新型空心圆柱仪的研制与应用

为研究交通、波浪等荷载产生的主应力轴循环旋转应力路径对土体性状的影响，研制了可以在轴力、扭矩中高频率下共同变载的空心圆柱仪（HCA），并分析了设备的技术参数和性能指标.在静态试验环境下，设备的内外围压、轴力和扭矩均可独立控制；在动态试验环境下，轴力和扭矩可作任意波形周期变化，变载频率可达5 Hz.传感器工作性能稳定，测量精度高，有多重校合，并配备了非接触式水下应变传感器.通过开发专用切样装置，利用该设备对原状黏土样进行初步试验，分别验证了仪器实现主应力轴旋转特殊应力路径以及在中、高频率下轴力和扭矩的任意波形变载功能，说明此空心圆柱仪具备模拟包括主应力轴旋转在内的复杂应力路径的工作能力.     

多场耦合作用下重金属离子在粘土中的迁移性状试验研究

粘土由于截污能力强、渗透系数小及价格经济等优势,被广泛应用于填埋场衬垫系统中。在渗流场和浓度场综合作用下,粘土衬垫不能完全隔绝污染物的向下扩散。当在土中施加直流电场时,污染物在电渗透和电迁移作用下向相反方向运动。本文根据水和离子在电场、渗流场和浓度场作用下的迁移原理研制了室内动电模拟试验装置,试验研究了多场耦合作用下锌离子在粘土中的迁移性状,并对试验结束后的土样进行了浓度,含水率及pH等测定。结果表明,动电作用可以有效地阻滞锌离子在粘土中的迁移。     

无纺织物单向受拉时孔径变化研究

现有反滤设计中保土准则使用土工织物未受拉时的等效孔径,但平面单向拉伸会导致该值变化,影响土工织物反滤性能。采用动力水筛法对三种无纺土工织物单向受拉时等效孔径变化进行测定。无纺织物被单向张拉至3%、5%和10%的平面应变,随着拉应变的增加,三种针刺无纺土工织物等效孔径减小。推求了无纺织物单向张拉时的等效孔径计算公式,对于较厚无纺织物,公式计算值和测试值较吻合,但对于较薄无纺织物,二值有一定差异。     

浙江大学5 Hz空心圆柱仪试样固结变形研究

 目前,国际上研究主应力轴旋转对土体性状影响的较理想仪器主要是空心圆柱仪,浙江大学岩土工程研究所与英国GDS仪器设备有限公司共同研发的5 Hz空心圆柱仪,可进行静态试验及中高频率下轴力、扭矩共同变载试验。准确测定空心圆柱试样的变形是后续应力控制试验的前提及应变测量的基准,而试样在等压固结以后,由于装样操作及气泡的影响很难直接精确地测量。通过对试样内压腔体变、反压腔体变及轴向应变的分析,利用迭代法,推导空心圆柱试样等压固结后内外径计算公式,修正Tastuoka关于试样内外径变化的假设,并与局部传感器实测值进行对比,说明由体变和轴向位移变化计算外径的方法是可行的,用修正后的内径计算结果重新进行试验可以大大提高试验的测试精度和应力控制的可靠性。     

城市生活垃圾持水曲线的试验研究

城市生活垃圾的持水曲线是垃圾填埋场水气运移分析的重要参数。本文介绍了采用Tempe仪和压力板仪测试杭州城市生活垃圾持水曲线的方法与结果;通过对比试验,研究了垃圾的组份和孔隙比对垃圾持水曲线的影响。通过对试验结果的分析,获得垃圾持水曲线的特征指标。结果表明:垃圾的进气值ψa接近0 kPa,残余体积含水量θr为25%～35%,对应的基质吸力ψr为10～40 kPa;垃圾田间持水量为31%～46.5%,对应的质量含水率w为52%～130%,与现场垃圾含水率的测试结果比较一致。     

原状软黏土空心圆柱试样制备研究

空心圆柱仪是进行主应力轴旋转试验研究的主要试验仪器。目前国内外很少用此仪器进行原状土试验研究的一个主要原因是原状土试样取样、制备困难。在大量研究和试验基础上,确定了浙江大学5 Hz空心圆柱仪的试样尺寸。针对杭州软黏土的特性,成功研制了适用于软黏土的内壁切削器和内壁精修器,详细介绍了外、内壁的切削步骤和试样安装过程。实践证明:可以用自发研制的制样器成功完成原状软黏土空心圆柱试样的制备,所制试样完全满足试验要求,解决了原状土试验研究试样制备的难题,为后续研究提供了制样保证。