侧限条件下压实膨胀土的侧向压力试验研究及简化预测方法

针对侧限条件(即K0状态)下压实膨胀土在吸湿饱和过程中的侧向压力问题,采用K0固结仪对南阳压实膨胀土开展试验研究,测定:1)竖向荷载σv与试样浸水饱和后的侧向压力PL和孔隙比e的关系以及饱和试样在一维固结过程中的PL?σv?e关系;2)不同初始干密度ρd0以及制样含水率w0条件下等体积浸水饱和过程中试样的侧向压力PL0...     

高庙子钙基膨润土的膨胀特性

对高庙子钙基膨润土进行了膨胀变形试验、膨胀力试验及湿陷试验, 研究了其膨胀特性及湿陷特性. 试验结果表明: 膨胀力随初始干密度的增加而增大, 且膨胀力的对数与初始干密度大致呈线性关系; 浸水引起的膨胀应变随着竖向应力、初始含水量的增大而减小, 且随着初始干密度的增加而增大; 膨胀速率随初始干密度的增加而增大,随竖向应力、初始含水量的增大而减小; 在相同竖向应力下, 3 种试验方法得到的浸水饱和稳定后的孔隙比大致相同, 在双对数坐标下, 孔隙比与竖向应力呈线性关系.     

温度对高庙子膨润土浸水膨胀特性的影响

对取自内蒙古高庙子地区的GMZ07钠基膨润土在不同温度下进行了浸水饱和引起的膨胀特性试验.在不同温度条件下对不同初始干密度试样在100~600 kPa的竖向荷载作用下进行了浸水饱和的膨胀变形及膨胀力试验.试验结果表明:在初始含水率相同的情况下,浸水饱和引起的变形主要取决于干密度和竖向荷载,对温度也有一定的影响,但不是很显著;在相同干密度和温度的情况下,竖向荷载越大,浸水变形稳定后孔隙比越小,且孔隙比与竖向压力在半对数坐标中呈线性关系;在相同温度和相同竖向荷载情况下,不同的初始干密度试样在浸水变形稳定后的孔隙比相近.此外,随着温度的升高,膨胀力略微减小.     

新型膨胀土膨胀力测试仪器的研制及测试应用

膨胀土的膨胀力导致的工程事故是迄今为止尚未解决的世界性技术难题之一,膨胀力作为评价膨胀土力学性质的重要指标之一,提高其测量的准确性具有重要意义.文中研制了一种无扰动、可控制饱和的膨胀力测试仪器,克服了传统方法中难以严格控制试样饱和、在反复的压缩和膨胀过程中体积不能保持恒定而导致的试样扰动和测试过程复杂等缺点.研制的新型膨胀压力测试仪器具有可主动控制饱和、能严格控制体积恒定、测试耗时少、结构简单、操作方便和数据可靠等特点.通过新型膨胀力测试仪进行了膨胀力的测试验证和分析,结果表明：在相同干密度条件下,膨胀土的最大膨胀力随初始含水量的增加而降低,膨胀土的最大膨胀力随初始含水量呈幂函数相关关系.     

基于干湿变形效应的压实红黏土土水特征

将初始含水量为4%粉末状红黏土分别压制成干密度为1.3 g/cm~3和1.5 g/cm~3的压实土样;在侧限条件下吸水饱和,测定土样轴向膨胀变形量;然后通过气相法控制逐级增加吸力,测定不同吸力阶段试样的饱和度与孔隙比,获得土水特征曲线和干缩变形规律。研究结果表明:压实红黏土在饱和湿化过程中,膨胀应变随着饱和度的增加而增加,且初始干密度越大,其膨胀应变越大。在控制吸力干燥过程中,压实红黏土的孔隙比随着吸力增大而减小;同一吸力阶段,密度大的试样具有较小的孔隙比和较大的饱和度。基于不同干密度压实红黏土土水特征曲线,建立了考虑变形效应的土水特征曲线改进模型,计算结果与试验值吻合较好。     

饱和粉土变形特性三轴试验

对取自南京市某拟建高速公路路基的粉土,在室内按不同的干密度和含水率进行了试样重塑。按不同干密度和不同初始制样含水率进行饱和三轴固结排水剪切试验,测得不同围压条件下的固结排水剪应力-应变曲线以及有效应力比曲线形态等工程特性。分析了粉土干密度、初始制样含水率和围压对饱和粉土强度的影响。试验结果表明:粉土的强度随干密度的增加而变大,随围压增大而增加;初始制样含水率对粉土的强度有不同程度的影响;粉土的应力应变表现为弱应变软化型。     

