基于BP神经网络的盐胀量的预测方法

为了研究盐胀量与含水量、含盐量、干密度以及上覆荷载之间的关系,自主设计了硫酸盐渍土的定量增湿盐胀试验,并在试验结果的基础上采用BP神经网络对盐胀量进行了预测。经验证发现:采用BP神经网络对不同含水量、含盐量、干密度和上覆荷载等级条件下盐胀量的预测值和试验实测值有较高的拟合度。证明了运用BP神经网络对盐胀量进行预测这一方法是可行的,从而为盐胀量的预测提供了一个新的研究思路和方法。     

砾类硫酸盐渍土单向冻胀试验特性研究

为了研究砾类硫酸盐渍土在不同条件下单向降温的盐胀特性,采用均匀设计法的室内模拟试验,在不同含盐量、不同上覆荷载、不同初始干密度和不同含水率的条件下,对12组不同工况的盐胀特性进行对比分析,结果表明,砾类硫酸盐渍土盐胀变形的主要控制因素为含盐量、初始干密度和含水率;上覆荷载对其盐胀变形有很强的抑制作用;并通过试验数据运用...     

交互作用下上覆荷载对粗粒盐渍土盐胀量抑制效果的影响因素研究

基于二次回归正交设计方法,针对细粒土质砾硫酸盐渍土、细粒土质砾亚硫酸盐渍土等6种不同类型的粗粒盐渍土开展多因素交互作用影响下的盐胀试验,采用SPSS软件对试验数据进行逐步回归分析,得到不同盐渍土盐胀率的影响因素显著性模型,同时采用BP神经网络对上覆荷载与其他因素的交互作用进行分析.研究表明:细粒土含量、颗粒粒径大小及盐渍土类型均会影响上覆荷载对粗粒盐渍土的抑制效果;当粗粒料粒径大小处于相似水平时,上覆荷载对粗粒盐渍土的盐胀抑制影响权重随着细粒土含量的减少而增大,其影响权重最大可超过60%;当细粒土含量相同时,上覆荷载对粗粒盐渍土的盐胀抑制影响权重随着粗粒料粒径的增大而增大;其他因素水平相同时,上覆荷载对粗粒亚硫酸盐渍土的盐胀抑制效果优于粗粒硫酸盐渍土;含细粒土砂盐渍土的盐胀率随上覆荷载增大而减小的变化规律具有指数关系;细粒土质砂和细粒土质砾盐渍土盐胀率会随上覆荷载的增大而减小;研究结果可为粗粒盐渍土地区的合理路基结构型式优化提供基础参考数据.     

硫酸盐渍土的盐胀特性试验研究

为研究荷载对盐胀量的抑制效果,通过硫酸盐渍土机场地基的盐胀特性试验,分析了不同含盐量、不同压实度下不同荷载的盐胀曲线,并在此基础上推导出了根据含盐量、压实度以及荷载三个参数预估盐胀率的公式。根据此公式可求出抑制地基盐胀所需的最小荷载,从而为机场地基处理时换填覆重材料厚度计算提供指导。     

路用粗粒盐渍土盐胀特性

为了研究粗粒盐渍土在不同条件下的盐胀特性及其作为路基填料的适用性,采用均匀设计法组织试验,在不同含水量、含盐量(质量分数)、温度及上覆荷载条件下,进行了粗粒盐渍土盐胀特性的试验研究.试验结果表明:影响粗粒盐渍土盐胀变形特性的主要控制因素是含盐量和含水量;随着含盐量和含水量的增加,粗粒盐渍土盐胀量不断增大;上覆荷载对粗粒盐渍土的盐胀有很强的抑制作用;在降温过程中,粗粒盐渍土有可能出现体缩现象;粗粒盐渍土起胀含盐量约为0.2%,起胀温度区间为5 ℃～0 ℃,盐胀剧变温度区间为0 ℃～-5 ℃.     

硫酸盐渍土盐胀机理及抑制措施

本文讨论了硫酸盐渍土盐胀率随含水量、硫酸钠含量、初始干容重、温度和Cl-/SO42-五因素变化的规律.指出了含盐量、含水量、初始密度对盐胀影响程度不同且具有交互作用.通过分析Cl-/SO42-对硫酸盐渍土盐胀的抑制规律,介绍了灌注氯化钙抑制盐胀的方法,为硫酸盐渍土地区的公路路基处理提供参考.     

