膨胀土收缩开裂过程及其温度效应

温度作为主要的外部环境因素之一,对膨胀土水-力学性质有重要影响。为了了解膨胀土在不同温度条件下的干缩开裂特性,开展了一系列干燥试验。试验中共配制了9组初始饱和的泥浆试样,干燥环境温度分别为22℃,60℃和105℃。在干燥过程中,实时监测试样的含水率变化及表面裂隙的演化过程,利用数字图像处理技术,对裂隙图像进行了定量分析,获得了表面裂隙率R_sc;采用填充法,测量了裂隙的体积。结果表明：在干燥初期,试样中水分蒸发速率为常数,且随温度的增加而增加,试样达到残余含水率所需时间随温度的增加而减小;裂隙出现时对应的临界含水率w_IC受温度的影响非常明显,当温度从22℃增加到105℃时,w_IC从38.0%增加到90.9%;在裂隙发展前期,R_sc增速较缓,随后进入快速发展期,较小的含水率变化可导致R_sc迅速增加;当含水率接近终期临界含水率w_FC或缩限时,裂隙发展趋于稳定,且w_FC基本不受温度的影响;在高温环境下,膨胀土的裂隙发育程度较低温环境高,存在明显的温度效应。     

第十二届环境岩土工程与全球可持续发展国际研讨会(第一号通知)

由国际环境岩土工程协会(ISEG)主办的第十二届环境岩土工程与全球可持续发展国际研讨会将于2012年6月27日～29日在美国洛杉矶举行。会议面向广大来自学术界、工业界和政府部门的研究人员、工程设计人员以及管理人员,欢迎参加。     

隧道健康诊断BOTDR分布式光纤应变监测技术研究

布里渊散射光时域反射监测技术是一项新型的光电监测技术,它利用布里渊散射光的光谱技术和光时域测量技术,可对沿光纤的轴向应变进行分布式监测,并具有分布式、长距离、精度高和耐久性长等特点。首先介绍了该监测技术的原理和特点,并以南京市鼓楼隧道健康诊断为例,介绍了该技术应用于该隧道变形监测以及监测的方案,讨论了隧道内环境因素如温差和振动等对监测结果的影响,验证了监测系统的灵敏性,最后对隧道的变形监测结果进行了分析,给出了鼓楼隧道的健康诊断。研究成果表明:该技术应用在隧道安全监测和健康诊断中是十分可行的,也是十分有效的。     

高压注浆预应力锚固技术加固失稳挡土墙作用机理分析与应用

对高压注浆预应力锚固技术加固失稳挡土墙的作用机理进行了分析,结果表明:高压注浆预应力锚固技术既能改善土体的力学性质,提高土体的整体稳定性,又能大大提高锚杆的预应力,增强挡土墙的承受外荷载的能力。通过在旧桥失稳挡土墙的加固实践,表明该技术加固效果显著。     

石灰土的表面吸附试验研究

采用表面吸附仪对膨胀土和石灰土样品进行了表面吸附试验,测得了土样加石灰前后的BET比表面积、BJH微孔比表面积、BJH微孔体积、微孔平均孔径及孔径中值的变化。研究了不同含灰量在饱水和非饱水养护条件下石灰土微孔结构的变化特征。试验结果表明,掺加石灰后比表面积变小,并存在一最小值;随着石灰含量的增加,小于100的超微孔显著减小,而大于100的较大孔显著增大,以100~1000的孔为优势孔。在非饱水状态,石灰含量为6%时的累积孔体积和平均孔径最大,且无侧限抗压强度最大;在饱水状态,石灰含量为10%时的累积孔体积和平均孔径最大,石灰含量为8%时无侧限抗压强度最大。因此,掺灰膨胀土在非饱水状态下的最佳石灰含量为6%,在饱水状态下的最佳石灰含量为8%~10%。     

基于微生物诱导碳酸钙沉积技术的黏性土水稳性改良

采用微生物诱导碳酸钙沉积（MICP）技术对黏性土进行改性处理,以改善其水稳性与抗侵蚀能力. 利用喷洒法将配制的微生物菌液及胶结液先后喷洒至黏性土表层进行MICP处理,并开展一系列崩解试验,通过数字图像处理技术对土样的崩解过程进行定量分析和评价. 通过颗粒分析试验研究MICP改性前后土样粒度组分的变化,通过扫描电子显微镜（SEM）分析土样的微观结构特征. 结果表明：1）素土在浸水后发生快速崩解,而在相同的时间内MICP改性土样则能较好地保持原始结构,水稳性更强;2）崩解指数是描述土体崩解过程和评价土体水稳性的定量指标. MICP改性土样的崩解速率远低于素土,且最终稳定后的崩解指数仅为素土的50%;3）MICP改性能显著改变土样的粒度组分,具体表现为细颗粒质量分数减少,粗粒土质量分数增加;4）微生物诱导所产生的碳酸钙填充了土样中的大孔隙,并在土颗粒之间形成有效的胶结,极大提高土颗粒之间的联接强度,这是MICP技术提高土体水稳性的主要作用机制.     

生物炭对不同土体干缩开裂特性的影响及其机理研究

自然界许多土体失水干缩后常发育裂隙，引起各类工程地质问题，在土中掺入生物炭可以有效改变土体干缩开裂特性。本研究重点针对下蜀土、红黏土两种特殊土体，探究了不同掺量木质生物炭（0,0.01,0.03,0.05,0.1 kg/kg）对土体干缩开裂特征的影响，并结合微观结构分析及液塑限试验结果，阐明了影响机理。结果表明：(1)生物炭对于不同土体的影响有显著区别。生物炭能够加快下蜀土裂隙发育初期的速度，但会降低后期裂隙发育速度并抑制开裂；抑制效果随着掺量的增加而增强，裂隙比最高可下降32.2%。生物炭显著促进红黏土的裂隙发育，且促进效果随着生物炭掺量的增加而愈加明显，裂隙比最高可上升80.4%。(2)生物炭通过两种方式影响土体干缩开裂，一方面是作为非塑性材料占据土体可收缩空间；另一方面是影响土体颗粒的水化膜厚度进而影响土体膨胀。不同生物炭改性土体的开裂特性的不同取决于两种作用方式的相对强弱。     

钻孔回填料粒径对传感光缆应变耦合性影响研究

钻孔全断面光纤监测技术已在地面沉降和矿山塌陷等地质灾害监测中不断得到推广应用，其中钻孔回填料与直埋式传感光缆之间的应变耦合性是影响光纤监测结果准确性的关键。利用可控围压光缆–回填料耦合性测试试验装置，探究了0～1.0MPa围压下传感光缆与不同粒径砂土回填料（0.5～4mm）之间的应变耦合性问题。结果表明：在相同围压与拉拔位移下，光缆与砂土之间的应变耦合性，随着粒径的增大而减弱，即0.5～1mm砂土与应变传感光缆间的耦合性最强。将10000με作为传感光缆最大应变监测量程，对传感光缆–砂土应变耦合性进行了评价。当光缆–砂土变形协调系数为0.9时，0.5～1,1～2,2～4 mm粒径砂料的临界围压依次为0.14,0.33,0.52 MPa。应变传感光缆与砂土的界面剪应力先增大后减小，随着拉拔位移的增大，光缆–砂土界面剪应力峰值与传递深度均有增加。研究结果可为确定钻孔全断面光纤监测的临界围压深度提供科学依据。