合肥南站膨胀土单向浸水膨胀规律研究

在不同的垂直压力下对合肥南站膨胀土进行单向浸水膨胀试验研究,探索膨胀土膨胀变形规律。试验结果证明：膨胀土单向浸水膨胀率与试样的初始干密度、垂直压力及初始含水量近似呈直线关系,在保持其他变量相同的条件下,随着干密度的增加膨胀率增加,随着含水率的增加膨胀率减小,随着垂直压力的增加膨胀率减小。     

炭质泥岩填料静止侧压力系数试验研究

为了查明密实度、含水率、颗粒级配的改变对炭质泥岩填料作用于路堤结构物上的静止土压力大小的影响,本文研究了干密度、含水率、颗粒级配对炭质泥岩填料的静止侧压力系数的特性影响,采用GJY型K_0固结仪进行炭质泥岩填料的静止侧压力系数试验.设置4种干密度,5种含水率,5种颗粒级配探究炭质泥岩填料的静止侧压力系数的变化规律.研究结果表明:炭质泥岩填料的干密度越大,竖向变形越小,静止侧压力系数越小.随着含水率的增加,静止侧压力系数先减小后增大,其中含水率为6%时静止侧压力系数最小,随着颗粒级配的增加,静止侧压力系数也是先减小后增大,其中颗粒级配3的静止侧压力系数最小.研究结果可为以炭质泥岩作为填料的工程提供一定参考依据.     

碱溶液对GMZ膨润土膨胀性和渗透性的影响

利用适用于碱性溶液入渗的膨胀渗透仪,对不同初始干密度的高压实高庙子(GMZ)膨润土进行膨胀、渗透试验,试验中用NaOH溶液模拟碱性孔隙水.试验结果表明:在碱溶液入渗作用下,各试样的膨胀力均呈现双峰变化形态;相同初始干密度试样的膨胀力随入渗碱溶液浓度的增大而减小,渗透系数则随着溶液浓度的增大而增大;碱溶液浓度相同时,试样的膨胀力随初始干密度的增大而增大,渗透系数随干密度的增大而减小;碱性孔隙水的长期入渗会减小高压实GMZ膨润土的膨胀性、提高其渗透性,最终降低膨润土的缓冲性能.     

南阳膨胀土土水特征曲线试验研究

为研究南阳膨胀土土水特征曲线,采用美国Soil moisture公司生产的陶土板进气值为15 bar的压力板仪对原状样和重塑样进行了研究;其中原状样进行了不同高度或面积系列下的研究,重塑样进行了不同干密度或含水率系列下的研究;并采用控制变量法来得出结论。研究结果表明:1面积增加对原状试样的持水特性没有影响,但是高度对土水特征曲线的影响很大,高度增加使得在相同吸力下土样含水率增加,脱水难度增大;2对于重塑样,在相同干密度条件下,低吸力条件土样含水率随初始含水率的增加而增加,随着吸力的增加,从某一吸力值开始,含水率随吸力的增加而降低,初始含水率越高,这个值越低;3在相同的初始含水率条件下,低吸力条件干密度越低含水率越高,随着吸力增加,干密度越低,土样的含水率下降的越快,各试样的含水率开始接近,最后低干密度试样的含水率趋于一致;4考虑体积变化的影响对土水特征曲线进行修正并进行模型拟合,最后表明VG模型能够较好地模拟原状膨胀土的土水特征曲线。     

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%。     

强膨胀土自然膨胀特性的试验研究

以邯郸强膨胀土为研究对象,采用改进的三联高压固结仪,对膨胀力、自然膨胀力和自然膨胀率等进行研究.结果表明:在相同初始含水率条件下,随干密度的增大膨胀力呈指数增长;在相同干密度条件下,随初始含水率增大,膨胀力先增大后减小,在最优含水率附近出现峰值;随含水率增量的增加自然膨胀力呈对数增长,且在初期受含水率增量的影响更大;无荷和有荷自然膨胀率随含水率增量的变化均可分为快速线性增长与慢速线性增长两个阶段;当初始含水率和干密度相同时,在慢速线性增长阶段,无荷增湿膨胀率斜率与有荷增湿膨胀率斜率之比随竖向应力近似呈对数减小;强膨胀土增湿膨胀的自然膨胀力、自然膨胀率的变化规律与蒙脱石水化和增湿致孔隙充填的自由水量有关.     

广西典型膨胀土三向膨胀规律室内试验

采用自制的三向膨胀仪,以及与之相应的原状土取样器、重塑土制备器,以广西南宁、宁明4种典型膨胀土为研究对象,开展膨胀土三向膨胀率及膨胀力试验.试验结果表明:膨胀土三向吸水膨胀时程曲线分为快速、缓慢及趋于稳定3个阶段,并且3 h可完成膨胀的80%～90%;膨胀率及横向、竖向膨胀力存在明显差异,并随干密度增大而增大;在相同初始条件下,原状膨胀土与重塑膨胀土三向膨胀率存在明显差异,在相同初始水的质量分数条件下,竖向与横向膨胀力之比R₀随着干密度的增大而增大;试样吸水膨胀后水的质量分数均匀,试验方法可行,仪器测试数据可信.     

