干湿循环下花岗岩残积土裂隙演化及边坡稳定性

为研究干湿循环作用下花岗岩残积土边坡的稳定性,开展两种干湿幅度5次循环次数的边坡模型试验.拍摄裂缝图像获得裂隙演化规律,得出裂隙面积与干湿循环次数近似成正比;结合坡内土体直剪试验结果,提出干湿循环下黏聚力和裂隙度的关系式,推导裂隙深度计算公式.以此数值建模分析裂隙影响下的残积土边坡稳定性,结果表明：随着干湿循环次数和幅度的增大,裂隙度增加,裂隙深度增大,渗透性增强,土体强度降低,导致坡体饱和区扩展;滑裂面上滑点位于张裂隙处;3次干湿循环后边坡安全系数降幅最大,之后趋于稳定.研究认为干湿循环作用下裂隙的扩展加快雨水浸润,缩短了边坡失稳时间,为残积土边坡的及时合理处治提供理论指导.     

花岗岩残积土抗剪强度与微观结构特征

对不同水的质量分数(含水率)及不同压实度的花岗岩残积土试样开展三轴试验和电镜扫描试验,探究土样的抗剪强度特性与微观孔隙结构之间的关系,从微观角度揭示花岗岩残积土的抗剪强度衰减机理。试验结果表明：花岗岩残积土试样的应力-应变曲线呈现应变硬化特征,抗剪强度随着含水率的升高而降低,随着压实度的增加而增加,且在围压应力较低时,花岗岩残积土试样对含水率及压实度的敏感性更强;从微观角度,花岗岩残积土试样的中孔隙和大孔隙的占比随着含水率的升高而增加,随着压实度的增加而减少。     

花岗岩残积土抗剪强度及其影响因素试验

为了分析花岗岩残积土路堤边坡水毁的主要内在因素,依托广佛肇高速公路路堤边坡修筑,以该地区花岗岩残积土为研究对象,通过室内颗粒分析试验和直接剪切试验,在不同初始干密度条件下进行了一系列重塑花岗岩残积土的抗剪强度试验研究。试验结果表明,在一般情况下,随着初始干密度的增大,花岗岩残积土的摩擦角变化范围很小,而粘聚力值随着干密度的增大而增大,其中,粗粒土成分对摩擦角的影响较大,细粒土成分对粘聚力的影响较大。分析了剪应力-剪切位移曲线与初始干密度、颗粒成分之间的关系,并归纳了花岗岩残积土在不同垂直压力、不同初始干密度、不同颗粒成分下对抗剪强度指标的影响,试验得到的有效抗剪强度指标c′,φ′值可为路堤边坡的合理设计提供参考依据。     

加筋花岗岩残积土抗剪强度的试验与机理分析

花岗岩残积土是我国东南部沿海地区工程建设中常见的土体,采用加筋土技术对高填方边坡能很好的提高其整体稳定性与土体的抗剪强度。本文首先通过直剪切摩擦试验研究了筋-土界面的摩擦特性;然后在不同加筋层数及不同干密度情况下,对花岗岩残积饱和土和加筋饱和土分别进行了三轴固结排水剪切试验,探究不同干密度、不同加筋层数情况下的加筋效果。试验与机理分析表明：1)不同加筋层数的试样对应的规格化强度系数都大于1,这说明在土体中加入筋体能有效地提高抗剪强度,减少土体的变形。2)随着加筋层数的增加,规格化强度系数增加,说明加筋层数的增加能提高加筋效果,但两层加筋的规格化强度系数与一层加筋相比并不是线性增加,第二层加筋效果有减弱的趋势;随着干密度的下降,规格化强度系数上升;随着围压的增加,加筋土的规格化强度系数降低。3)土工格栅主要通过提高土体黏聚力来提高土体抗剪强度,导致土体的黏聚力显著地提高,而对内摩擦角的影响却不大;通过理论计算结果与测试结果对比,验证了准黏聚力增量公式的合理性,且第二层加筋对准黏聚力增量的贡献相对较小。     

