软粘土渗透诱发固结机理及固结参数确定的研究

为解决渗透压力作用下软粘土的渗透诱发固结问题，建立了一维渗透诱发固结有限应变理论的数学模型，针对该模型所需参数，主要是高塑性粘土和其他细颗粒土的固结本构关系，即压缩性关系(e～σ′)和渗透性关系(e～k)，进行了渗透诱发固结试验和分析，通过试验得到软粘土的渗透系数与孔隙比，有效应力与孔隙比的关系表达式。     

粉质砂土的土-水特征及一维应力变形试验研究

浅层非饱和土的力学特性与其土-水特征密切相关,研究自重应力作用下土体的土-水特征曲线及一维应力变形对于边坡、基坑等工程的稳定性分析具有重要意义。采用应力相关的压力板仪对西南某地区的粉质砂土进行了干燥试验及k₀固结试验。结果表明:在较低的竖向应力状态下,应力大小变化对粉质砂土的土-水特征曲线影响不大;在一定的净竖向应力状态下,粉质砂土的体积应变随吸力的增加呈线性增大;在一定的吸力状态下,粉质砂土的k₀固结变形是非线弹性的,净竖向应力越大,土体的体积应变越大,孔隙比越小。     

内河码头回填料压缩-渗流耦合特性试验

利用高级固结试验系统对不同配合比的砂泥岩混合料进行压缩固结试验,研究不同竖向压力下土体的压缩、回弹及再压缩过程中压缩与渗透的耦合变化特征。试验结果表明:土体的压缩系数随竖向压力的增大趋于稳定,随泥岩含量的增大而增大;压缩指数随泥岩含量的增大而增大,即泥岩含量越高,土体的压缩性越强;土体渗透系数随孔隙比的增大而加速增大,随泥岩含量的增大而减小;提出一维渗流-压缩固结耦合有限差分计算方法,克服了太沙基固结理论中渗透系数恒定及小变形的假定。     

坝前淤泥土固结-渗透耦合特性试验研究

为研究坝前淤泥土在不同荷载下固结-渗透耦合特性,对分别取自10、50、100 cm深度处的坝前淤泥土样进行固结-渗透耦合试验,研究其孔隙比、渗透系数随固结压力的变化规律以及不同深度处孔隙比与渗透系数之间的关系。结果表明:在同一荷载作用下,随着深度的增加,淤泥土样的变形量逐渐减小,当荷载达到800 kPa时,10 cm深度处的压缩变形量为5.32 mm,50 cm深度处的压缩变形量为4.92 mm,100 cm深度处的压缩变形量为4.54 mm;不同深度处的淤泥土孔隙比随着荷载的增大逐渐减小,e—lg p曲线均表现出直线状态,孔隙比与固结压力之间呈现明显的对数关系;不同深度处的淤泥土渗透系数均随着固结压力的增大而减小,后期降低较缓慢,呈现明显的非线性,且孔隙比与渗透系数关系密切,渗透系数随孔隙比的减小而逐渐减小,利用单指数衰减方程可以较好地表达淤泥土渗透系数与固结压力及孔隙比与渗透系数之间的关系。     

基于常规三轴仪测定水泥土渗透系数方法研究

针对利用土的变水头(常水头)渗透仪测定水泥土渗透系数存在密封止水效果差、仪器操作复杂等缺陷,难以满足水泥土试样周边止水以及试验所需较大渗透坡降的要求。本文提出采用常规三轴仪进行水泥土室内渗透试验的新方法,并结合水泥土固结不排水剪试验结果对孔隙水压力产生主要原因进行分析。结果表明:该方法能够较好地测定水泥土渗透系数,并对其它复合固化土材料的渗透系数测试具有一定的借鉴意义;另外,水泥水化物对孔隙有填充和封闭作用,使得试样内存在封闭气体,从而影响饱和度,导致水泥土的孔隙水压力系数B远小于1。     

