数的近似计算。