赣南花岗岩残积土的抗剪强度及其影响因素

为研究赣南花岗岩残积土抗剪强度影响因素,采用X射线粉晶衍射和扫描电镜等方法对赣南地区的黑云母二长花岗岩残积土和黑云母花岗岩残积土的矿物成分及微观结构进行了分析,并通过三轴固结不排水剪切试验对2类花岗岩残积土的原状样与重塑样的抗剪强度进行了研究。结果表明:赣南花岗岩残积土矿物成分主要为石英矿物和高岭石、伊利石等黏土矿物,原生结构强度明显,原状样的抗剪强度高于重塑样;各围压下原状样和重塑样的应力-应变关系均呈应变-硬化型,表现为塑性破坏;受孔隙度大和粗颗粒多的影响,孔压-应变关系在低围压下表现为先剪缩后剪胀,在高围压下始终表现为剪缩;其内摩擦角受粗颗粒含量影响明显,黏聚力受细颗粒含量影响明显。     

干湿循环条件下紫色土抗剪强度与膨胀率研究

紫色土是四川盆地分布最广泛的土种,富含磷、钾等矿物质.紫色土具有一定的膨胀性,在经历季节性干湿循环过程中抗剪强度和膨胀率都有所衰减.以重庆地区原状紫色土为研究对象,通过进行干湿循环试验,研究其抗剪强度和膨胀率与干湿循环次数、干湿循环幅度以及含水量之间的关系,为紫色土地区相关工程设计提供参考.     

纤维加筋植被混凝土干湿循环下抗剪强度研究

纤维加筋对提高土体强度、改善土体力学性能具有积极作用.为此,本文以植被混凝土基材为研究对象,以未掺入纤维的试样为空白对照样,按0.2%、0.4%、0.6%和0.8%的配比分别掺入棕纤维和玄武岩纤维,开展不固结不排水三轴试验(UU),探讨在15%、25%两种脱湿幅度,0次、5次、10次干湿循环次数下纤维加筋基材的抗剪强度特性.试验结果表明:纤维掺入能有效增大基材的黏聚力,对内摩擦角的影响不明显;棕纤维和玄武岩纤维的掺入量为0.4%时,纤维加筋基材的强度增强效应最好;低幅度干湿循环下基材的抗剪强度先增大后减小,高幅度干湿循环会极大的降低基材的抗剪强度;总体上,棕纤维对植被混凝土基材的加筋效果明显优于玄武岩纤维.     

含水率对黄岛地区花岗岩残积土抗剪强度的影响

含水率是影响土体抗剪强度的重要因素。以直接取得的黄岛地区某挡土墙后填土为试样,进行了颗粒级配试验。同时,利用TCK-1室内三轴试验控制仪进行三轴剪切试验,研究含水率对黄岛地区花岗岩残积土抗剪强度的影响。试验结果表明:黄岛地区土壤颗粒粒径集中在2～5 mm,占比40%左右。抗剪强度在含水率较低时随含水率增大而增强,达到峰值强度(含水率8%时)后随含水率增大而减小。粘聚力c随含水率的增加呈先增加后降低的趋势,峰值点为12.5%左右;内摩擦角φ随含水率的增加而减小。     

干湿循环下万州侏罗系泥岩残积土的环剪试验

对取自万州区侏罗系库岸某泥岩残积土,分别进行5次、13次和21次干湿循环后得到3组重塑样,利用大型环剪仪开展固结不排水剪切和自然排水残余剪切试验.试验结果表明:随着干湿循环次数的增加,饱和泥岩残积土在不排水剪切过程中更易产生较高的超孔隙水压力,不排水残余强度因干湿循环而劣化;随着干湿循环次数的增加,饱和泥岩残积土的有效残余黏聚力急剧增大,有效残余内摩擦角则显著减小,残余强度变由粒间黏聚力基本控制;泥岩残积土的残余强度具有显著的剪切速率相关性,且在较小的速率范围内具有"负速率效应",而在较大的速率范围内则有强烈的"正速率效应".随着干湿循环次数的增加,残余强度表现出强"正速率效应"的起始速率将减小.研究结果对三峡库区侏罗系岸坡在季节性降雨和周期性库水位变动下的稳定性评价具有一定的参考价值.     

