压实花岗岩残积土的崩解特性试验研究

以深圳市花岗岩残积土为研究对象,考虑氧化铁含量、含水率及干密度影响,对压实花岗岩残积土进行崩解试验研究.结果表明:压实花岗岩残积土遇水快速崩解,崩解过程中崩解物以小颗粒-碎屑-泥状形式逐渐剥离于土样,直至完全崩解.土的崩解过程主要受氧化铁含量影响,物理状态对其影响程度较小.土的崩解速率随时间的变化规律主要呈先迅速增大后...     

全风化花岗岩与花岗岩残积土的判别及物理力学性质对比

全风化花岗岩(CDG)和花岗岩残积土(GRS)是华南地区易发生工程事故和地质灾害的土类.这2种土风化程度不同,其工程性质也有显著差异.现有规范主要根据野外特征和标准贯入试验实测击数进行划分,但在实际地质勘探中仍存在识别上的困难.对现有规范中关于确定CDG和GRS的相关条款进行了评述和讨论.鉴于CDG和GRS的级配特征存...     

水库花岗岩残积土三轴剪切力学特征的试验研究

花岗岩残积土的工程特质异常复杂,时常诱发工程围岩体失稳。以水库花岗岩残积土为试验材料进行了三轴固结排水剪切试验和三轴固结不排水剪切试验,分析了应力应变演化规律及力学参数特征。结果表明,三轴固结排水剪切试验时原状样出现显著的剪胀现象,重塑样在低围压条件下发生明显的剪胀现象,三轴固结不排水剪切试验时原状样和重塑样的孔隙水压力变化规律较为一致,应力应变路径最终均趋于临界状态线,而区别在于平均有效应力的变化明显不同。研究成果可为揭示工程花岗岩残积土的力学特征提供参考。     

风化花岗岩单轴损伤力学特性试验研究

为研究风化花岗岩弹性力学参数的劣化程度,选取弱风化、中风化及强风化的花岗岩进行单轴压缩力学特性试验研究。结果表明:风化作用对花岗岩力学特性有重要影响,会造成弹性参数不同程度的劣化。其中抗压强度和弹性模量随风化作用加强可大幅度降低,强风化花岗岩较之弱风化时抗压强度和弹性模量分别降低到30%和50%,而泊松比成增大趋势且可以增加至弱风化时的1.15倍。受不同风化作用的花岗岩破坏模式均为拉剪破坏,但宏观表现略有不同。根据损伤理论描述了风化花岗岩的损伤演化过程,得出风化花岗岩的相对损伤变量及损伤本构关系。该结论对指导管线穿越河床工程岩体力学及路基土工程有一定参考价值。     

花岗岩残积土的崩解特性研究

通过对花岗岩残积土进行室内崩解试验研究,观察土体在水中的崩解过程,测定残积土在水中的崩解速度。研究表明,花岗岩残积土的崩解速度大致存在3个发展阶段,即初始阶段的慢速崩解、中期阶段的快速崩解、后期阶段又趋慢速崩解。研究结果对认识花岗岩残积土的抗水性、崩解性特征,以及在残积土中的工程实践具有理论及实际意义。     

非饱和花岗岩残积土动力变形特性试验研究

为了探究某高速公路工程中非饱和花岗岩残积土动力荷载作用下的变形特性,以衡阳非饱和花岗岩残积土为研究对象,采用美国GCTS公司的USTX-2000非饱和土/饱和土动静三轴试验系统进行了非饱和动三轴试验,并利用Janbu公式进行了拟合。分析了吸力、净围压等对非饱和花岗岩残积土的变形特性的影响,并对其相应的本构关系及模型参数进行了探讨。结果表明:在吸力一定情况下,动应力应变骨干曲线呈双曲线型,骨干曲线随着净围压增大向上移动,不同净围压情况下,其与吸力未呈明显的相关关系;净围压相同时,非饱和花岗岩残积土的最大动弹性模量随动应变增大而减小;吸力一定条件下,最大动弹性模量随着净围压的增大近似线性增加;相同净围压下,阻尼比随动应变的增大而增大。研究成果为工程地质问题治理提供理论依据。     