砂类硫酸盐渍土盐胀特性试验研究

通过一系列的室内单次降温盐胀试验,研究了砂类硫酸盐渍土的盐胀特性及其规律.结果表明,影响砂类硫酸盐溃土盐胀量大小的主要控制因素是含盐量、含水量及初始干密度.且这3个因素互为联系彼此影响;上覆附加荷载对盐胀量的大小也具有很大的抑制作用;在砂类土中,其细粒土的含量对盐胀量的影响起关键作用.试验进一步揭示了粗颗粒盐渍土的盐胀特点及影响因素,为今后在粗颗粒盐溃土地区进行高等级公路工程的设计与施工提供参考.     

滨海氯盐渍土溶陷及盐胀特性

为了深入研究滨海氯盐渍土的溶陷和盐胀特性,在不同初始含水量、含盐量及上覆荷载条件下,进行了室内溶陷试验研究,完成了4次降温-升温循环下的盐胀试验,得到了不同含盐量试样的冻融循环盐胀规律,并通过改变荷载条件,对比分析了无荷和有荷情况下的盐胀规律。研究结果表明:影响氯盐渍土溶陷性质的主要因素是初始含水量和含盐量,初始含水量较小时,土样溶陷的敏感度更强,其溶陷系数较大;随着含盐量增大,不同荷载条件下的溶陷系数均表现为抛物线趋势,当含盐量为10%时,溶陷系数曲线出现明显的峰值;5℃~-10℃的降温区间是盐胀量迅速增大期;冻融循环条件下,盐渍土出现残余盐胀量,并表现盐胀累加性,累加性随着冻融循环次数的增多而减弱;上覆荷载对盐胀有明显的抑制作用,荷载作用使起胀温度大大提高,说明荷载对盐胀的发展有延缓作用。     

恒定初始干密度状态下膨胀土的有荷膨胀试验

为了获得恒定初始状态下膨胀土膨胀量随上覆荷载的变化规律,为膨胀土湿胀数学模型的建立提供基础,针对常规有荷膨胀试验中施加上覆荷载后会导致试样压缩和初始干密度发生变化的问题,改进试验装置,分别选取强、中、弱3种膨胀土进行了改进和常规膨胀土有荷膨胀对比试验。研究结果表明,常规有荷膨胀试验中不同的上覆荷载作用会使试样初始干密度增加1%~3%,吸水恢复到初始干密度状态后含水率会增加20%~30%;改进的有荷膨胀试验因避免了初始干密度的增大,使测试结果小于常规试验结果,得到的膨胀土湿胀变形公式中的回归参数n值比常规方法中使用的n值小29%~66%。     

多因素耦合下天然亚硫酸盐渍土盐-冻胀特性试验

采用控制变量法,通过多次冻融循环试验模拟自然环境的变化,研究多因素耦合下艾丁湖地区天然亚硫酸盐渍土的盐-冻胀规律,得出细粒亚硫酸盐渍土盐-冻胀率与变量之间的交互回归方程.根据研究结果,得出以下结论:①当亚硫酸盐渍土体处于最优含水率状态时,其盐-冻胀作用最强烈,气相孔隙和水盐运移、聚集能力决定了盐-冻胀的作用效果;②随着冻融循环次数的增加,荷载对盐-冻胀的抑制能力先减弱后增强最后逐渐趋于稳定,50 kPa的上覆荷载即可减少约60%的盐-冻胀量.③含水率和上覆荷载是影响盐-冻胀作用的主要因素,同时含水率和荷载的交互作用会影响土体盐-冻胀的发展,控制含水率、增加上覆荷载,可以有效抑制天然亚硫酸盐渍土的盐-冻胀作用.     