土体抗剪强度各向异性海堤填筑边坡稳定性分析

本文基于Mohr-Coulomb抗剪强度原理,以浙东沿海某海堤为依托工程,评价对于在实际地基土处于K0固结的初始应力状态,在不排水的条件下自重固结后被剪切破坏的情况,并提出一种解决土体各向异性对强度和稳定性的影响的方法。     

降雨对花岗岩残积土边坡孔压及稳定性影响

针对一个花岗岩残积土边坡的简化模型,基于非饱和渗流理论和Bishop条分法,利用Geo-Studio软件,对4种不同降雨模式下的边坡孔隙水压力和稳定安全系数进行计算与分析,得到主要结论:(1)降雨入渗对花岗岩残积土边坡的中上部有较显著的不利影响;(2)不同降雨模式对花岗岩残积土边坡的影响时效差异较大,前峰型和均布型、中峰型、后峰型降雨的最不利影响时刻分别在降雨后1.0~1.5d、1.5~2.0d、2.5~3.5d;(3)降雨入渗引起的花岗岩残积土边坡失稳形式,极可能是从坡体中部诱发的浅层滑坡。     

福建泉州沿海地区花岗岩残积土特性及边坡稳定性分析

本文分析了花岗岩残积土特征与边坡失稳的规律，提出其边坡稳定性主要取决于残积土原生或次生结构面的强度，对边坡设计参数取值应区别对待，从而指导边坡设计。     

考虑抗剪强度参数空间变异性的边坡稳定性分析

提出基于商业软件ABAQUS的边坡稳定分析的随机有限元法。采用Karhunen-Loeve级数展开方法建立土体抗剪强度参数的随机场模型,在强度折减有限元法的基础上模拟边坡失稳过程,并采用塑性屈服区贯通以及计算不收敛判据作为边坡失稳判据,利用python脚本文件分析最危险滑面分布规律。运用该方法研究土体内摩擦角和黏聚力的空间变异性对边坡稳定性的影响。研究结果表明:所提的边坡稳定分析的随机有限元法操作简单易于实现,能够从安全系数以及最危险滑面2个方面分析土体抗剪强度参数的空间变异性对边坡稳定性的影响;内摩擦角随机场中相关长度的改变对边坡的稳定性影响不明显;而黏聚力的空间变异性对边坡稳定性影响则相对更大,黏聚力随机场中水平与竖直相关长度的比值不同,边坡稳定性的变化规律不同。此外,内摩擦角与黏聚力的相关系数越大,失效概率越高,最危险滑面分布越广。     

干湿循环效应对膨胀土抗剪强度的影响

膨胀土除具有一般非饱和土的共性外,还受季节性气候的影响,其抗剪强度具有明显的变动特性．为此,通过模拟土体季节性的干缩湿胀,采用常规直剪试验方法,测试了宁明膨胀土击实土样经干缩湿胀饱水后的抗剪强度,并与其它类似的试验结果进行了比较,以探讨干湿循环效应对膨胀土强度的影响及试验方法的合理性．     

青海湖典型粉土抗剪强度的干湿循环影响研究

青海湖周边的水草地粉土层是典型的区域不良深厚软土.本文以青海湖西岸典型粉土为研究对象,研究干湿循环作用对重塑粉土的抗剪强度的影响规律.通过室内干湿循环试验及直剪试验,对不同含水率、经过8次干湿循环的粉土土样的直剪试验结果进行对比分析.研究结果表明：干湿循环作用对粉土的抗剪强度指标有劣化影响;多次循环后,粉土的残余黏聚力约为4 kPa,残余内摩擦角在10°～13°范围;随着干湿循环次数的增加,含水率的变化对粉土的抗剪强度指标的影响逐渐降低,最终基本可以忽略.     

