基质吸力与黏粒含量对砂土抗剪强度影响的研究

当前对于非饱和土的研究,主要集中在纯砂土和纯黏土的土水特征和抗剪强度,而实际工程中,基质吸力对含黏粒砂土的抗剪强度具有显著的影响。根据实际工程中含黏粒砂土的级配,论文采用高岭土和细砂配制不同黏粒含量的砂土,利用5Bar压力板仪得出含黏粒砂土的土-水特征曲线,利用非饱和土四联直接仪得出不同基质吸力条件下含黏粒砂土的抗剪强度指标。研究结果表明：随着黏粒含量的增加,含黏粒砂土的残余含水率增加。随着基质吸力的增加,含黏粒砂土的抗剪强度大部分呈现增大的趋势。但当黏粒含量为15%时,随着基质吸力的增加,含黏粒砂土的抗剪强度先增大后减小,出现了“黏粒效应”。最后,从含黏粒砂土的微观颗粒结构出发,揭示了含黏粒砂土的抗剪强度主要受土体含水量的大小、颗粒之间弯月形水面的数量的多少和面积大小三方面的影响。     

粘粒含量对砂土强度和压缩特性的影响

利用四联直剪仪和高压固结仪,研究膨润土和高岭土含量对漓江砂土的强度和压缩特性的影响。试验结果表明：膨润土和高岭土对砂土的强度存在不同的影响,不同的粘粒含量对砂土强度影响略有不同,粘聚力随着粘粒含量的增加而增加,摩擦角与粘粒含量并非呈单调关系,而呈抛物线型,存在一个粘粒的含量使得砂土的摩擦角最小并且这个值为10%~15%。固结试验中,粘粒含量对砂土压缩性的影响很大,相同初始孔隙比下加载导致的最小孔隙比并不一致,随粘粒含量增加最小孔隙比先增大先减小,同时,粘粒成分不同,最小孔隙比也不同。高岭土粘粒对砂土的回弹指数基本上没有什么影响,而膨润土在粘粒含量小于5%时也没影响,但粘粒含量超过5%时回弹曲线非线性。     

砂土抗剪强度数值模拟的关键技术研究

利用二维颗粒流软件PFC 2D对砂土的抗剪强度进行研究。通过建立数值试样模型、设立相对合理参数、引用"橡皮膜"程序等方法对砂土的三轴剪切试验进行数值模拟,模拟的结果较好地反映了砂土的力学性质。     

干湿循环下粉砂土改良膨胀土强度特性分析

干湿循环作用对膨胀土地基有较显著的影响,以黄泛区粉砂土改良膨胀土为研究对象,为研究改良膨胀土的强度受干湿循环作用的影响,设计并进行了不同含水率和干湿循环次数对改良膨胀土作用的直剪试验。试验发现：反复的干湿循环作用后,土体由于干缩产生裂隙,试件结构被破坏,整体稳定性下降,强度降低。改良膨胀土的抗剪强度和干湿循环次数呈负相关;前三次干湿循环作用时,土体粘聚力下降较迅速,随后几次干湿循环粘聚力下降幅度较小;随干湿循环次数的改变,内摩擦角基本没有较大幅度的变化。     

优先流对粉砂土抗剪性能影响试验研究

优先流会引起含水率增加,从而影响土的抗剪强度.为此,运用染色示踪技术,在室外进行优先流渗流试验;每10 cm一层,对样地竖直剖切;采用图像处理软件对优先流渗流特征进行分析评价.根据测定的土样含水率制作试块,进行冻融及直剪试验.结果表明:优先流染色面积比变化幅度大,浮动区间为39.76%～52.84%;基质流深度较深,平均为13.4 cm;优先流比平均为23.94%,优先流现象明显;随着冻融次数的增加,含水率变化导致内摩擦角呈减小的趋势;在-5、-10和-15℃时,粉砂土11次冻融后内摩擦角与0次冻融相比,最佳含水率分别降低了0.86%、1.60%、2.92%,优先流含水率分别降低了3.02%、4.69%、6.00%;优先流含水率下粉砂土黏聚力降幅比高于最佳含水率1.27%.因此,优先流含水率对土体抗剪强度有较大影响.     

