木质素改良红黏土的抗剪能力及动剪切特性研究

针对红黏土具有高含水率、高塑性、高孔隙比等不良工程性质，不宜直接作为路基填料这一现象，采用静三轴、动三轴试验方法研究了干湿循环下木质素改良红黏土抗剪强度指标(黏聚力和内摩擦角)及动剪切模量变化规律。结果表明，木质素可以显著提高红黏土的抗剪强度指标和动剪切模量，抗剪强度指标及动剪切模量随木质素掺量的增加先增加后减小，最佳掺量在9%～12%。木质素改良红黏土动剪模量与动应变关系可用H-D模型表示。改良土与素土最大动剪切模量与木质素掺量关系可以用三次函数表示。素土与改良土最大动剪切模量与围压关系可以用过原点的线性函数表示。经历相同次数的干湿循环，改良土抗剪强度指标及动剪切模量均较素土有明显提高，抗剪强度指标与干湿循环次数关系可以用倒数函数表示。建议在实际工程中木质素掺量为9%,养护时间为1 d。     

7种重塑黏土的一维压缩-卸荷行为

重塑黏土的一维压缩-卸荷行为是黏土最基本的力学特征。为此，开展系统的7种重塑黏土一维压缩-卸荷试验与相应物理化学性质指标及矿物成分测试，在此基础上，评价黏土压缩-卸荷行为经典预测公式的适用性。结论如下：(1)4个经典压缩指数公式预测效果均较好，其中Nagaraj公式最优。(2)7种重塑黏土孔隙比指数-有效一维固结压力关系与Burland固有压缩线经验公式几乎重合。(3)Nagaraj、Burland一维压缩曲线方程预测效果均较好，其中Burland方程更优。(4)Nagaraj、Kulhawy回弹指数公式预测效果均较好，其中Kulhawy公式更优。(5)压缩指数、回弹指数与比表面积、阳离子交换量均有很强的相关性，且与比表面积的相关性强于与阳离子交换量的相关性。(6)压缩指数与回弹指数比值最低为3.0,最高为10.2,超出了5～10的范围，且随塑性增大而降低。     

工程弃土复配及再生砖性能试验

为处理日益增多的工程弃土，研究了不同来源工程弃土及其复配土作为再生烧结砖原料的可行性，测试了工程弃土的颗粒级配、化学组成、矿物组成、液限、塑限和塑性指数，再生砖的挤出成型、干燥和烧结结果，再生砖的密度、24h吸水率、抗压和抗折强度，使用SEM观察了再生砖的微观形貌.发现仅少数几种工程弃土可直接制备再生砖，但通过合理的复配可以将工程弃土的再利用率提升至100%.复配可调整弃土的颗粒组成和矿物组成，黏土矿物含量提高，复配土的可塑性提高，越容易挤出成型，但也易在干燥中开裂.黏土矿物含量大的工程弃土在烧结时产生较多的低共熔物，导致再生砖的孔隙率减小，密度和抗压、抗折强度增大，合理的复配可提高再生砖的抗压强度，增幅可达26.7%.最后提出利用工程弃土制备再生砖的快速识别并复配的方法，通过测试工程弃土的液限和塑性指数，或者颗粒级配和黏土矿物组成，快速识别未知工程弃土制备再生砖的可行性，并计算可行的复配配方.     

静压沉桩后黏土中超孔压时空分布规律研究

为了解层状黏土在沉桩后桩周及桩端的超孔压对沉桩挤土效应的影响,采用现场原位试验和数值模拟方法,分析了桩土界面处超孔压的时空分布特征和上覆竖向有效应力随时间的变化规律,并在水力压裂理论和孔穴扩张理论的基础上引入修正剑桥模型,推导了桩周土体固结过程中桩土界面处上覆竖向有效应力和超孔压的修正计算公式。结果表明:从时间上看,在桩顶的外荷载作用下,超孔压随时间消散的同时,上覆竖向有效应力逐渐增大；成桩后30.d超孔压基本消散完毕,上覆竖向有效应力不再增长,地基土处于休止期。从空间上看,超孔压随桩埋深的增大而增大,在渗透性差的黏土层增长较快；不同荷载条件下,距桩心的水平距离和桩端的竖向距离越小,超孔压越大；靠近桩端和桩心的超孔压最大值与桩顶荷载大小呈负相关关系。     

基于MEMS传感器测试的黏性土-混凝土力学特性研究

为更好地测量桩与土界面处的孔隙水压力和径向土压力，在混凝土试块表面安装硅压阻式微电子机械系统(MEMS)传感器，安装方式为开孔嵌入式。通过大型直剪实验系统对不同湿度条件下，含水率分别为18%、20%、25%和28%的粉质黏土-混凝土界面进行力学性能研究，分析了粉质黏土-混凝土界面的抗剪强度特性受水分特性的影响。对混凝土界面性能进行实验研究，结果表明，随着黏性土含水率的增大，界面抗剪强度、剪切破坏位移和界面残余剪切应力均呈先增大后减小趋势，含水率在20%～28%存在一个最优含水率使得界面抗剪特性最优。由此可知，粉质黏土-混凝土界面的抗剪强度特性受含水率影响十分明显，实验结果可为静压桩的工程实践提供借鉴与参考。     

桩靴在黏土中不连续加载穿刺现象的实验研究

为解决自升式平台在南海等软黏土区域作业时出现的穿刺问题,对平台桩靴在黏土中加载时出现的穿刺现象进行实验验证,并对穿刺机理和解决方案进行探索.以某大桩靴自升式平台的实际加载过程为原型,设计一套不连续加载的单桩模型插桩实验装置,通过力加载的方式模拟自升式平台预压载过程,分析插桩时的冲桩处理对穿刺风险的消除效果.研究结果表明:黏土层中不连续加载能够形成穿刺现象,并且减小加载速率在一定程度上可以降低穿刺风险;通过在加载过程中进行冲桩作业,能有效减少穿刺的发生.因此在实际工程中可通过选择合适的加载速率,并在加载过程中进行冲桩操作来降低穿刺风险,保证作业安全.     