土层渗透试验对比分析

一般黏性土现场注水试验的平均渗透系数,比室内渗透系数要大一个次方量。目前室内渗透试验方法是采用变水头试验方法,但是室内变水头渗透试验,黏性土经常会遇到安装数天后土样不易透水问题,即便是透水了,渗透系数也很小,甚至小于10-8;找出室内与现场渗透试验指标的差异,以合理取舍室内渗透试验指标,具有十分重要的意义。     

膨润土掺量和水胶比对水工混凝土抗渗透性能的影响研究

通过试验测定不同条件下水工混凝土电通量和气体渗透系数,揭示出水胶比与膨润土掺量对混凝土抗渗性能的影响特征,以及抗氯离子渗透兴和抗气体渗透性之间的相关性,并利用扫描电镜观察内部微观结构。结果表明：水工混凝土电通量和气体渗透系数均随膨润土掺量的增加呈现出先减小后增大的趋势,掺3%膨润土组的电通量和气体渗透系数均最低,电通量与渗透系数呈显著正相关;适当减小水胶比有利于增强抗氯离子渗透和抗气体渗透性能,水化硅酸钙凝胶体系内的C-S-H之间的连接和孔隙填充程度可能与掺膨润土水工混凝土抗渗透性能有关。     

考虑软土流变特性和应力历史的一维固结与渗透试验

利用GDS先进固结试验系统对萧山软土进行了常规分级加载固结与渗透试验、分级加载流变固结与渗透试验、压缩－回弹－再压缩流变固结与渗透试验,绘制了沉降曲线、孔压消散曲线以及孔隙比和渗透系数的变化曲线,通过回归分析得到了萧山软土的压缩指数、回弹指数、渗透指数、次固结系数。试验结果表明：萧山软土具有明显的流变特性,对于正常固结萧山软土,土样底部超静孔压消散大约在加载后5个小时左右完成,而超固结土孔压消散速度比正常固结土快;应力历史和超固结比对次固结系数有显著的影响。     

考虑软土流变特性和应力历史的一维固结与渗透试验

利用GDS先进固结试验系统对萧山软土进行了常规分级加载固结与渗透试验、分级加载流变固结与渗透试验、压缩—回弹—再压缩流变固结与渗透试验,绘制了沉降曲线、孔压消散曲线以及孔隙比和渗透系数的变化曲线,通过回归分析得到了萧山软土的压缩指数、回弹指数、渗透指数、次固结系数。试验结果表明:萧山软土具有明显的流变特性,对于正常固结萧山软土,土样底部超静孔压消散大约在加载后5h左右完成,而超固结土孔压消散速度比正常固结土快,应力历史和超固结比对次固结系数有显著的影响。     

膨润土种类及掺量对塑性混凝土性能的影响

通过塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数试验,对比分析钠基膨润土和钙基膨润土对塑性混凝土和易性、抗压强度、弹性模量和相对渗透系数的影响。结果表明:塑性混凝土和易性满足要求;同一龄期下随着膨润土掺量的增加,塑性混凝土的抗压强度和弹性模量都降低,但掺钠基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量比掺钙基膨润土的塑性混凝土抗压强度和弹性模量高约1.5倍;前者的相对渗透系数小于后者;塑性混凝土中膨润土的掺量不宜超过60%,宜控制在20%～40%之间;宜用90 d龄期作为塑性混凝土力学性能试验的标准养护龄期。     

纳米氧化镁改性黏土强度特性试验

为了研究纳米氧化镁对黏性土强度的影响情况,将纳米氧化镁均匀地掺入到黏性土中进行直接剪切试验,并通过扫描电镜试验对剪切面上的微观颗粒进行观察。在含水率分别为10%,16%和22%的情况下,将纳米氧化镁按照0,2%,4%和6%的掺量（质量分数）加入到黏性土试样中进行试验。直剪试验结果表明:当含水率相同时,随纳米氧化镁掺量的增加,纳米氧化镁改性黏土的黏聚力逐渐增大,但是掺量对改性土内摩擦角的影响并不明显;当纳米氧化镁掺量相同时,随含水率增加,改性土的黏聚力呈现出先增后减的趋势,而内摩擦角则逐渐减小。扫描电镜试验结果表明:纳米氧化镁的掺入会降低土体孔隙比,增强颗粒间胶结作用,从而达到改变黏性土剪切强度的目的。     

