粘性土无侧限抗压试验PFC模拟的微观分析

无侧限抗压试验在研究粘性土的力学性质和破坏形态方面有着重要的作用,在本文中从微观方面出发利用颗粒流中的clump单元来模拟粘性土无侧限抗压试验的基本颗粒和 “柔性边界”。结果表明初始孔隙比、摩擦系数、 颗粒间的刚度和黏聚力都会对粘性土的力学性质和试样内部颗粒间粘结个数及排列方向的变化还有试样剪切滑移带的形态和相关内力变化产生显著的影响。     

纳米纤维素材料加固土遗址初探

探讨纳米纤维素加固土遗址的可行性,将羧基改性的纳米晶纤维素(CNC)和纳米纤丝化纤维素(NFC)分别以滴渗或拌和的方式加固遗址土试样,通过不同龄期下的无侧限抗压强度试验、声波测速、水滴入渗试验和崩解试验,评估了加固试样的力学性质、固化龄期、斥水性和耐水性能.结果表明:2种材料均能在较小的掺量下适度的提高遗址土的力学强度, NFC在拌合加固中效果明显,CNC更适用于滴渗加固.声波测速试验反映了各加固试样的强度增长规律,与无侧限抗压强度较吻合.经CNC滴渗的试样斥水性有所提高,崩解速率较未加固试样降低近50%.扫描电子显微镜图像揭示了纳米纤维素与土颗粒间的胶结形态, NFC拌和样与CNC滴渗样孔隙间表现为明显的非晶相的凝絮状胶结,孔隙度大大减小, CNC拌和样胶结物凝聚现象不显著.     

基于颗粒流离散元的黏性土三轴剪切试验数值模拟

通过对黏性试样进行室内三轴固结排水试验,研究黏性土体的工程力学性质,得到了试样土体的应力-应变关系曲线以及强度指标,基于颗粒流离散元法的原理,利用PFC3D软件建立三轴试样模型,并设定颗粒间的接触为接触黏结模型,通过颗粒流数值试验对细观参数进行标定,从细观角度对黏性土的工程力学特性做了一定的研究。对比了不同围压下数值试验与室内试验的应力-应变关系曲线,得到了较好的模拟效果。分析细观参数的变化对黏性土的应力-应变关系曲线的影响,得出边界条件、孔隙率、黏结强度、摩擦系数、接触刚度等细观参数的取值对黏性土的宏观力学性质有着显著的影响并对影响规律做了探讨,为今后的三轴试验颗粒流数值模拟提供了有价值的参考。     

纤维加筋和石灰改良昔格达土工程性质试验研究

为探讨纤维加筋和石灰共同改良攀西地区昔格达土的工程性质,在昔格达土中掺入不同含量的长度为2.5 cm的纤维,制备不同纤维掺量石灰改良土样,进行有荷膨胀试验、无侧限抗压试验和直接剪切试验。试验结果表明：纤维加筋不仅可减小石灰土的膨胀性,还可以改善昔格达土的抗压、抗剪和变形等力学特性,直剪试验表明,纤维加筋石灰土颗粒与纤维之间的摩擦力增大,使土样的粘聚力明显增大。研究表明：纤维加筋能有效改善石灰昔格达土的工程性质,当掺入0.3%的聚丙烯纤维时石灰昔格达土的纤维加筋效果最佳。     

固化淤泥土的力学特性试验研究

淤泥土具有高含水率,高压缩性,强度低等特点,工程建设中容易产生不均匀沉降等危险。为改善淤泥类土的力学性质,实现淤泥资源利用,选取工业矿渣为固化材料,以硅酸钠和氯化钙为激发剂,对淤泥土进行改良。通过开展无侧限抗压试验,分析矿渣、硅酸钠、氯化钙掺量和龄期变化对试样力学性能的影响。结果表明：矿渣在激发剂的作用下能显著提高淤泥土的强度,其强度随矿渣掺量近似呈线性增长的趋势。硅酸钠对矿渣的激发效果明显优于氯化钙,其临界掺量为9%;氯化钙对强度并无明显增长,甚至表现出负面效应。基于试验数据建立固化淤泥土强度预测模型,可以对固化淤泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。研究成果为矿渣固化淤泥土的工程应用提供试验基础。     

土体污染对水泥土力学性质的影响

为了研究污染对土体性质和水泥土力学特性的影响,采用室内模拟试验,探讨了自然土在遭受不同污染源污染土体性质的变化,对比分析了由自然土和污染土配制成的水泥土在不同龄期的外观特征、无侧限抗压强度,得到土的塑性指数随污染源和含量的变化规律,及各种条件下水泥土试块表观变化现象、破裂形态和无侧限抗压强度曲线．试验结果和分析表明,污染物的种类和含量对土的塑性指数和水泥土强度有重要影响,硫酸污染土配制的水泥污染土抗压强度发生了变化,特别是在高含量条件下,强度折减显著,统计得出水泥土抗压强度与水泥污染土抗压强度间的环境影响系数,对污染土条件下进行水泥土应用提供了一定的拳孝依据．     

