全风化玄武岩防渗料可行性试验研究

为高质高量解决水利水电工程土石坝防渗料的就地取材问题,结合杉树堡水库工程,开展了全风化玄武岩作为土石坝防渗土料的可行性试验研究。根据全风化玄武岩分布特征和性质,结合相关技术规范,通过对风化土料的物理力学性质及渗透性质,进行试验研究。研究表明:全风玄武岩土料为高液限含砾粉质黏土,无膨胀性;其有机质和水溶盐含量符合心墙坝防渗土料质量技术要求;风化土料压实后,最大干密度较低、最优含水率高、压缩系数较低、压缩模量较高,渗透系数和抗剪强度满足规范对防渗料要求,可以作为土石坝防渗料。     

土压力盒测粗粒土K0的影响因素分析

研究土压力盒测粗粒土静止土压力系数K0的试验中,大型压缩试验每级荷载合适的加载时间,以及充填料对试验的影响。对长河坝覆盖层料进行小型压缩试验,分析沉降与时间的关系;并确定压缩试验中,每级压力下沉降稳定需要的时间。结果表明:当压力较小时,沉降稳定较快;当压力较大时,沉降稳定较慢。试样密度较大时,沉降稳定时间较短;试验密度较小时,沉降稳定时间较长。在土压力盒受力面分别采用砂包覆盖、细料覆盖两种方式的情况下,对埋置土压力盒的长河坝覆盖层料进行大型单向压缩试验,研究充填料对土压力盒测量的影响。结果表明:充填料的选择对计算静止侧压力系数有较大影响,当选择2~5 mm砾石作为充填料时,能测得较为接近实际的静止侧压力系数。     

高分子吸水树脂对无机结合料固化土工程性质的影响

针对传统无机结合料固化土普遍存在的耐久性及干缩性差的问题,在无机结合料加固淤泥质黏土的基础上添加高分子吸水树脂(SAP)材料,通过无侧限抗压强度试验、击实试验、干湿循环试验、干缩变形试验与XRD测试,分析了SAP材料对无机结合料固化土工程性质的影响及其作用机理。结果表明：掺入SAP材料不仅可以提高无机结合料固化土的无侧限抗压强度,还能显著改善无机结合料固化土的压实性、耐久性与干缩性能;SAP材料主要依靠填充作用改善无机结合料固化土的工程性质。     

糯扎渡心墙堆石坝接触性土料碾压工法优化

土石坝填筑过程中,左右岸坡衔接部位处理至关重要。压实度过高,出现接触土料板结,柔韧性变差,易因贴坡混凝土变形引起土料开裂;压实度不够,易造成渗透系数不满足要求,出现渗流破坏。对此,土石坝岸坡接触性土料的碾压参数控制尤其重要。     

盐渍土对泡沫轻质土强度及耐久性的影响

为了扩展泡沫轻质土材料在山西地区碱化软土路基上的应用,以泡沫轻质土为基础材料,研究砂粉、盐渍土、粉煤灰等掺和料对其抗压强度的影响,并对不同容重的泡沫轻质土试样进行了耐久性分析。结果表明:几种掺和料在单独添加时,泡沫轻质土的抗压强度均出现明显的下降趋势;将粉煤灰与盐渍土进行复配加入泡沫轻质土时,盐渍土会对粉煤灰产生一定的碱激活效应,盐渍土与粉煤灰的质量比为10%时,泡沫轻质土的56 d抗压强度最高,在容重为700 kg/m~3时,抗压强度达到0.72 MPa;通过复配作用,掺和料在轻质土中的掺入比例可显著提高;当泡沫轻质土容重为800 kg/m~3,且复配掺和料质量占胶凝材料质量比为40%时,轻质土基体具有较好的使用稳定性;泡沫轻质土材料可提高掺和料以及施工区域盐渍土使用比例的同时,还可优化材料性能且应用效果良好。该研究为盐渍土/粉煤灰在泡沫轻质土中的应用提供了一定的理论依据。     

土石坝流变非线性分析

采用流变学理论,选取Ｍａｘｗｅｌｌ模型和Ｈ＝Ｋ模型模拟土石料的流变特性,探讨土石料流变特性对土石坝应力、位移的影响,对梅溪混凝土面板堆石坝实例进行计算分析,结果表明考虑土石料的流变特性能更准确地反映土石坝施工期和运行期的实际工作性态。     

无机结合料稳定粉土性能分析和研究

无机结合料稳定粉土作为路面基层,可以降低我国西部地区农村公路建设造价.对石灰、水泥稳定粉性土的最佳配合比进行了研究,通过室内试验,对其抗压强度和劈裂强度进行了测试,进而评价了无机结合料稳定粉土的强度和水稳定性.     