纳米SiO2对粉质砂土抗剪强度的影响研究

纳米SiO₂具有改善颗粒的微级配、减少孔隙堆积、改变材料的微观孔隙结构等特点,因而在岩土工程领域土层加固方面具有广阔的应用前景。为了评价纳米材料对粉质砂土的改良效果,在不同纳米SiO₂掺量(0、0.5%、1.5%、2.5%和3.5%)和不同法向压力(50kPa、100kPa、200kPa和400kPa)下开展一系列直剪试验。结果表明：掺入纳米SiO₂后,粉质砂土的抗剪强度具有显著的提高,随纳米SiO₂掺量的增加,土的抗剪强度按线性逐渐增大。纳米SiO₂掺量在0%～3.5%范围内变化,对颗粒间的摩擦作用影响不显著,内摩擦角增长幅度较小,增长率不超过10.9%;对粘聚力的改性效果显著,粘聚力由38kPa增加到72kPa,增长率达到148.3%。通过SEM扫描,发现纳米SiO₂对土颗粒具有包裹作用和填充作用,包裹作用对土颗粒间的摩擦性能具有一定的改善作用,填充作用显著改善粉质砂土的粘聚力。本研究对天然粉质砂土地基加固或采用粉质砂土换填法施工具有一定的工程指导意义...     

黏粒含量对粉质黏土土水特性影响的试验研究

粉质黏土分布广泛,其土水特性受黏粒含量影响显著。为揭示黏粒含量对粉质黏土土水特性的影响规律,采用离心机对不同黏粒含量粉质黏土进行脱水条件下土水特性测试试验。首先,制备六组干密度相同的不同黏粒含量粉质黏土试样,并通过密度计与筛分联合测定法获得试样颗粒级配曲线和黏粒含量。然后,通过调节离心机转速得到不同基质吸力对应的土样总质量与含水量,并基于Van-Genuchten模型拟合土样土-水特征曲线,进而分析黏粒含量对土-水特征曲线的影响。研究结果表明:(1)不同黏粒含量粉质黏土的体积含水率均随基质吸力增加逐渐减小且变化趋势基本一致:当基质吸力小于20 k Pa时,含水率接近饱和含水率,大于20 k Pa后含水率随基质吸力增加快速减小;(2)黏粒含量越高,粉质黏土持水能力越强,土体含水率越大,含水率受黏粒含量增加影响的程度呈现先增大后减小的趋势;(3)相同基质吸力条件下,黏粒含量越高,土体含水率越大,在基质吸力大于80 k Pa后不同黏粒含量土样的含水率相差越来越小;(4)残余含水率偏高,吸附的水分仍达到其饱和状态含水量的40%左右。这为进一步进行非饱和粉质黏土软基的水力特性评估提供了技术支持。     

基质吸力对非饱和粉质砂土抗剪强度的影响

从宏观吸力控制型直剪试验和微观土体颗粒结构分析两方面入手,在压力板仪试验分析非饱和粉质砂土水土特性的基础上,采用不同吸力条件下的直剪试验和2种不同含水量土样结构的微观扫描研究,分析非饱和粉质砂土抗剪强度和基质吸力之间的关系。研究结果表明:与黏性土不同,当粉质砂土含水量逐渐降低时,土体基质吸力对土体抗剪强度的贡献效果并不是一直增加,而是存在一个"峰值效应",这种现象的出现是由于粉质砂土微观结构的组成特点以及随含水率减小所含水分的存在形式不断改变这两方面因素,致使基质吸力作用面积不断变化造成的。另外,土体的应力环境也会影响吸力对土体强度贡献的大小。     

非饱和土抗剪强度分析研究

介绍了目前岩土工程界提出的非饱和土抗剪强度公式。同时还对Bishop、Fredlund和卢肇钧提出的抗剪强度公式中的参数测试方法进行分析,指出各种抗剪强度理论在概念上都是相同的,其区别仅在于确定由吸力产生的那部分有效应力时采用的参数和测试方法不同。     

水泥硅灰粉砂土抗剪强度实验研究

以宁夏银川市某道路路基填筑的粉砂性土为实验对象,分别对水泥粉砂土和水泥硅灰粉砂土进行了三轴实验研究,分析了硅灰对水泥粉砂性土力学参数的影响规律.结果表明,硅灰替代水泥虽然不能改善水泥粉砂土的摩擦角,但可以改善水泥粉砂土的黏聚力,且随着硅灰替代量的增加,黏聚力呈先增加后减小的趋势.3%水泥粉砂土的硅灰最佳替代量为12.05%;5%水泥粉砂土的硅灰最佳替代量为16.5%.随着水泥掺量的增加,最佳硅灰替代量将增加;不同水泥掺量的粉砂土,硅灰对其抗变形能力影响不同,主要取决于水泥土的刚柔性.     

