合肥地铁膨胀土膨胀及抗剪特性试验研究

为了考察合肥地区膨胀土的膨胀及强度特性,选取合肥地铁1号线某车站工程段膨胀土,进行击实土样的无荷膨胀率和直接剪切试验,研究了膨胀土的膨胀性和抗剪强度与其初始含水率、压实度的关系。试验结果表明,无荷膨胀时程曲线可以分为快速膨胀、减速膨胀、缓慢膨胀3个阶段。3个阶段的曲线变化特征与压实度和初始含水率有关;初始含水率相同情况下,无荷膨胀率随压实度的增大而呈线性增加,压实度相同情况下,无荷膨胀率随初始含水率的增大而呈二次函数型降低;压实度一定时,凝聚力随含水率增大而线性降低,但内摩擦角随含水率变化不大;含水率一定时,凝聚力随压实度的增大而线性升高,但内摩擦角随干密度变化不大。     

基于孔隙介质理论的路基压实度确定方法

为克服以往路基压实度快速检测法中需要繁琐的标定试验及忽视初始地应力对变形参数影响的缺陷,建立了路基压实度快速检测新方法.首先,基于孔隙介质理论,研究了孔隙率、变形模量及密度随路基材料变形而变化的规律;其次,引入分层总和法和分级加载思想,考虑初始地应力和路基变形均影响路基力学参数变化的特征,建立静力贯入条件下贯入荷载-沉降解析关系;然后,在路基静力贯入试验测得荷载-沉降试验曲线的基础上,利用自适应遗传退火算法反演得路基贯入荷载-沉降解析关系中的各参数,从而建立基于孔隙介质理论的路基压实度确定方法;最后,通过工程实例对比可知,本文方法精确度满足工程要求,检测过程中无需繁琐的灌水法标定试验,能快速准确地检测路基压实度,表明了本文方法的合理性和可行性.     

基于静力贯入的路基压实度确定方法

为了建立公路路基压实度检测的新方法,在研究静力贯入路基变形力学机理基础上,深入考虑路基土体变形的非线性特征,引进分级加载和地基沉降分析的分层总和分析的思想,结合增量广义虎克定律和Duncan-Chang模型,建立了以路基土体初始孔隙率、泊松比、粘聚力和内摩擦角等为参数的路基贯入荷载位移分析模型.基于上述静力贯入位移分析模型,根据实测路基静力贯入荷载位移曲线,引进自适应遗传模拟退火优化反演分析方法,建立了基于静力贯入试验的路基压实度检测方法,该方法不仅可以检测路基压实度,还可以测定路基土体其他物理力学参数,而且,该方法还具有检测速度快和效率高的特点.通过工程实例计算和与现有方法的对比分析,表明了本文方法的合理性与可行性.     

压实黄土压缩特性研究

压实黄土广泛应用于实际工程中,其压缩特性是黄土路基工程、地下工程、边坡工程设计计算的重要参数.进行了一系列控制干密度和含水率的固结压缩试验,研究了压力、干密度和含水率对压实黄土的压缩特性的影响.试验结果表明:压力增大,压实黄土的压缩模量增大;含水率一定,随干密度的增加,压缩模量逐渐增大,压缩模量增量在含水率较小时,随干密度增大呈先减小后增大趋势,在含水率较大时,随干密度增大呈逐渐减小趋势;干密度一定,随含水率的增加,压缩模量减小,减小幅度随着含水率的增大而逐渐减小;并且干密度越大,趋势越明显.压实黄土的压缩模量-含水率关系可以用指数函数Es=aebw来表达.     