废弃轮胎橡胶颗粒混合土无侧限抗压强度试验研究

为了分析废弃轮胎橡胶颗粒混合土(RST混合土)的工程特性,采用无侧限抗压强度试验对RST混合土的无侧限抗压强度进行研究。首先,对组成RST混合土的原材料的物理特性进行分析,然后,进行RST混合土试样的配比方案设计和制备方法研究,进而采用无侧限抗压强度试验,研究养护龄期、胶粒土比、灰土比以及水土比对RST混合土无侧限抗压强度的影响规律。研究结果表明:在28 d的养护龄期内,RST混合土的无侧限抗压强度随养护龄期的延长而增大,且灰土比约为10%的RST混合土试样的无侧限抗压强度对养护龄期尤为敏感;RST混合土的无侧限抗压强度还随胶粒土比的增大而减小,随灰土比的增大而增大;RST混合土无侧限抗压强度对应的最优水土比约为25%。     

水泥改良洗衣粉污染土强度特性试验研究

以益娄高速桃江段黏性土为例,基于水泥改良洗衣粉污染土的室内试验,探讨了水泥改良洗衣粉污染土的CBR(加州承载比)试验和无侧限抗压强度试验,并对水泥改良洗衣粉污染土的强度预测方法进行了研究。结果表明:随着水泥掺量的增加,水泥改良洗衣粉污染土的CBR值先急剧增加后缓慢增加;不同洗衣粉含量的污染土样无侧限抗压强度随着水泥掺量增加均得到提高。通过对不同水泥掺量,不同龄期的试样强度进行数据拟合,得到了水泥改良洗衣粉污染土的无侧限抗压强度预测公式。     

无黏性土的冲刷机理

无黏性土的剪切强度主要来源于颗粒间的摩擦力,无黏性土的抗冲刷主要来源于土粒重量。根据无黏性土颗粒冲刷过程中的受力平衡分析,无黏性土颗粒冲刷临界剪切应力(冲刷启动剪切应力)与颗粒粒径成正比,已有的砂、砾冲刷试验结果验证了无黏性土颗粒冲刷临界剪切应力理论。     

水泥-碱渣改良膨胀土干湿循环耐久性及其劣化机制试验研究

通过系统的室内试验对水泥-碱渣改良膨胀土的工程性质及其干湿循环耐久性进行评价,并通过微观测试技术分析了改良机理以及干湿循环劣化机制。结果表明,经水泥-碱渣改良后,膨胀土的液限、塑性指数和自由膨胀率明显减小,无侧限抗压强度显著增大;降低水泥-碱渣质量比引起的工程性质劣化可归因于复合型化合物CaO·SiO₂·CaCO₃·nH₂O的胶凝性能比典型水化胶凝产物弱。干湿循环初期,试样宏观形貌及无侧限抗压强度无明显变化;随着干湿循环次数的增加,试样强度明显减小,其宏观破坏特征表现为剥落。干湿循环作用下,改良土的微观劣化作用机制在于水化胶凝产物对土颗粒或团聚体的胶结作用遭到破坏,以及微裂缝的发育及扩张。     

单轴压力下RST轻质土变形特性及其细观机理分析

通过无侧限抗压强度试验和细观试验,研究了废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土(RST轻质土)在单轴压力作用下的变形特性及其细观成因,得到了应力-应变曲线与材料配合比的关系以及有代表性的细观图片.无侧限抗压强度试验结果表明:RST轻质土的应力-应变曲线为软化型,可以被概括为压密、弹性变形、塑性变形、软化4个特征阶段.细观试验结果表明:在处于加载初期的压密阶段,最先发生变化的是试样内部的孔洞,这些孔洞在外荷的作用下有闭合的趋势,但不会完全消失;由外荷造成的裂缝的出现标志着塑性变形阶段的开始,外荷引发的裂缝最初会从试样内部原有的孔洞以及橡胶颗粒和水泥土的结合面上开展.试验结果还表明,土体的宏观现象是其细观结构变化的体现,废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土的细观孔隙裂缝发展情况可以解释其宏观应力-应变曲线的形态特征.     

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土无侧限抗压强度试验

为了研究以废弃轮胎橡胶颗粒作为轻质材料的拌合轻质混合土的配比和强度的关系,通过室内土工试验,分析了橡胶颗粒含量、水泥含量、含水量和养护龄期对该混合土的无侧限抗压强度的影响以及橡胶颗粒含量、水泥含量对其应力—应变曲线形态的影响。得到了试样强度和变形随混合土配合比变化的规律。试验表明,在一定范围内改变这种混合土的配合比,可以调节混合土的强度和和易性,使其满足工程应用的需要,为下一步研究这种新型材料的本构关系和轻量性奠定基础。     

木质素改良粉土基本工程特性试验研究

将工业副产品木质素应用于粉土改良.通过界限含水率、颗分、击实、无侧限抗压强度和电阻率等室内试验,对素土及掺木质素改良土的基本物理力学性质、p H值和电学特性等进行对比研究,明确改良土的基本工程特性变化规律和改良效果,并采用扫描电子显微镜(SEM)对土体微观结构变化进行对比分析,阐述了木质素与土体的相互作用机理.试验结果表明:木质素可有效改善粉土的颗粒级配,降低土体的塑性指数;改良后粉土的最大干密度增加,最佳含水率减小,同时干密度对含水率变化的敏感性增强;改良土的无侧限抗压强度优于素土,p H值低于10,龄期和含水率对强度影响显著,对p H值无明显影响;胶结物质填充孔隙并联结土颗粒,改良土微观结构更为稳定.这说明木质素可有效改善粉土的基本工程特性.     