含砂量对黄原胶复合黏性土抗裂和抗冲刷性能的影响

为增强黏性土的抗裂和抗冲刷性能,对掺加不同含量砂土的黄原胶复合黏性土开展了一系列室内蒸发、干缩开裂和抗冲刷试验,通过测算试样含水率和土体抗冲刷系数,结合图形分析软件定量分析了土体表层裂隙的发育情况,以研究复合黏性土体内部水分变化规律及其抗裂和抗冲刷性能。结果表明：随着黏性土中砂土颗粒的掺入,试样的裂隙率、裂隙宽度和受冲刷破坏程度呈现先增大后减小的趋势;当含砂量为30%时,素土及黄原胶复合试样的裂隙率、裂隙宽度和受冲刷破坏程度均为各含砂量下的最大值;当含砂量为50%左右时,对于黄原胶复合黏性土,黄原胶胶体与砂土颗粒形成具有一定强度的稳定结构,其抗冲刷性能得到显著提高。     

初始固结剪应力对饱和砂土动强度的影响

一、前言在室内振动三轴仪上进行砂土液化试验确定砂土的抗液化强度,是判断现场砂基是否会发生液化的方法之一。室内测定某一特定的砂性土的抗液化强度时,通常要考虑的因素有:(1)砂土试样成型的条件(主要是试样的密实度状态);(2)施加于试样的应力条件(即作用于试样周围的固结应力大小、固结应力比及所施加的应力路线);(3)确定抗液化强度时所选用的破坏标准,采用初始液化标准(孔隙压力等于周向压力)或应变标准。从液化试验实践中认识到,在众多的影响因素中,固结应力比是一个非常重要     

石灰改良黄土渗透特性试验研究

为了研究石灰掺量对黄土压实特性与渗透特性的影响,以甘肃省庆阳地区黄土为研究对象,进行了不同石灰掺量下的标准击实试验与不同掺量、不同干密度下的变水头渗透试验,并对有代表性的试样进行了电镜扫描。试验结果表明:随着石灰掺量的增加,改良黄土的最大干密度drmax越来越小,对应的最优含水率wopt越来越大;当石灰掺量从0增加到3%时,最大干密度drmax的减小幅度最大;素黄土与改良黄土的饱和渗透系数ksat均随孔隙比e的增大而增大,且在半对数坐标中呈线性关系,不同掺量下的拟合曲线相互平行,但截距有所不同。结合电镜扫描结果对黄土的微结构从定性及定量角度分析可知,大中孔隙的数量及面积决定着黄土渗透性。     

室内变水头渗透试验误差原因分析

室内渗透试验结果比外业现场注水试验结果要偏小,一般黏性土,现场注水试验的平均渗透系数为10~(-3)~10~(-6),而在室内渗透试验,黏性土的平均渗透系数为10~(-5)~10~(-8),甚至有的黏性土渗透系数为10~(-9),更有甚者,试样安装数日后不透水,有的黏性土样安装后,高达2个月不透水。从误差产生的原因分析,室内渗透试验存在着设备、方法、环境、人为等多方面的误差。     

污染物击穿防污屏障与地下水土污染防控研究进展

鉴于防污屏障是控制固废填埋场地下水土污染的重要结构,为评价防污屏障的服役寿命,分别针对重金属和有机污染物,总结了污染物在黏土屏障和复合屏障中的一维运移解析解,包括非线性吸附条件下污染物在黏土屏障中的一维扩散解、污染物在有缺陷膜复合屏障中的一维运移解和温度场作用下污染物在黏土屏障中的耦合运移解析解等。评价了污染物击穿防污屏障长历时过程超重力离心模型试验的可靠性。对运行了17 a的安徽某填埋场进行现场调查,发现氯离子运移最大深度达9 m,钠离子和COD的运移深度在3~4 m。总结和评价了地下水土污染控制的竖向屏障技术,认为土-膨润土系竖向隔离墙技术在我国具有广阔的应用前景,并对今后的研究进行展望。     