越南伯克霍尔德氏菌B418的红色荧光蛋白标记及功能稳定性

利用氨基纳米黏土介导的转化方法，应用红色荧光蛋白DsRed标记生防细菌越南伯克霍尔德氏菌Burkholderia vietnamiensis B418并研究标记菌株的功能稳定性。将带有DsRed基因的重组质粒pGEX-4T-1-DsRed转化导入B418菌株中，采用细菌培养法、继代培养法和平板对峙培养法检测标记菌株的功能稳定性。通过氨基纳米黏土转化体系成功获得了荧光标记菌株B418-DsRed,与野生菌株B418相比，其生长曲线和形态学特征基本一致。继代培养10代后，标记菌株在共聚焦显微镜下呈现亮红色荧光，能够提取到外源质粒pGEX-4T-1-DsRed,并通过聚合酶链式反应扩增获得荧光基因序列DsRed,证明标记菌株具有较好的遗传稳定性。平板对峙培养试验显示，标记菌株B418-DsRed对尖孢镰孢菌和大丽轮枝菌抑制率分别为55.25%和67.55%,与野生菌株B418无显著性差异，表明外源质粒的导入未影响菌株的抑菌能力。以上结果表明通过氨基纳米黏土介导成功实现了伯克霍尔德氏菌B418的红色荧光蛋白标记，构建的标记菌株B418-DsRed可用于该生防菌在植物根际的定殖及与病原菌的互作研...     

关中地区中深层热储岩石学特征及潜在损害因素分析

为搞清关中地区中深层热储的潜在损害因素，以区内蓝田灞河组热储岩样为研究对象，采用铸体薄片、粒度分析、扫描电镜、CT扫描及X衍射等手段，在岩性分类的基础上，开展填隙物、物性及孔隙结构的研究，着重分析敏感性矿物、储渗空间与热储损害的关系。结果表明，各类热储岩石的黏土矿物质量分数从高到低依次为：粉砂岩>细砂岩>中砂岩>砂砾岩。热储层岩石物性分布范围较宽，渗透率与孔隙度存在一定的正相关关系。热储岩石的物性按岩性从好到差依次为：砂砾岩>中砂岩>细砂岩。杂基质量分数越高，热储岩石的物性越差。各类热储岩石中较大尺寸的孔喉对渗透率的贡献大，热储岩石中的地层微粒尤其是黏土矿物，在与外界流体接触或所处环境改变时，很容易发生分散、运移，对储层造成损害；热储岩石胶结疏松的特征加剧了热储岩石自身的微粒运移。     

冻结黏土分数阶损伤蠕变模型参数确定及验证

为表达介于理想固体和理想流体之间的人工冻土蠕变特性,常用弹簧元件、黏壶元件与滑块元件间的复杂组合来实现。基于分数阶导数理论则可用较简单的模型来表达人工冻土蠕变性质。分析山西某矿井井筒检查孔黏土不同冻结温度下的单轴抗压、蠕变试验曲线,得到温度对冻结黏土单轴抗压应力应变及蠕变特性的影响规律。在Singh-Mitchell模型的基础上,引入分数阶导数理论,建立受冻结温度、加载等级影响的分数阶冻土蠕变模型。通过分析蠕变与时间取对数的拟合曲线发现两者具有线性关系,进而得出与温度有关的模型参数。鉴于建立的分数阶冻土蠕变模型不能反映冻土蠕变加速阶段,将损伤因子引入建立的分数阶蠕变模型,建立人工冻土分数阶损伤蠕变模型。对比分析分数阶蠕变模型计算值与试验值,表明该模型能够很好地反映人工冻结黏土在稳定蠕变阶段、加速蠕变阶段变形发展特点。建立的S-M分数阶蠕变模型参数少、易于确定且有一定的物理意义,便于工程应用。     

水泥-红黏土注浆堵水性能试验及现场应用研究

为解决纯水泥浆注浆成本高、结石率低及凝结时间长等问题，对水泥-红黏土注浆材料进行研究。通过试验，分析水固比和红黏土掺量对浆液析水率、结石率、流动度、黏度及凝结时间的影响规律。结果表明，水固比一定时，浆液中红黏土掺量与析水率呈负相关，与结石率呈正相关；纯水泥浆液中掺入红黏土，流动度减弱，掺入红黏土可有效降低浆液凝结时间，浆液凝结时间与红黏土掺量呈负相关。浆液水固比为0.8,红黏土掺量为50%时，效果较优，初始黏度低，流动度接近纯水泥浆液，与传统水泥浆液相比，凝结固化时间低，析水率低，结石率达95%以上；通过现场工业试验，单孔每米注浆可节省水泥量约213 kg,大大减少水泥用量，降低注浆成本，检查孔检测注浆后透水率为3.52 Lu,防渗堵水效果较好，对地下水进行有效拦截，保证矿山安全可持续开采。