膨胀土路基填料的土工试验方法研究

对掺石灰处理膨胀土的掺灰率,无侧限抗压强度,试样饱和对其力学性质的影响以及膨胀力等问题进行了试验研究,根据试验结果比较,提出了不同龄期的掺灰率应用不同ＥＤＴＡ耗量标准曲线的建议及用三轴仪量测膨胀力的改进方法,供公路路基土试验参考。     

侧限条件对干湿循环过程中膨胀土强度的影响

文章通过对合肥地区膨胀土进行侧限和无侧限的干湿循环条件下的直接剪切试验,探讨了试验过程中强度侧限条件对土样干湿循环后的强度衰减情况的影响。研究结果表明:每次干湿循环后,有侧限试样的强度都高于无侧限试样的强度,其中,侧限条件在前3次干湿循环中对膨胀土强度的影响较为明显,在第4、第5次干湿循环后,无侧限试样与有侧限试样的内聚力及内摩擦角基本接近,表明随着循环次数的增加,侧限条件对膨胀土干湿循环条件下强度的衰减影响明显减弱,直至可以忽略;在膨胀土地区工程实践中,考虑安全因素,对于易受外界条件影响而产生干湿循环的膨胀土层,其强度应采用原状土样强度的1/3。     

击实参数对砂土EPS颗粒混合轻质土的影响

为了明确击实参数对砂土EPS颗粒混合轻质土(LSES)物理力学性质的影响,利用室内试验研究了击实能量(击实一次的击实功)和击实次数对LSES物理力学性质的影响.结果表明:LSES的干密度、无侧限抗压强度、黏聚力、内摩擦角均随击实次数的增加而增加,增加速度由快逐渐减慢并逐渐趋于稳定;随着击实能量的增加也会增加,但增加速度不趋于稳定.根据室内试验结果总结了干密度和无侧限抗压强度的计算式.     

重金属离子污染粉砂土力学性能试验研究

为了探究重金属离子对粉砂土力学性能的影响,配制不同重金属离子含量的污染土试样,进行无侧限抗压试验、直剪试验和X射线衍射分析试验。试验表明:铬离子渗入会增大土体抗压强度,而铜离子加入会导致土体抗压强度减小;铬离子和铜离子掺入量的增加均会引起土体抗剪强度下降;借助X射线衍射试验发现,铜、铬离子的渗入会改变土体内SiO_2化合物的含量及形态。综合分析表明,铬离子、铜离子会改变土中SiO_2的含量,从而影响土的力学性能。     

土无侧限抗压试验中的声发射特性研究

声发射检测技术因其无损、实时等优点已成为一种重要的无损检测与评价手段,但其在建筑工程领域尤其是岩土工程领域中的应用研究较少。将声发射技术应用于土的无侧限抗压试验,运用历经图和关联图的分析方法,研究土体受压过程中振铃计数、能量、持续时间、幅度这4个声发射特征参数的变化规律。试验结果表明,声发射技术可应用于土的无侧限抗压试验,声发射特征参数对土体受压过程中的应力的变化过程有很高的敏感度。     

软土特性与水泥—水玻璃加固土效应的试验

通过试验 ,分析水泥—水玻璃加固土的无侧限抗压强度与原状土的物理力学性质、水理性质、有机质、土样浸出液化学成份之间的关系 ,并探讨加固土的渗透性能     

基于分形理论的固化土微观结构变化特性

为探究海洋环境中不同离子对固化土微观颗粒结构的影响,研究了钢渣+水泥固化土与水泥固化土在侵蚀环境下微观颗粒结构变化特点。选取海水中影响较大的3种离子对固化土试样进侵蚀性试验,对不种侵蚀龄期的试样进行电镜扫描,借助OpenCV图像处理软件对扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)图像进行处理,获得土体微观颗粒结构的形态特征,与试样无侧限抗压强度(unconfined compression strength, UCS)相结合,得到固化土微观颗粒结构变化与宏观强度变化的相互关联特性。研究结果表明：(1)在Mg²⁺作用下水泥固化土(CS)、掺激发剂的钢渣水泥固化土(A-SSP-CS)、钢渣水泥固化土(SSP-CS)的宏观强度变化与微观颗粒结构变化具有一定的相关性,且相关性在前期优于后期;(2)在Cl^-环境下CS、A-SSP-CS的宏观强度变化与微观颗粒结构变化在整个试验阶段内体现出较好的相关性,SSP-CS的宏微观相关性前期优于后期;(3)在SO₄^2-环境下,CS、A...