《基于短波红外的土壤粘土矿物高岭石含量定量建模》

土壤中黏土矿物高岭石的含量在地质找矿和环境治理方面有重要意义。对研究区土壤样品的短波红外反射特性进行了分析,通过连续统去除量化计算了光谱吸收特征参数,对比分析并检验高岭石含量与光谱吸收位置、深度、宽度和面积建立的线性方程以及与整个光谱区间(1 300 nm～2 500 nm)反射率建立的多元逐步线性回归方程,确定最优高岭石预测方程,其回归效果显著,预测精度较高。     

复杂卸荷条件下杭州淤泥质黏土的力学特性试验研究

【目的】为研究各种加卸荷组合条件下土体的力学特性,对杭州淤泥质黏土开展了室内试验研究。【方法】首先通过三轴剪切试验和归一化分析法,研究竖向和水平向同时卸荷复杂工况下土体的强度与变形特性;然后分析土体的应力-应变特性及应力路径;最后考虑预剪应力及卸荷后再剪切的应力条件,对原始的Duncan-Chang模型的应力-应变曲线和初始剪切模量表达式进行修正,得到了修正的Duncan-Chang模型及淤泥质黏土的模型参数。【结果】不同卸荷路径下的偏应力与轴向应变均呈双曲线关系,峰值抗剪强度随卸荷应力比的增大而增大;不同土样的应力路径均从K₀固结线的同一点出发,在卸荷与再剪切过程中经历不同的p-q变化,最终均到达K_f线发生剪切破坏,试验数据拟合的K_f线线性相关性较高,根据拟合的K_f线及Mohr-Coulomb破坏条件,可以不用绘制摩尔圆直接得到土的黏聚力和内摩擦角。【结论】本研究结果对深入分析复杂卸荷条件下土体的强度和变形特性及多个地下工程相互交叠或近邻时的设计与施工具有参考价值。     

黏土砾石地层隧洞开挖压力拱数值模拟研究

为分析黏土砾石层中隧洞开挖时周围土体中拱效应的发展规律,基于离散元的方法研究了不同含石率下土体的位移发展过程,分析了隧洞从开挖到塌方结束过程中应力变化曲线,验证了动态压力拱理论在黏土砾石层中的适用性.结果表明：隧洞顶部的土体位移最大,越靠近隧洞两端越小,受扰动区域的沉降最大值随含石率增加而减小,同时更集中在隧洞顶部;隧洞开挖后,应力变化过程主要分为成拱阶段、坍塌阶段以及稳定阶段,隧洞周围土体的应力呈现环向应力增加、径向应力减小的趋势,在隧洞边墙处出现应力集中现象;通过应力张量十字架来反映土体的应力大小与方向,展示了塌落拱与开挖时步的关系,清楚地显示了拱效应在黏土砾石层中的形态,揭示了拱效应由成型到消失的变化机理,验证了动态压力拱理论在黏土砾石层中的适用性.     

黄原胶-黏土复合基材岩坡生态修复试验研究

采用黄原胶与黏土形成黄原胶-黏土复合基材,通过室内试验对其强度、蒸发特性、抗冲刷性以及其对植被发芽生长的影响进行研究,并利用扫描电子显微镜对复合基材的微观结构进行分析与研究。研究结果表明：随着黄原胶含量的增加,复合基材的黏聚力呈现先增大后趋向于稳定的趋势,内摩擦角则不断增加。黄原胶可以有效改善复合基材的蒸发特性和抗冲刷特性。随黄原胶含量的增加,土体的平均蒸发速率明显降低,并使表层的开裂现象得到明显改善,土体的冲刷率不断地降低。黄原胶可以促进植被的生长,使种子的发芽时间提前,植被生长更加茂盛。但当黄原胶含量过大时,植被的发芽与生长被抑制。黄原胶可以在复合基材内部的形成大量的薄膜,填充土颗粒表面以及土颗粒之间的孔隙和裂缝,将土颗粒链接为一个整体,使复合基材的整体结构更加紧密。     

粘土矿物高温热变及对储层孔隙结构的影响*

金家油田沙一段稠油油藏储层粘土矿物主要为钙基蒙脱石,含量高且具膨胀性,导致储层具强水敏性,制约油藏热采开发,因此需要对粘土矿物高温热变特征进行研究,明确其对储层孔隙结构影响方式。高压釜高温物模实验后样品晶间距、溶质分析、X衍射、扫描电镜等资料分析表明测试分析表明：在100℃以上的高温条件下,随温度升高,蒙脱石晶间距减小,膨胀性减弱,对储层孔隙结构的危害不大;蒙脱石及其它成岩矿物高温条件下发生溶蚀、转化形成新的矿物颗粒充填改造大、中孔喉,变成微、小孔喉,导致储层孔隙结构变差。以此,明确了高温条件下影响储层孔隙结构的关键因素是钙基蒙脱石及其它成岩矿物转化形成新的矿物颗粒造成的堵塞而非其膨胀性。     