基于三维土质模型的疏浚吹填工程土料调配优化与应用

为了提高疏浚吹填工程土料调配方案设计效率,优化疏浚吹填工程土料调配过程,针对疏浚吹填工程土质情况复杂、土料调配过程施工工序多、施工环境复杂且极易受到外界自然条件的影响和限制的特点,提出了基于三维土质模型的疏浚吹填工程土料调配优化方法.该方法采用基于不同数据来源的三维多精度建模方法,实现了复杂水下土质条件的三维建模;基于疏浚吹填工程施工工艺,综合考虑了疏浚吹填土料在调配过程中所受到的复杂约束条件,建立了疏浚吹填土料调配平衡优化的数学模型.工程实例应用表明,该方法能有效对疏浚吹填工程土料调配过程进行分析,与传统方法对比,该方法能够确定更优的土料调配规划方案,有效节约工程成本,为疏浚吹填工程的调配方案设计提供了新的手段.     

电离子土壤固化剂加固土的压实性能

利用电离子土壤固化剂(Ionic Soil Stabilizer,简称ISS)、石灰和水泥加固广州吉山粉土质砂(SM),通过对不同配比、不同闷料时间的击实试验和无侧限抗压强度试验结果进行分析,探讨ISS加固土压实性能和强度的变化规律．结果表明ISS加固土的最大干密度随闷料时间的增长而增大,从而可以增大其承载力;加固土含水量对干密度的影响因固化剂而异,建立了ISS加固土最大干密度与闷料时间、ISS石灰加固土强度与压实度的关系式。     

生土结构的土料受压及受剪性能试验研究

对我国广大农村仍在使用的生土结构房屋的主要建筑材料——生土土料的受压受剪性能进行了试验研究。取西北地区黄土、麦秸、石灰等为原材料，分别制作素土试件、不同比例的麦秸土和石灰土试件。按土工试验规程进行土样的直剪试验、轴向抗压试验。通过直剪试验、轴压试验得到了土块的破坏形态、破坏过程、荷载位移曲线及土块的受压受剪承载力；分析了影响生土结构土料性能的主要因素，得出土的种类、土中掺料、土的含水率及土体垂直压应力等因素直接影响土的抗压、抗剪性能，麦秸、石灰等掺料能够改善土料性能等结论，为生土结构的墙体抗震性能、受力性能的研究提供了参考。     

水平和竖向渗流情况下砾石土渗透性的对比分析

目前对土料的渗透性和抗渗性能的试验研究多采用竖向渗透仪,土料水平方向的渗透试验开展得很少.然而,土料的水平方向的渗透性一般大于竖向,因此,土体中渗流的优势方向往往是水平方向.基于不同条件下的渗透试验结果,研究水平和竖向渗流情况下砾石土料渗透性的异同,分析探讨不同试验结果的差异及其影响因素.分析结果表明,不同的砾石含量、不同反滤料密度和级配情况下,水平渗透试验测得的试样的渗透性都大于竖向渗透试验的测值.两者的差异随砾石土的砾石含量、反滤料密度和颗粒尺寸的增大而增大.     

土石坝心墙材料分区优化设计

针对某土石坝工程,考虑对心墙进行分区且各分区采用相同或不同掺砾量的砾质土,对土石坝进行了三维有限元应力应变计算,并对土石坝心墙的土料选用及心墙分区方案进行了优化设计研究.结果表明,土石坝心墙上部应力水平较低,对坝料变形指标和力学指标要求不高,可采用天然黏性土或掺砾较少的砾质土,而其下部采用掺砾量较高的宽级配砾质土,这样,既可以满足坝体应力变形要求,保证心墙抗水力劈裂性能,也可以节省工程造价.     

粗粒土静止侧压力系数试验

对某土石坝地基覆盖层2种级配的砂卵砾石料进行大型单向压缩试验,试验中,土压力盒基于标定方法提供的参数得到试样内的水平应力和垂直应力,进而计算其静止侧压力系数K_0。研究水标法和砂标法对粗粒土的适用程度,探讨K_0试验结果的可靠性;分别对2种级配土料进行中三轴CD试验,测定土料的有效内摩擦角,然后依据相关经验公式计算K_0,验证经验公式的有效性。结果表明:砂标法对于粗粒土来说是一种较可靠的标定方法;在竖向应力足够大时,K_0试验误差可以忽略不计,所测定的K_0接近实际值;Federico基于Terzaghi的已激发有效摩擦角概念而推导出的有效内摩擦角与静止侧压力系数之间的关系式较适合粗粒土。     