压实度及水分对青藏高原季冻区砂砾土冻胀特性的影响

 针对青藏高原季冻区某机场道基主要材料砂砾土,通过实验系统地研究了压实度、初始含水率及补水状况对砂砾土冻胀特性的影响规律。结果表明,在封闭条件下,若初始含水率不变,则砂砾土冻胀率随压实度的增加呈先增大后减小的趋势,在压实度为95%左右时达到最大值,若压实度不变,则冻胀率随初始含水率的增加呈线性增大;压实度和初始含水率均与冻胀率之间存在高度相关的函数关系,这些关系式在某些情况下可用于相关指标的相互预测。在开放条件下,砂砾土的冻胀率较封闭条件下显著增大,通常达3~4倍以上。为有效防治砂砾土冻胀,应严格控制压实度和初始含水率,同时采用降低地下水位、设置隔水垫层等措施阻止外界水源补充。     

珞珈山粘土强度规律的试验研究

对武汉大学珞珈山粘土完成了21组不同含水量和压实度的室内直剪试验，讨论压实度、压实含水量度压实土体的饱和状态三因素对粘土抗剪强度厦强度参数的影响，并从土体结构与土中水分变化两个方面分析了影响机理．试验表明。压实度、压实含水量及土体饱和状态对粘聚力和内摩擦角有影响。从而使抗剪强度也受到三因素的影响．粘聚力随压实含水量的增加不是单调变化的，其曲线型式类似于“倒S”型，在低压实含水量下随压实度的增加而增加、高压实含水量下受压实度影响不大，浸水饱和后粘聚力套大大降低，且压实度大、压实含水量低的土体饱和后粘聚力损失更大；内摩擦角随压实含水量的增加大体上是减小的，受压实度影响的规律性较差．受浸水饱和影响较小．图5．表2．参10．     

基于弹性半空间理论的土石混填路基压实度确定方法

针对现有路基压实度检测方法用于土石混填路基存在的诸多局限性与不足，提出了一种基于贯入试验的土石混填路基的压实度快速检测方法.首先，利用在受载前后岩土颗粒体积不变的条件，建立了土石混填料孔隙率与变形模量的变化关系.在此基础上，将土石混填路基视为半无限弹性空间，引进分级加载的思想，基于布辛奈斯克解导得了均布荷载条件下的包含初始孔隙率参数的荷载与变形计算公式，再将其转化为压实度与初始孔隙率之间的关系，从而确定压实度.该公式中仅包含两个基本参数，可由曲线拟合求出.最后，利用自行设计的实验装置开展了现场试验，对该方法进行了验证.试验对比数据表明，得到的压实度精度满足工程要求.     

黄土电阻率与其压实特性间关系试验研究

为研究黄土的电阻率与其压实特性间相互关系,首先分析了黄土的电阻率温度校正系数以及电流频率对电阻率测量值的影响,然后对不同条件下压实黄土的电阻率变化进行了一系列室内试验。研究表明:西安压实黄土实测电阻率的温度校正系数约为0.030～0.033℃-1.在2 000 Hz以下频率范围内,黄土电阻率随着交流电测试频率的升高而降低并且趋于稳定。当保持含水率一定时,随着压实度的提高,黄土的电阻率降低;当保持压实度一定时,黄土的电阻率随含水率的增加而减小。存在一个临界含水率,低于该值,压实黄土的电阻率随含水率增加迅速减小,高于该值,压实黄土的电阻率随含水率增加缓慢减小。     

单轴抗压强度和圆锥贯入度条件下的构度指标

为深入研究黄土处于初始状态下的结构性状态量—构度指标,分别对基于单轴抗压强度试验的构度指标和试锥贯入度试验的构度指标进行了不同结构性黄土的试验对比研究.得到了两种试验确定的构度指标与含水率和强度之间变化规律以及对于含水率变化的敏感性,论述了两种试验方法确定的构度指标的合理性和适用性.结果表明:构度指标与单轴强度之间具有较好的相关性.构度随含水率的增大而降低,且在含水率较小时,这种变化更为明显.当高于天然含水率时,构度指标受含水率的影响变化不大.单轴抗压强度试验的构度指标作为土体初始结构性的状态量,反映土体除密度、粒度、湿度之外的固有物理力学性质,具有更好的合理性和优越性.     