聚乙烯醇改良高原黏土水稳定性实验研究

为研究聚乙烯醇（PVA）对西藏地区黏土的力学性质改良效果,本文以高分子聚合物PVA为研究对象,改良藏东南地区高原黏土,通过无侧限抗压强度试验,研究PVA的改良效果,在干湿循环及浸水条件下探讨改良土的水稳定性,并利用扫描电镜研究PVA改良黏土的固化机理,结果表明：PVA的加入对黏土的抗压强度及水稳性存在显著影响,PVA掺量越大,黏土干湿循环及浸水后无侧限抗压强度越高,当掺量为0 %-0.83 %时,改良土强度上升最快,而后随着掺量的增加,无侧限抗压强度增长变缓,PVA凝胶脱水后形成弹性立体丝网不再溶于冷水,有效限制土颗粒的位移,使改良土具有良好的抗压强度及水稳性。     

桩侧注浆提升既有桩基承载特性试验与数值模拟

为揭示粉质黏土地层既有桥梁桩基的桩侧注浆加固机理,本文通过模型试验研究了注浆压力、水灰比对桩侧土体加固模式及加固效果的作用关系,采用数值模拟获取了桩侧注浆对既有桩基承载特性作用规律。研究结果表明,水泥单液浆在粉质黏土地层中以挤密劈裂的加固方式为主,水泥浆液扩散模式呈现直线式、放射式;粉质黏土注浆加固效果与注浆压力正相关,随水灰比的升高而呈现先升高后降低的趋势。桩基桩侧加固可以有效的提高加固范围内的侧摩阻力,桩基深部相较浅部侧摩阻力提升更明显。     

深埋粉质黏土层强度与变形参数试验研究

深埋粉质黏土层具有压密性、胶结性好,强度高,压缩性低的工程特点。因此,其力学性能的准确评定对于工程设计意义重大。以具体工程为背景,分别采用室内高压固结试验与现场旁压试验方法对场地内深埋粉质黏土层的强度与变形参数进行试验研究,然后根据试验结果对深埋粉质黏土层的压缩性、承载力等力学性能进行分析评定,并对两种试验方法结果进行了对比分析。结果表明：该场地深埋粉质黏土层天然状态下压缩模量介于41.3～47.3 MPa,压缩系数介于0.04～0.03 MPa^-1,属低压缩性。按临塑压力法确定的地基承载力介于403～1296 kPa,按极限压力法确定的地基承载力介于307～1 086 kPa,可满足作为一般工程桩端持力层的要求。研究结果对于在工程中充分利用深埋粉质黏土层的力学性能具有一定的指导作用。     

注浆粉质黏土冻胀融沉特性：以福州地区四号线地铁为例

为深入了解水泥改良粉质黏土的冻胀融沉特性,以福州地区四号线地铁所穿典型土层粉质黏土为例,分析了水泥浆掺量、养护龄期、冻结温度和水灰比四个因素对水泥改良粉质黏土的影响,获得单因素作用下改良土的冻胀融沉规律,确定了改良土的最佳水泥浆掺量为20%,最佳水灰比为0.8,并通过温度监测得出冻胀融沉试验过程中温度场的发展规律。通过SPSS Statistics建立多元线性回归方程,预测水泥改良粉质黏土在多因素综合作用下的冻胀率,分析得出对冻胀率影响程度大小为水泥浆渗入量＞养护龄期＞冷端温度＞水灰比。     

贵州红黏土的胀缩性与水敏性研究

对贵州红黏土的胀缩性与水敏性及相关性进行了室内试验研究.红黏土具有较高的胶粒含量与较大的比表面积,致使土中的水主要以可回复性的结合水存在,较一般的黏性土有更强的水敏性.膨胀试验结果的分析表明在相同的初始干密度下试样的持水能力接近,与初始含水率无关;基质吸力的存在有助于红黏土膨胀性的发挥,同时也降低土团粒的收缩效能;胀缩过程具有时效性,受水敏性影响的胀缩变形初期阶段发展迅速,之后随时间衰弱;荷载的施加削弱了红黏土的膨胀性能,中等荷载下表现出收缩现象.本研究表明红黏土的胀缩性是与其水敏性相关的,高含水率红黏土以收缩为特征,膨胀不明显,这是与工程实践相吻合的.