酸污染条件下花岗岩残积土崩解特性试验研究

通过人工方法制备了不同ｐＨ值的酸性溶液污染的原状花岗岩残积土,探讨了不同ｐＨ值的酸 及浸泡时间对土的崩解特性的影响。研究表明:在同一ｐＨ值的酸作用下,花岗岩残积土在一定时间内 的崩解量随浸泡时间的增加而增加,浸泡时间越久,增加量越大;在浸泡时间相同时,花岗岩残积土在一 定时间内的崩解量随着ｐＨ值的减小而增大,且ｐＨ值越小,增加量越大;同时,在同一浸泡时间下,崩解 速度也随着ｐＨ值的减小相应增大。分析可知,双电层结构的改变和胶结物的溶蚀是花岗岩残积土加速 崩解的主要原因。     

玄武岩残积土的物理力学特性研究

通过对贵州地区玄武岩残积土进行室内物理力学试验,得出以下结论:玄武岩残积土属于粉质黏土,也为细粒土;胶粒含量较大,级配较差;残积土最优含水率远小于其塑限,且饱和度较低,击实曲线的不对称性表明残积土对水有较强的敏感性;黄褐色土压缩系数较红棕色大,两种残积土均属于中压缩性土;而回弹指数和变形量则呈现相反趋势,棕红色土比黄褐色残积土的回弹和变形量都大。     

闽东地区含砾花岗岩残积土的细观剪切特性研究

通过数字图像技术细致描述了闽东地区花岗岩残积土中砾石的颗粒形状特征,并通过簇颗粒在ＰＦＣ数值平台上实现了砾石颗粒的二维重构。进而建立含砾花岗岩残积土的离散元数值模型,对现场大型直剪试验全过程展开细致的数值模拟,探讨了含砾花岗岩残积土的细观剪切特性。从细观颗粒的统计结果上看,球颗粒／簇颗粒的平均相对水平位移和平均转动量,均沿试样高程大致呈正态分布;对其进行正态曲线拟合,发现其剪切带中心并不在剪切面位置,而是略向上发生偏移;同时通过定义上下一个标准差精确计算剪切带宽度;上述剪切带中心偏移量和剪切带宽度均随竖向压力的增大而逐渐减小。另一方面,颗粒间接触力链的分析表明,强力链主要集中在砾石颗粒间;而细颗粒则填充试样孔隙,使得各颗粒间咬合更加充分;二者共同作用有利于形成较为稳定的强力链,增强了含砾花岗岩残积土的抗剪强度。     

粉煤灰与石灰改良花岗岩残积土压缩特性研究

采用粉煤灰、石灰对福州地区花岗岩残积土进行掺合改良,通过进行击实试验和固结试验对比研究了粉煤灰石灰掺量和养护期的变化对花岗岩残积土压实性和压缩变形特性的影响。试验结果表明:在试验研究范围内,随着粉煤灰掺量的增加,粉煤灰改良土的最大干密度ρｄｍａｘ明显增大,最优含水率 ωｏｐ逐渐减小,压缩性逐渐降低,且养护期对其影响不大;随着石灰掺量增加,石灰改良土的ρｄｍａｘ逐渐减小,ωｏｐ逐渐增大,压缩性逐渐降低,且通过养护能明显降低其压缩性;同时掺入石灰和粉煤灰后,石灰－粉煤灰改良土的压实性和压缩性也都得到了较好的改善,且通过养护能有效降低其压缩性;综合分析表明１∶２∶７配比对于沉降要求较高工程的固化效益最佳。     