城际铁路黄土路基填料室内力学控制标准

为优选路基填料,保证施工后铁路路基力学强度满足相关规范要求,通过现场地基系数K30试验建立K30与压实度、含水率的关系,取现场土样在相同压实度与含水率条件下成型室内试件,并通过CBR试验测定相应的浸水CBR0、非浸水CBR1,从而建立现场地基系数K30与室内CBR的经验公式,并基于规范对现场填料要求提出室内力学控制标准。结果表明：随着压实度的增加,K30、CBR0与CBR1均线性增加;随着含水率的增加,K30与CBR1线性增加,而CBR0呈减小趋势;CBR0与K30相关性较差,而CBR1与K30具有良好的线性关系,K30=1.91CBR1+35,R²=0.93。对不同铁路等级、设计速度与结构层位的路基填料,可采用室内非浸水CBR作为填料预选的力学控制标准。     

青山嘴水库一期基础工程强夯效果分析

以青山嘴水库一期基础工程为具体实例,研究了强夯处理在增加重型动力贯入10 cm最小击数、提高地基承载力、增加干密度以及降低含水率等方面的效果.通过对试验测定的相关数据分析表明:强夯能使重型动力触探贯入10 cm最小锤击数增加417.46%～600%,地基承载力提高119.44%～163.98%,土体干密度增加7.18%～8.23%,土体含水率下降4.93%～45.14%,说明强夯效果非常显著.     

高液限粘土压实性能的试验

通过室内试验,分析高液限粘土的压实性能和最佳压实状态,结合路基工艺实验成果,提出直接利用高液限粘土修筑公路路基的质量控制标准.以福建厦门集美大道高液限粘土为例,经室内试验和现场工艺试验系统分析认为,浸水加利福尼亚承载比(CBR)大于3,只适用于下路堤的填筑,其压实度标准K≥94%.按6种击实功组合,对不同含水量的高液限粘土进行了系列化浸水CBR试验.结果表明,在最佳压实状态下,随着水质量分数的逐渐增大,所采用的击实功宜相应减小,通过水的质量分数和击实功的适当控制,高液限粘土可用于拟建道路的下路堤填筑.     

生物炭改性填埋场覆盖粉土的甲烷氧化能力试验研究

试验采用一种填埋场覆盖粉土作为土料,分别以木屑和水稻秸秆为原料热解的生物炭作为土料的改良剂,通过30天的甲烷氧化培养瓶试验研究了粉土以及两种不同生物炭改性土的甲烷氧化能力,同时研究了土样含水率对其甲烷氧化能力的影响。试验结果表明：两种生物炭均能提高粉土的甲烷氧化能力2.5倍左右。试验中所有土样在含水率在10%时几乎没有甲烷氧化能力,粉土以及两种生物炭改性土的甲烷氧化适宜含水率范围也各不相同,掺入生物炭能够增大粉土的甲烷氧化适宜含水率范围;本文运用击实曲线估计了试验中土样的水气双开敞(即水气都连通)条件的含水率范围,其结果表明：土样的水气双开敞条件含水率界限差值越大,土样的甲烷氧化适宜含水率界限差值也越大。掺入生物炭增大了粉土土样的水气双开敞条件的含水率范围,因此增大了其甲烷氧化适宜含水率范围。     

含水量对路堤细粒填土的影响及对策

通过对粉质重亚粘土、粉土、风化残积重亚粘土的击实试验及强度测试数据进行分析,表明高含水量填料密实度与强度之间关系有其特殊性,并非密实度越高越好,超过临界密实度后强度反而下降,且击实后的土样如果受水分侵入强度也会降低,因此采用过湿填料填筑路基时适当降低压实标准或压实功是合理的.作者探讨了多雨潮湿地区、平原低洼地区直接采用过湿填料填筑路堤时不应以最佳含水量对应的干密度为施工标准,而应以填料压实时实际含水量条件下所能达到的最大强度控制施工干密度,据此提出了相应对策以及路基保湿的概念、措施.     