西宁盆地细粒盐渍土地基盐胀特性与侧限力学特性研究

为了解细粒盐渍土盐胀基本特性以及侧限条件下的基本力学特性,文中通过在西宁盆地细粒盐渍土化学成分分析的基础上,对西宁盆地细粒盐渍土在侧限环境下西宁盆地细粒盐渍土的盐胀力学模型进行研究。结果表明:西宁盆地细粒盐渍土地基盐胀与含水量、易溶盐类型和数量、覆压影响等因素相关,其中,同种硫酸盐含量的减少、覆压的增加,可以抑制盐胀量。室内试验表明盐渍土的强度指标在一定限度内随含盐量的升高而升高。     

硫酸盐渍土变形特性试验研究

盐渍土作为一类特殊的工程地质体,其变形特性受环境的影响繁多而复杂。通过郑徐高铁兰考段硫酸盐渍土的室内变水头渗透试验及标准固结试验,研究了不同含盐量的硫酸盐渍土渗透系数与压缩系数在不同含盐量下的变化规律。研究结果表明:在同一含水量条件下,硫酸盐渍土渗透系数随含盐量增加而减小;在干容重为1.75 g/cm3,含盐量为5%条件下,渗透系数KT∈(4.84~8.44)×10-5cm/s;在同一含盐量条件下,不同含水量的硫酸盐渍土渗透系数几乎不变;在干容重为1.75 g/cm3,含水量为21%条件下,试样的压缩系数a1-2∈0.21~0.60 MPa-1,且随含盐量的增加先减小,在含盐量5%处取得最小值后又略微增加。为郑徐铁路路基的设计及施工提供了可靠的技术参数。     

粗颗粒硫酸盐渍土失水盐胀微观机理的试验研究

以典型河西粗颗粒硫酸盐渍土为研究对象,以含盐量和初始含水量为变量,研究试样失水过程中两变量对盐胀率的影响;同时,采用电镜试验,分析芒硝结晶形式对试样盐胀变形产生的微观机理.研究结果表明:初始含水率因素对芒硝晶体结晶形式产生影响;含盐量与初始含水量(ω_s,w_w)共同影响失水后的盐胀率;从微观角度进一步证实,硫酸钠的溶解度、温度都与试样失水后的盐胀率存在正相关性.     

硫酸盐渍土盐胀的抑制措施

为了降低硫酸盐渍土的盐胀性,分别采用氯化钠和氯化钙对硫酸盐渍土进行改良试验.配制硫酸钠含量为2％、4％、6％的土样,分别掺入一定量的氯化钠和氯化钙(使C1-/SO42-为2、4、6、8),进行盐胀试验,并对试验结果进行了对比分析.通过分析相同氯化钠和氯化钙掺量对不同硫酸钠含量的盐胀率的影响,进一步验证了氯化钠和氯化钙对硫酸盐渍土盐胀性的作用机理.结果表明:氯离子对硫酸盐渍土的盐胀性有较好的抑制效果,并当C1 /SO42-为4～6时,效果最为明显;当氯化钙掺量较低时,氯化钙对硫酸盐渍土的盐胀具有双重抑制效果,但当氯化钙掺量较高时,由于氯化钙和硫酸钙的吸水膨胀,抑制效果会有一定程度的减弱;该试验结果可为实际工程中硫酸盐渍土地基的处理提供一定的参考.     

青海东部盐渍土颗粒级配对毛细水上升影响的研究

为研究颗粒级配对青海东部盐渍土地区毛细水上升的影响,通过室内模拟毛细水上升试验,对同一含水量盐渍土粒径分别为2~0.25,0.25~0.1,0.1~0.075 mm,以及不同颗粒级配条件下进行毛细水上升速度、高度与时间关系的研究。结果表明:在盐渍土毛细水上升开始阶段,3组土柱的上升速度都是最快的,随着时间的增加,上升速度逐渐变慢,而3组试样相比在试验开始2 h内0.25~0.1 mm粒组组成的土柱上升速度最快,0.1~0.075 mm粒组土柱最慢。不同颗粒级配条件下对盐渍土毛细水上升高度影响较大的是细颗粒的含量,细颗粒含量越大毛细水上升高度越大。     

上覆荷载作用下红黏土干湿循环试验研究

针对江西红黏土进行了施加不同上覆荷载、限制侧向膨胀、允许侧向收缩时的干湿循环试验,定性和定量地分析了干湿循环过程中红黏土裂隙发展规律.研究结果表明:对于任意一定次数的干湿循环,红黏土的裂隙分布密度、长度比、平均宽度均随着上覆荷载的增加而减小;随着上覆荷载的增加,试样经历7次干湿循环后裂隙分布密度、长度比、平均宽度减幅均很明显;上覆荷载越大,上覆荷载对裂隙的抑制作用越明显;当上覆荷载大于等于土体膨胀力时,试样不产生裂隙.     