动态荷载作用下细砂岩流变损伤力学特性试验研究

选取软弱砂岩为研究对象,利用RLW-2000M型三轴流变试验机,测试砂岩试样的轴向应力-应变、轴向流变变形、径向流变变形,研究了动荷载频率和幅值对砂岩流变特性的影响;选取轴向应变为损伤变量,推导出损伤度的计算表达式,分析了各因素对损伤度的影响特性。研究结果表明:在动态荷载作用下,轴向与径向变形随着时间的推移而增大,滞回曲线会由稀疏变稠密;轴向、径向变形增量随动载幅值的增大而增大,而随着频率的增大呈减小的趋势;试样的损伤度在突变后趋于稳定,且随着动载幅值的增大而增大。研究结论为揭示动态荷载作用下细砂岩流变损伤演化规律提供科学依据。     

纤维和纳米材料改良花岗岩残积土的力学试验及机理研究

在处理特殊土时,采用性能好、环保和成本低的材料加固土体有着非常重要的意义。为了研究玄武岩纤维和纳米氧化铁对花岗岩残积土力学性能的影响,采用单掺和复掺的方式,制备不同掺量的试样进行固结不排水三轴剪切试验,并取剪切后的土样进行扫描电镜试验分析其微观机理。试验结果表明：土样抗剪强度随玄武岩纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化规律,在掺量为1%时出现峰值,土样抗剪强度随纳米氧化铁掺量的增加而呈单调增加的变化规律;两种改良方法均能较大幅度提升土体的黏聚力,对内摩擦角的提升效果不明显,此外,复合改良土样提升土体抗剪强度的效果比单掺改良土样更加明显;土体抗剪强度的提高是由玄武岩纤维与土体之间产生互锁网、纳米氧化铁填充土颗粒之间的空隙所致,采用复合改良土样的方式能有效改善花岗岩残积土的剪切强度特性。     

酸性溶液腐蚀后花岗岩力学特性试验研究

以福建省安南市水头镇花岗岩为研究对象,研究了花岗岩在不同酸性溶液(p H=1,p H=3,p H=5)中浸泡不同时间(30d,60d,90d)后单轴压缩下的基本力学特性。使用扫描电子显微镜(SEM)观察破坏后的花岗岩矿物形貌,并对破坏后的花岗岩进行X射线衍射(XRD)分析其衍射图谱获得试样成分。探讨化学溶液腐蚀后的花岗岩微观破坏情况。试验结果表明:化学腐蚀后的花岗岩物理力学特性均发生不同程度的劣化,随着p H值的减小,花岗岩试块杨氏模量减小,峰值应力减小;随着腐蚀时间的增加,试块杨氏模量减小,峰值应力减小。观察SEM图像得知,随着腐蚀时间和溶液酸性的增大,花岗岩矿物晶体之间的连接变弱。     

基质吸力对花岗岩残积土强度影响分析

花岗岩残积土分布相当广泛,是工程建设中经常遇到的土体之一。借助非饱和三轴仪进行花岗岩残积土抗剪强度试验分析,探究基质吸力对其强度参数影响。试验结果表明基质吸力和净围压的增大对花岗岩残积土强度有提升作用,花岗岩残积土黏聚力随基质吸力增大呈线性增长趋势,内摩擦角随基质吸力增大呈曲线增长趋势。基质吸力对土体弹性模量的影响也是正相关的,即弹性模量随基质吸力增大呈递增规律。根据试验结果,得出抗剪强度参数与基质吸力的关系式及不同基质吸力下土体的弹性模量表达式。     

黏粒含量对花岗岩残积土渗透与强度特性的影响

花岗岩残积土由于强度较高,常常用于高速公路路基的填方,但花岗岩残积土具有较强的渗透性,抗冲刷能力较差,在多雨季节施工,雨水冲刷会对填方质量产生较大的影响。通过对不同红黏土掺量的花岗岩残积土进行渗透试验和无侧限抗压强度试验,研究红黏土掺量对花岗岩残积土的渗透系数和无侧限抗压强度的影响趋势;在室内试验的基础上选取具体工程进行填方对比试验。研究结果认为:花岗岩残积土的渗透系数随着红黏土掺量的增加而减小;无侧限抗压强度随着红黏土掺量的增加而增大;花岗岩残积土中红黏土的最优掺量是40%,具体工程中采取2车花岗岩残积土加1车红黏土的“3+2”混合填料法能达到较好的填方效果。研究结果为花岗岩残积土地区工程建设的基础材料填筑与加固提供参考。     