江西重塑红黏土动特性研究

本文以江西东乡县重塑红黏土为研究对象,在不同物态和应力状态下进行室内动三轴试验研究。主要研究在不同含水率和固结围压条件下,红黏土破坏动应力-破坏振次关系、动粘聚力和动内摩擦角、动应变-动弹性模量关系以及阻尼比的变化规律。试验结果表明：相同破坏振次条件下,高固结围压和低含水率能提高土破坏时的动强度。土的动粘聚力和动内摩擦角随着土样含水率的增加线性递减。红黏土动弹性模量随着轴向动应变的增加而减小,同时动弹性模量的减小幅度也越来越小,最后趋于平缓。相同轴向动应变条件下,高固结围压和低含水率土样的动弹性模量更大。拟合后的红黏土动本构关系符合Kondner双曲线模型。同时红黏土的阻尼比随着固结围压和含水率的增大而增大。     

快速液压夯动力补强效果无损评价试验研究

为了探究快速液压夯动力补强效果,对同种液压夯不同夯实次数处理过的路基开展瞬态面波无损检测,然后进行钻土取芯并开展土工试验,得到了含水率与压实度等相关土体参数随深度变化情况。基于瑞雷波波速及相关土体参数,建立了压实度经验模型,并通过实测数据进行了验证。试验结果表明：瑞雷波波速云图呈现明显的层状分布,干密度和压实度随着路基高程增加逐渐提高,在路基表面处,夯实2组的路基压实度与未夯实路基相比提高了1.95%,夯实4组的路基压实度与未夯实路基相比提高了3.13%;在路基表面处,夯实2组的路基干密度与未夯实路基相比提高了0.91%,夯实4组的路基干密度与未夯实路基相比提高了1.01%。进行瑞雷波速与原位试验实测纵向压实度关系曲线标定时考虑含水率对瑞雷波速的影响进行回归拟合,建立了相关性良好的波速-压实度经验模型,提高了基于瞬态面波的压实度检测方式精度。     

土压实度的瞬态冲击法测试

为寻找一种无损、快速和准确地检测土压实度的新方法,基于振动能量在土壤中衰减的基本原理,使用重锤冲击压实度不同、含水质量分数不同的土壤,在与冲击点一定距离处的土壤中测取振动响应信号,并对测取的信号在时域和频域上进行分析。试验结果表明:在测试距离一定、含水质量分数相同时,在同一脉冲宽度内振动加速度信号的幅值、有效值均随压实度的增加而增大;在最佳含水质量分数附近的范围内,土壤中含水质量分数对压实度计算结果的影响不大,误差小于1%;在冲击距离为200~400 mm时的测量和计算结果,比较接近真实测量值,距离较近、较远时误差均较大。     

含水率及孔隙率对黏性土电阻率影响的试验研究——以桂林红黏土、粉质黏土为例

为获得土体电阻率与含水率及孔隙率之间的定量关系,以桂林红黏土、粉质黏土为研究对象,通过更严格的单因素控制试验,在保持其他各因素不变的情况下,探讨两种土体的电阻率随含水率（保持土体类型、孔隙率不变）、孔隙率（保持土体类型、含水率不变）的变化规律,并引入能够综合反映含水率和孔隙率变化的土体体积含水率,探讨电阻率与体积含水率间的确定性关系及经验公式。试验结果表明：孔隙率一定时（含水率一定时）,两种土体电阻率与含水率（孔隙率）之间均呈幂函数关系。两种土体电阻率均随含水率的增加先剧烈减小,而后逐渐变缓;均随孔隙率的增加而增加。两种土体电阻率均随体积含水率的增大而减小,红黏土电阻率与体积含水率间呈幂函数关系,粉质黏土电阻率与体积含水率间呈线性关系,基于体积含水率得到的两种土体电阻率经验公式相关性较高,可应用于红黏土、粉质黏土地区的岩土工程实践。     

考虑含水率干密度的土壤动态球形空腔膨胀理论

为研究土壤含水率、干密度对弹体侵彻阻力的影响,通过引入含水率及干密度对土壤摩尔-库伦屈服条件进行修正,完成材料的动态球形空腔膨胀理论推导,获得考虑含水率及干密度的靶体阻力函数. 在此基础上对文献中的实验进行计算,并与实验数据及其他经验公式计算结果进行对比和分析. 结果表明,侵彻过程中材料空腔表面径向应力会随着含水率的增加而降低,随干密度的增加而增高;与经验公式及其他模型计算结果相比,考虑含水率干密度的计算模型具有更好的预测精度,可用于低速侵彻土壤的侵深计算.