陕西蒲城黄土微观结构特征及定量分析

 利用Quanta环境扫描电镜对陕西蒲城电厂各土层黄土特别是Q2黄土试样进行微观结构测试,得到大量微观结构图片。针对黄土的微观结构特征,提出骨架颗粒的连接可分为直接点接触、直接面接触、间接点接触及间接面接触4种形式。微观结构定量分析表明,随着深度的增加,各土层黄土的灰度熵、颗粒和孔隙的数量、圆形度等没有明显的变化规律;颗粒的面积比例、定向度、分布分维逐渐增大;而欧拉数、孔隙的面积比例、定向度、分布分维逐渐减小。研究表明,Q3和Q2黄土微观结构特征与其湿陷性具有较好的相关性。     

控制剩余湿陷量的黄土地基深层浸水试验研究

选用4个不同处理深度的灰(素)土桩对大厚度自重湿陷性黄土场地进行挤密处理,并对挤密区域以下未处理土层进行深层浸水试验,研究在该浸水条件下大厚度自重湿陷性黄土地基的湿陷变形规律、处理深度和剩余湿陷量合理控制等问题。试验结果表明：灰土和素土在处理大厚度自重湿陷性黄土地基时,两者挤密效果表现差异不大;深层浸水情况下,6～15 m深度处理区域产生的变形量均不能满足上部荷载的变形要求,且呈现三段式变形规律,先期稳定,中期缓降,后期突降;根据现场浸水试验和桩基中性点相关研究,首次提出大厚度自重湿陷性黄土地区“湿陷临界深度”的概念,并初步将其确定为20～25 m,据此可以一定程度上减小深部土层剩余湿陷量,达到减小地基处理深度的目的;建议将15～20和10～15 m分别作为大厚度自重湿陷性黄土地基乙、丙类建筑的最大处理深度。     

非饱和含黏砂土不排水不排气力学特性三轴试验研究

为研究非饱和含黏砂土在不同含水率、压实度、不排水不排气条件下的强度、变形和回弹模量特性,用改进的非饱和土三轴仪对广佛高速路基含黏砂土做了2类试验：(1)不排水不排气三轴剪切试验,控制干密度为1.85 g/cm³,含水率为10.47%,13.63%,14.5%和16.02%,围压为50,100,200 kPa,共12个试验;(2)循环加卸载条件下回弹模量试验,干密度控制为1.70,1.80,1.85 g/cm³,含水率控制为10.47%,13.63%和16.02%,围压和偏应力分别控制为100,200 kPa,共9个试验,采用6级应力式加卸载方式,每个试样在不排水不排气剪切条件下进行了2次加卸载循环。研究结果表明：最优含水率是土样内摩擦角、黏聚力、破坏形态发生变化的临界值;剪胀强弱与围压和含水率密切相关;剪胀性随围压和含水率的增加而逐渐减弱;随剪切的进行,孔隙水压力和孔隙气压力都先增大再减小,随剪胀的发生,孔隙气压力与孔隙水压力曲线逐渐分开,基质吸力增大;相同含水率,净围压越大,孔隙气压力和孔隙水压力也越大。通过数据分析,构建了含水率、压实度、...     

非饱和含黏砂土的弹塑性剪胀特性研究

通过引入能够较好反映非饱和土弹塑性变形特性的Barcelona模型并结合能够较好反映砂土剪胀特性的Lade模型,进行了3种不同应力路径的三轴试验,给出了能反映非饱和含黏砂土应力应变特性的非饱和弹塑性模型,并讨论了吸力和净围压对弹性应变、塑性应变、塑性功和屈服函数的影响。推导出了总体积变形的表达式,该式同试验结果变化规律符合较好,说明该理论适合于非饱和含黏砂土。同时,由试验数据可以得出含黏砂土的体变峰值点、剪胀特性同净围压和吸力的变化有密切的关系。     

基于传递系数法的滑面指标反算方法的研究

滑面指标反算的算法很多,其中基于传递系数法的有代表性的算法就多达四种,这四种算法虽然都以传递系数法为基础,但其计算结果多数情况下却不一致,甚至相差较大。为了弄清计算结果出现差异的原因及四种算法的优劣,本文对这四种算法进行了大量的理论分析和工程试算比较,结果表明,在各滑段均无负值下滑力及极限平衡状态(稳定性系数为1.0)下,这些算法的结果是一致的。在其它情况下,末段法过于强调末滑段的作用,容易出现不合理的计算结果;显式法不能合理地考虑有负值下滑力的滑段;因此推力法或隐式法是较好的滑面指标反算算法。     

原状Q_3黄土湿陷特性的CT-三轴试验

利用应力控制式CT-三轴仪及CT-湿陷性三轴仪,在控制吸力的条件下,试验研究原状Q3黄土的浸水湿陷特性。做了2组共15个三轴试验,包括均压浸水试验和以双线法进行的侧向卸荷浸水试验,试验中利用CT机进行无损断面扫描,并用得到的CT数定量分析原状Q3黄土的结构性对湿陷的影响。结果表明:对于双线法湿陷试验,同一吸力和偏应力下,固结净围压大的试样湿陷变形大于固结净围压较小的试样湿陷变形,包括体应变、轴应变及偏应变量;均压浸水湿陷试验时,在试样饱和前,随着浸水量的增加CT数与浸水量之间基本呈线性关系;当试样趋于饱和时,CT数增大减缓;均压浸水湿陷试验中,在同一吸力下,固结净围压大的湿陷体应变较大,结构演化变量值也越大。     

非饱和重塑Q_2和Q_3黄土的渗水特性研究

随着西北大开发战略的实施,工程中涉及的Q2黄土及其重塑土日益增多。为了研究非饱和重塑Q2黄土的渗透特性及其和Q3黄土渗透特性的差异,对重塑Q2和Q3黄土分别做了4个干密度的水平土柱入渗试验;采用MP-406水分计及数据采集系统量测不同断面处体积含水率随时间的变化情况。实验研究结果表明:相同干密度的重塑Q2和Q3黄土渗水特性存在较大差异。在相同饱和度情况下,重塑Q3黄土扩散率大于重塑Q2黄土,并且随着饱和度的增大这种差异逐渐减小。不管是重塑Q2黄土还是Q3黄土,饱和度达到0.6左右时,扩散率近似由两条直线段组成;对于重塑Q3黄土,当饱和度低于0.6时,干密度的不同对扩散率影响不大;当饱和度高于0.6时,扩散率存在较大差异;但对于重塑Q2黄土,此规律不明显。     

黄土的湿陷变形机理

本文通过三轴等应力比试验和侧限压缩试验揭示了黄土湿陷变形的若干规律:主应力比对湿陷变形有较大的影响;湿陷与应力状态有关;变形与应力间存在交叉效应。分析比较了三轴和侧限压缩试验的结果,证明了用δ_s计算地基湿陷变形的局限性。建议在计算黄土地基湿陷变形时按应力状态把地基分区,不同区域用不同的试验指标。本文按三轴试验资料计算了地基压缩层范围内湿陷变形的分布规律,其结果与兰州和陕西张桥等处的现场浸水载荷试验资料吻合很好。     

非饱和土的水气运动规律及其工程性质研究

本文以压实黄土为对象,以各种改进的仪器设备为手段,在较大的湿度和密度范围内系统地研究了非饱和土的渗气性、渗水性、孔隙水压力和孔隙气压力在三轴不排水不排气剪切过程中的演化特性;用多种方法研究了非饱和土的吸力-密度-饱和度间的关系;在总结正反两方面经验的基础上,摸索出一套相应的测试方法.