含水率变化对荆江河岸黏性土体力学特性的影响

河岸土体的物理及力学特性是影响崩岸过程的主要因素之一。为研究土体含水率对荆江河岸土体力学特性的影响,于2017年对荆江8个典型崩岸断面进行调查取样,采用实测资料分析、室内土工试验和理论分析相结合的方法,全面地分析了荆江河岸土体组成及力学特性;并结合2016年实测数据定量研究了含水率对荆江河岸黏性土体抗剪强度指标的影响,以及含水率变化对河岸稳定性的影响。结果表明:荆江河岸为上部黏性土、下部非黏性土的二元结构;随含水率的增大,黏聚力先增大后减小,而内摩擦角持续减小;通常黏粒含量越大,其黏聚力峰值越大;含水率与抗剪强度指标存在定量关系;河岸在枯水期稳定性较高,在涨水期较为稳定,在洪水期和退水期稳定性较差。研究结果可供河岸崩岸治理工程技术人员参考。     

干湿循环下花岗岩残积土的崩解试验与微观机理研究

针对花岗岩残积土遇水易软化、崩解的特性,通过干湿循环下花岗岩残积土的崩解试验,研究了花岗岩残积土的压实度和干湿循环次数对其崩解特性和崩解参数指标的影响。得到以下结论：花岗岩残积土的压实度越小、经历的干湿循环次数越多,崩解速率越快,试样完全崩解所需的时间越短;拟合了平均崩解速率与干湿循环次数、压实度之间的函数关系式。利用电镜扫描试验,分析干湿循环作用下花岗岩残积土的微观结构变化,解释了崩解机理：随着干湿循环次数增加,片状颗粒间的层叠结构遭到破坏,颗粒的团聚性减弱,平面孔隙率增大,结构趋向疏松,加速了花岗岩残积土的崩解。     

考虑固结路径影响的花岗岩残积土 不排水剪切试验研究

针对常规的等向固结剪切试验不能反映实际工程中复杂应力路径对土体力学特性的影响,采用GDS应力路径三轴仪,对华南地区广泛分布的花岗岩残积土进行了不同固结条件下的不排水剪切试验,探讨不同初始平均有效主应力p′_c与初始应力比η_c对其不排水特性的影响。结果表明在初始应力比相同的情况下,初始平均有效主应力越大,花岗岩残积土的不排水剪切强度越大,破坏时的孔压也越大;在初始平均有效主应力相同的情况下,初始应力比越大,花岗岩残积土的不排水剪切强度越大,而破坏时的孔压越小。然而,e-p′-q三维空间中的临界状态线是唯一的,不受初始平均有效主应力和初始应力比影响。     

被动区花岗岩残积土弱化对深基坑的影响

花岗岩残积土遇水软化崩解不仅造成施工困难,也给基坑自身安全及周边环境保护带来极大风险。为了研究坑底被动区花岗岩残积土遇水软化崩解对基坑的影响,以花岗岩残积土地区某地铁车站深基坑为对象,运用PLAXIS有限元软件,系统地开展了土体弱化及弱化深度对基坑变形受力影响的有限元计算。结果表明:围护结构水平位移最大值、踢脚变形、地表沉降最大值均随着坑底土体弱化深度的增加而增大,当弱化深度较小时,上述值增长幅度较小,当弱化深度较大时,上述值急剧增大;此外,围护结构水平位移最大值位置及最大弯矩会随着土体弱化深度的增加而增大,临近坑底支撑会随土体弱化深度的增加而承担较大的转移压力。因此,在花岗岩残积土地区基坑工程施工过程中,需减少坑底土体弱化深度,避免土体大范围弱化。研究结果可为其他类似工程施工决策提供参考。