水泥砂浆固化土抗压强度特性试验

为论证水泥砂浆固化土工程应用的可行性,通过设置不同掺砂量、含水率、砂料粒径和养护龄期条件,对水泥砂浆固化土进行无侧限抗压强度试验.试验结果表明:(a)掺砂可提高水泥砂浆固化土的抗压强度,尤其是早期强度.一定水泥掺入比条件下,当掺砂量处于最优掺砂率(10％左右)时水泥砂浆固化土的强度特性改善幅度最大,掺砂量超过最优掺砂率后水泥砂浆固化土的抗压强度无显著提高.(b)水泥砂浆固化土的抗压强度随原料土含水率的增加而减小,当原料土的含水率较低或养护龄期较短时,水泥砂浆固化土的抗压强度下降幅度均较大,当含水率较高时水泥土掺砂难以达到预期的固化效果.(c)砂料粒径变化对水泥砂浆固化土的抗压强度影响较小,水泥砂浆固化土强度随着粒径的增大略有提高;砂料粒径变化对水泥砂浆固化土变形系数的影响较大,两者近似成正比关系,在实际工程中无需对砂料进行筛分而直接运用即可获得较好的处理效果.(d)水泥砂浆固化土无侧限抗压强度试验的破坏模式多为脆性张裂破坏和塑性剪切破坏.随着养护龄期的延长以及掺砂量的增加,脆性张裂破坏更为显著.     

石灰改性汉中膨胀土试验研究

试验以石灰作为外掺料,对汉中中、强两种膨胀土进行了以界限含水量、自由膨胀率和强度等为指标的改性对比试验.试验表明:在不同掺灰剂量、不同龄期作用下,石灰对强膨胀土界限含水量的改性效果相对明显,其改性效果存在一个限值.掺灰量在6%左右时,两种膨胀土改良效果较好.在严格按照施工规范和控制技术标准进行现场掺料时,可适当缩短闷料时间.     

防渗土料物理化学性质及分散性试验研究

为了解青海拟建的班多土石坝防渗心墙土料的分散性原因,通过碎块、双比重计、针孔、孔隙水可溶盐及交换性钠百分比等五种方法的土料分散性试验和化学试验,对土料进行了分散性鉴定.试验和分析结果表明,土样中的粘土矿物主要以伊利石为主,蒙脱石含量较少;伊利土中含有大量的钠离子,使得伊利土象钠蒙脱土一样具有强分散性;pH值较高,使得土壤颗粒之间的净势能表现为斥力,这也促使土样土样产生分散性.土样中大量钠离子的存在及其pH值较高,使土样产生分散性的最主要的原因.     

浅谈路基膨胀土处理

对膨胀土的特性及膨胀土路基的处理方法进行了分析,采用了掺无机结合料改性的方法对膨胀土地区路基进行了处理,为膨胀土路基施工技术提供了工程借鉴.     

横泉水库庄上N2土料场分析

在大量野外勘察取样和室内土工试验的基础上,对横泉水库庄上N2土料场土料的质量与储量进行了分析与评价。     

击实土单轴抗拉强度试验研究

黏性土体内的裂缝产生与其抗拉强度有关.在分析土石坝心墙水力劈裂、地基裂缝等问题时,考虑抗拉强度对深入研究土体应力变形特性有重要意义.对3种不同土料的击实试样进行了抗拉强度试验,其中,1种土料为塑性相对较高的黏土,另2种为砾质黏土.通过试验,研究了各种土料在不同击实功、试样由非饱和变化到饱和状态、不同制样含水率时的抗拉强度.结果表明,黏性土的抗拉强度随着击实功的增大而增大;试样由非饱和变化到饱和状态后,其抗拉强度大幅降低;在同一击实功下,土体的抗拉强度随着制样含水率的增加而减小.     

紫花苜蓿根系-砂土复合体力学特性

为探究紫花苜蓿根系对砂性土的增强作用,以黄土为基础土料,河砂为改性土料,将改性土料加入基础土料中,制备含砂质量百分比为0%,20%,40%,60%的紫花苜蓿根系-砂土复合体;通过根系拉伸试验,得到根系抗拉强度;通过直剪试验,得到不同含砂量和根系面积比(根系横截面积A_R与土体横截面积A的比值)的根土复合体抗剪强度参数;采用电子放大镜对紫花苜蓿根系、根土复合体及剪切后试样进行观察,分析根系与土体的结构和特征。结果表明：随着紫花苜蓿根径的增大,抗拉强度呈指数降低;随着含砂量的增加,根土复合体黏聚力呈现先增大后减小的趋势;随着根系面积比的增加,根土复合体黏聚力逐渐增大;以根系抗拉强度和根系面积比的乘积为自变量,实测的抗剪强度增量为因变量,进行线性拟合得到K值,在含砂量为0%,20%,40%,60%下的K值分别为0.38,0.56,0.2,0.09;当根土复合体受到剪切力时,根系所受到的拉应力可转变为增强剪切面的摩擦力和抵抗土体变形的剪应力,提高了根土复合体抗剪强度。研究结果对矿山生态修复中的土体重构工作提供理论依据。