南宁灰白重塑膨胀土三向膨胀室内试验研究

膨胀土是一种具有强胀缩性的特殊粘土。掌握其三向膨胀规律对于合理分析膨胀土边坡变形失稳具有重要意义。以南宁灰白膨胀土为试验对象,开展了不同条件下的三向膨胀率和膨胀力试验,揭示了干密度,初始含水率和外部荷载对于膨胀率和膨胀力的影响规律。试验表明,三向膨胀率和膨胀力均表现为：两个水平方向基本一致,竖向大于水平方向;干密度相同时,均随初始含水率的增大而减小,初始含水率相同时,均随初始干密度的增大而增大;膨胀率横、竖向比值均随干密度和初始含水率的增大越趋近于1;三向膨胀率均与三向荷载呈对数线性关系,荷载对膨胀具有抑制作用;横向膨胀力与控制横向膨胀率呈良好的指数关系,说明土体膨胀力将因为膨胀变形释放而大幅减小。     

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。     

淠史杭灌区膨胀土单向浸水膨胀规律试验研究

文章通过对膨胀土在不同荷载下进行单向浸水试验,研究了单向浸水条件下膨胀土的变形规律。试验结果表明土样膨胀率与初始干密度、初始含水率、垂直压力大致呈线性关系。在其余条件相同下,随着干密度的增加,膨胀率增大;随着含水率的增加,膨胀率减小;随着垂直压力的增加,膨胀率减小。加石灰后,灰土膨胀变形规律和重塑土基本相同,但是膨胀率与重塑土相比明显减小,可见石灰对膨胀土的膨胀抑制作用很明显,因此探讨膨胀土(灰土)的膨胀变形规律对地基处理、设计等有着实际的指导意义。     

泥页岩重塑样三向膨胀力试验

利用岩土三向膨胀力仪对准格尔膨胀泥页岩重塑样进行了不同初始含水率、不同干密度的三向膨胀力试验。结果表明:(1)经过单向压缩的重塑样存在各向异性,竖向膨胀力始终大于径向膨胀力,随干密度增大各向异性更加显著;(2)干密度越大膨胀力越大,二者呈指数变化;(3)初始含水率越大膨胀力越小,二者呈线性变化,干密度越大,膨胀力随初始含水率变化的速率就越大。     

非饱和膨胀土参数分析

本文对非饱和膨胀土进行了一系列的剪切蠕变试验研究,基于试验结果对膨胀土的各个参数进行了分析。结果表明：剪切模量随剪切水平的增加而减小;随含水量的增加也逐渐减小。相同剪切水平下,粘滞系数随竖向应力的增加而增加;相同竖向力下,粘滞系数随剪切水平的提高而减小。     

氯化钠溶液对膨胀土膨胀特性的影响

本文对一种膨胀土进行了一系列氯化钠溶液浸水饱和加载膨胀试验,在不同垂直压力下,探究了膨胀土被不同浓度氯化钠溶液饱和的膨胀特性。结果表明,在相同垂直压力下,试样的饱和孔隙比随着氯化钠溶液浓度的增加而减小。主要因为氯化钠溶液增加,降低了膨胀土的膨胀力,导致饱和孔隙比减小。以蒸馏水饱和的试样为基准,采用等量替代的方法得到不同浓度下产生的相对化学力,相对化学力随着浓度增加而增加,随着孔隙比增大而降低。最后给出了相对化学力与溶液浓度和孔隙比的关系。     

浸湿条件下湖区地表硬壳层黏土侧压力系数K0变化规律的试验研究

为了研究土样含水率等因素对黏土侧压力系数K0的影响,自行研制可考虑土体浸湿过程的实验仪器,采用气缸对试样施加竖向荷载,并在侧壁环上粘贴电阻应变片测定试验过程中试样的侧向应力.在洞庭湖区汉寿仓儿总大桥桥台处地表以下2m处取工程土样进行分析.在试验过程中,采用蠕动泵对仪器底座通水,使试样在较小流量作用下均匀浸湿,模拟实际工程中的浸湿条件,分别测试试样的竖向应力、竖向应变、侧向压力等随时间的变化规律,以此为基础对试样的应力状态、应力路径、K0在试验过程中的变化规律及其与试样干密度之间的关系进行分析.研究结果表明:干燥湖区地表硬壳层黏土K0随密度的增大而减小,由初始的0.40减小至0.21,但其减小的速度随密度的增大而有所减缓;在竖向恒定荷载σ1=655 kPa作用下,完全干燥的湖区地表硬壳层黏土在浸湿后会发生较大竖向变形,且K0从0.21逐渐减小,最后趋于稳定值0.16.