上隔下疏型硫酸盐渍土路基盐胀模型试验研究

根据新疆阿拉尔市硫酸盐渍土路基现场调查结果,人工配制硫酸钠盐渍土,进行上隔下疏型硫酸盐渍土路基盐胀变形机制室内模型试验研究。在大气环境模拟室内进行对比模型试验,对比分析升温过程中设置有上隔下疏结构层的新型路基与普通路基温度变化,降温过程中的温度变化和盐胀变形;对试验路基排盐水效果进行分析。试验结果表明:在升温和降温过程中,新型路基结构保温层能有效减少路基内部温度变化幅度,影响程度随深度增加而减弱;在升温过程中,保温层阻止表面蒸发,减弱内部盐水迁移;在降温过程中,保温层能减弱路基表层盐胀变形,对深层盐胀的抑制效果比表层抑制效果明显;疏排水层能有效排出路基内盐水及减小路基深部盐胀变形的发展;保温层和疏排水层综合减小盐胀变形效果明显。     

不同干密度压实黄土垂直积水入渗特性

为探究受干密度变化影响下的压实黄土垂直积水入渗特性,以延安黄土为例,利用自主研发的一套一维土柱垂直入渗试验装置,设置三组不同干密度压实土柱进行常水头积水入渗试验。结果表明：入渗率和湿润锋前进速率与压实黄土干密度存在负相关性,导致相同积水入渗时段,干密度越大,累积入渗量越少,湿润锋前进距离越短;干密度变化对入渗率影响主要体现在积水入渗前期,随时间推移影响程度逐渐减小;积水入渗试验中,同一深度相邻传感器响应时间间隔与压实黄土干密度存在正相关性,且干密度越大,土体增湿过程越相对缓慢;试验土体增湿过程中,渗透系数逐渐增大,介于10-9～10-4cm/s之间,当体积含水率在20%～30%时,渗透系数受干密度变化影响不明显,当体积含水率大于30%,干密度越大渗透系数越小;压实黄土增湿稳定时,体积含水率小于饱和态,渗透系数近似等于饱和渗透值。     

南疆绿洲区含残膜砂土固结变形特性试验研究

南疆绿洲区受到风沙堆积和河流沉积耦合作用,致使表层土体多为含有细粒土的砂;与此同时,农业生产导致表层砂土中大量农膜残留。农膜残留不仅污染环境,同时也改变了土的固结变形性能。为了定量研究残膜残留量及细粒土含量对砂土固结变形特性的影响,选取南疆三组不同细粒土含量砂土,分别掺入不同质量比残膜,形成人工配置含残膜土。通过击实和固结试验得到了如下结论:(1)砂土干密度随着残膜含量的增加先增加后降低,转折残膜含量为0.05%~0.1%,其最大干密度相较于素土提高了0.03%~0.04%;(2)含残膜土受荷后具有较高的压缩性,其压缩应变量可达素土的4~5倍;(3)相同荷载下,含残膜土的压缩系数大于素土,但随着荷载的增加,两者差异逐渐减小,当荷载达400kPa时,差值仅为0.00005~0.0001 k Pa~(-1);(4)细粒含量对含残膜土的固结变形特性影响不大,粉土质砂压缩系数略大于含细粒土砂,两者相差0.000 08~0.000 2kPa~(-1)。     

砂类盐渍土起胀含盐量的试验探讨

目前对盐渍土起胀含盐量的判定多是通过不同学者拟合的盐胀率计算公式反推算求得的,其结果莫衷一是,因此需采用试验方法予以明确.试验选择8种不同孔隙率(级配)的土样,在单次降温条件下观测其是否发生盐胀变形.通过试验发现:砂土起胀含盐量随着孔隙率增长呈现出先长后降的规律,这一规律在不同含水量条件下都有体现.这一现象与盐分在土颗粒间的结晶位置发生改变有关,孔隙率较小时,土壤饱和度较高,盐分多在孔隙内部结晶析出;当孔隙率增加后,土饱和度降低,盐分则转移到水膜较厚的颗粒接触点位置析出,因此启动盐胀所需盐分减少,起胀含盐量下降.