冻融循环作用下粉质砂土的压缩变形特性研究

以季节冻土区粉质砂土为研究对象,以含水率、压实度与冻融循环次数为控制变量进行了冻融循环试验以及固结压缩试验,并对试验结果与规律进行可行性分析和总结。压缩模量是判断土体压缩性的重要指标,通过室内试验测得粉质砂土的压缩模量,并得出重塑试样的含水率、压实度以及冻融循环次数的相关规律。结果表明:冻融循环3次时压实度为0.85、含水率为16%的试样压缩变形量最大,可达1.118 mm。经过反复冻融10次后试样的压缩变形量趋于稳定。冻融循环15次时,压缩变形率随固结压力的增加而增长。在同一含水率下,压缩变形率随压实度的增加而减小,在同一压实度下,压缩变形率随含水率增加而增大。压缩模量随着含水率的增加而减小,随压实度的增加而增大,随着冻融循环次数的增加而增加。对于粉质砂土,提高压实度、降低含水率是减小路基沉降的有效措施。     

试样边壁及内部缺陷对土体渗透系数测量的影响分析

土体的渗透系数是评价土体渗透固结性能的重要指标。在心墙坝中,准确测定心墙料的渗透系数对评价心墙的固结变形和拱效应具有非常重要的意义。测量渗透系数的方法包括渗透试验和固结试验。由于试样边壁和内部缺陷的影响,这两种方法的测量结果均可能与实际土体的渗透系数存在一定偏差。本文通过对概念模型的理论分析和推导计算,研究了试样边壁和内部缺陷对渗透试验和固结试验测量渗透系数结果的影响。分析结果表明,试样边壁和内部缺陷均对渗透试验的结果有显著影响,而对固结试验的结果则影响较小。在选择渗透系数的测量方法时,应根据具体情况。在分析心墙坝的渗漏量时,宜通过渗透试验测定心墙料渗透系数,但需要对试样边壁进行处理,尽可能消除边壁效应的影响;在分析心墙的应力变形时,则宜通过固结试验测定心墙料的固结系数或渗透系数,以免高估了心墙的固结性能。     

孔隙液体对透明土渗透特性影响对比试验

针对熔融石英砂与混合油、溴化钙及蔗糖等孔隙液体制配成的3种透明土试样,开展渗流液体与孔隙液体一致或者不一致两种情况下的常水头渗透试验,测得透明土材料在不同孔隙液体、粒径及相对密实度等情况下的渗透率,以及水在3种透明土试样中的渗透过程;并与福建标准砂相关试验结果进行了对比分析。进而开展透明土试样电渗可视化模型试验,初步探讨孔隙液体、渗透率等因素对电渗过程与机理的影响规律。试验结果表明,透明土试样渗透特性不仅与粒径分布、相对密实度等因素相关,而且与孔隙液体种类相关;混合油、溴化钙溶液制配成的透明土渗透率与天然砂土渗透率最为相近。     

土工试验的规划和成果评价(续)

(二)力学性质试验力学性质试验的目的是测定土的渗透系数、变形参数、抗剪强度指标、固结系数,静止侧压力系数等。它们在经过评价后,可直接供设计使用。 1.渗透系数粘性土的渗透系数用变水头渗透试验测定或从固结系数算出,而无粘性土的渗透系数一般用常水头渗透试验测定。土的渗透系数大都以厘米/秒计。根据土的渗透系数可以估计土坝、渠道的渗漏量,和降水工程的抽水量以及降落速率等。虽然在有些工程中,多流失一些水量并不是不经济的,但土体中的渗水量愈多,则土中可溶盐和土粒被带走的机会愈多,因此,发生管涌的可能性愈大。为了安全起见,应进行渗流控制,具体措施不外乎降低土的渗透系数、降低水力比降和控制出逸口,这些措施的设计,也是与渗透系数密切有关的。