粉质粘土含水量与抗剪强度参数关系的试验研究

本文采用常规直剪仪研究了粉质粘土的抗剪强度指标,据此分析了含水量对粉质黏土粘聚力、内摩擦角的影响,得出了土体抗剪强度参数随含水量变化而变化的规律,拟合出了相关的近似公式,结果表明:在含水量小于11.37％时,粉质粘土的粘聚力随着含水量的增加呈幂指数增加;含水量大于11.37％时,粘聚力随着含水量的增加呈线性降低.而粉质...     

珞珈山粘土强度规律的试验研究

对武汉大学珞珈山粘土完成了21组不同含水量和压实度的室内直剪试验，讨论压实度、压实含水量度压实土体的饱和状态三因素对粘土抗剪强度厦强度参数的影响，并从土体结构与土中水分变化两个方面分析了影响机理．试验表明。压实度、压实含水量及土体饱和状态对粘聚力和内摩擦角有影响。从而使抗剪强度也受到三因素的影响．粘聚力随压实含水量的增加不是单调变化的，其曲线型式类似于“倒S”型，在低压实含水量下随压实度的增加而增加、高压实含水量下受压实度影响不大，浸水饱和后粘聚力套大大降低，且压实度大、压实含水量低的土体饱和后粘聚力损失更大；内摩擦角随压实含水量的增加大体上是减小的，受压实度影响的规律性较差．受浸水饱和影响较小．图5．表2．参10．     

污染粉质黏土物理性质研究

通过室内模拟试验,从土的相对密度、液限、塑限和塑性指数4个方面,探讨了不同浓度的造纸厂污水和生活污水对土体物理性质的影响和变化规律,为污染地基土的修复设计、治理和环保提供可靠数据。     

淤泥质泥土的快速固化试验研究

为了解决南京地区路基加固和工程抢险中淤泥质泥土带来的难题,采用正交试验原理,通过三因素三水平的无侧限抗压试验和三轴抗压试验,得到一种针对南京地区淤泥质泥土的水泥、固化剂、石灰、三乙醇胺的综合快速固化剂,及其固化土的强度发展模型和无侧限抗压应力应变经验关系.试验结果表明,采用此种快速固化剂可以有效提高淤泥质泥土早期抗压强度、抗剪切破坏能力.     

强夯—塑料板排水法在粉土和粉质粘土地基加固中的试验研究

针对黄河中下游粉土、粉质粘土成层地基,通过插设塑料排水板和不插排水板条件下强夯对比试验研究,证实了插设塑料排水板可以有效的降低强夯时超静孔隙水压力峰值,加快其消散,缩短强夯施工工期;提高强夯夯沉,减少振动对土体的扰动,缩短触变恢复时间,因而人工塑料排水板在强夯处理此类地基中是十分有效的。     

水泥掺量对红粘土固结体抗剪特性影响的试验研究

为探讨水泥掺量对红黏土固结体抗剪强度特性的影响规律,本文以大掺量水泥对红黏土固结体抗剪强度指标的影响为切入点,室内制备了四种不同水泥掺入比的红黏土固结体试块,开展了不同法向应力条件下的红黏土水泥固结体直接剪切试验。试验发现:随着水泥掺量的不断增大,红黏土固结体的剪应力-剪位移关系曲线上峰值应力跌落现象逐渐显现;红黏土固结体抗剪强度指标随水泥掺量的增大而提高,但是粘聚力与内摩擦角的增大规律并不相同:粘聚力的增大速率随水泥掺量的增大而不断减小,内摩擦角的增大规律随水泥掺量的增大而呈"S"型。     

重塑弱膨胀土抗剪强度的环剪试验研究

利用STHJY型环剪仪,对合肥地区弱膨胀土进行同级4次剪切环剪试验,探索残余强度与竖向应力和含水率的关系,研究发现:随着竖向应力的增加,残余强度在增加;随着含水率的增加,残余内摩擦角φ和残余黏聚力c呈减小趋势。其中φ随着含水率的增加降低幅度呈逐渐加大趋势,c随着含水率的增加降低幅度呈先增大后减小的趋势。通过数据拟合分析发现:残余强度与竖向应力呈良好的正线性相关关系,并符合Mohr-Coulomb准则;残余内摩擦角φ与含水率呈良好的负指数关系。     

软粘土的抗剪强度指标试验分析

通过三轴UU剪切试验,得出了试样饱和度对软粘土抗剪强度参数的影响关系;再通过大量的固结快剪试验,得到软粘土在不同固结压力、不同固结度下的强度变化规律。