干湿循环下红黏土路堤边坡稳定性分析方法研究

红黏土边坡破坏面形状并非圆弧面、参数选取不合理、对雨水入渗考虑不够充分是当前红黏土边坡稳定性分析中存在的主要问题,导致传统计算方法的计算结果不太可靠。通过理论分析和数值模拟,提出了干湿循环下红黏土路堤边坡的稳定分析方法,并进行了工程算例验证。结果显示,干湿循环和红黏土边坡损坏特征有关。土体强度、水压等物理指标的下降均导致稳定性降低。建议将边坡分为三层,裂缝较多层、裂缝一般层、裂缝较少层来进行稳定性分析,各个范围层采用不同强度指标。提出了基于复合滑动面(折线-圆弧)红黏土边坡稳定性分析方法,并进行了工程算例验证,结果表明本文提出的方法是可行的。     

含水量与抗剪强度关系影响下高盐量盐渍土路基边坡稳定性

针对盐渍土中不同盐分类型的溶解度和亲水性差异较大问题,分析高盐量盐渍土含水量与抗剪强度关系变化对盐渍土路基边坡稳定性的影响。结合降雨量调查和现场含水量沿深度分布情况,开展适应环境条件的室内试验。针对不同含水量条件下高氯盐渍土(CL-1)和高硫低氯盐渍土(CL-2)路基填料进行直剪试验,得出含水量与抗剪强度参数关系函数。基于Geostudio建立盐渍土路基含水量-强度参数等值分层计算模型,通过体积压力板仪试验测量土样基质吸力随体积含水量的变化规律。通过采用饱和/非饱和渗流的有限元分析与路基边坡稳定性的极限平衡分析相结合的方法,利用GeoStudio中SLOPE/W模块,分别计算和分析降雨强度、降雨持续时间等对盐渍土路基边坡稳定性的影响。考虑含水量和抗剪强度变化关系函数,通过建立的盐渍土路基含水量-强度参数等值分层计算模型对CL-1和CL-2盐渍土边坡稳定性进行了分析。结果表明:含水量在最优含水量的基础上增加3%时,CL-1和CL-2的黏聚力较最优含水量时分别下降94.3%和54.0%,内摩擦角的变化不大;在最优含水量的基础上减少3%时,CL-1和CL-2的黏聚力较最优含水量时分别提高了277.1%和89.7%,对CL-2的内摩擦角影响不大,CL-1的内摩擦角出现明显减小;当降雨强度相同时,CL-1填筑的路基的安全系数较CL-2填筑的路基变化更为明显,主要原因在于高氯盐的亲水性较硫酸盐强,抗剪强度参数受到水分变化的影响更大。     

土质边坡抗剪强度试验结果分析

通过对两个实际工程中边坡的现场剪切试验及室内直剪试验成果进行分析，认为现场试验较室内直剪试验更符合实际受力状态，应尽可能采用现场直剪试验确定的c、φ值作为边坡治理的依据。     

重塑玄武岩残积土抗剪强度的试验研究

文章以重塑玄武岩残积土为研究对象,采用直剪试验测定了不同干密度、含水率下土体的抗剪强度及其强度指标,得到了黏聚力和内摩擦角随含水率的变化规律;通过滤纸法测定了不同干密度条件下残积土的土水特征曲线,结合直剪试验结果,分析了基质吸力对抗剪强度的影响规律。结果表明:随含水率增大,黏聚力呈先增大后急剧减小趋势,内摩擦角呈逐步减小趋势;在试验所得基质吸力范围内,随基质吸力增大,抗剪强度先增大后不变,非饱和抗剪强度参数φ~b逐步减小且最终趋于0°,即基质吸力对抗剪强度的贡献是有限的;竖向荷载对φ~b有较大的影响,竖向荷载越大,φ~b越大。     

干湿循环下花岗岩残积土胶结物溶蚀-微结构演化规律与力学行为

花岗岩残积土中的游离氧化铁粒间胶结作用使其具有高结构性和水敏性. 因此,在干湿循环过程中,粒间胶结氧化物被溶蚀,残积土表现出结构崩解重组和复杂的剪切变形特性. 为进一步研究干湿循环过程中花岗岩残积土中游离氧化铁溶蚀造成的土体组构变化及其对力学性能弱化的影响,进行一系列的宏微观试验以揭示不同干湿循环次数（0、1、2、4）下残积土的复杂力学特性. 研究结果表明,随着干湿循环次数的增加,花岗岩残积土的应力-应变关系将由弱应变硬化型逐渐转变为应变软化状态. 微观分析表明游离氧化铁会促使黏土颗粒胶结形成团聚体,随着干湿循环的进行其含量逐渐降低最终趋于稳定. 此外,原状残积土粒度分布（PSD）曲线呈现明显的双峰,然后在干湿循环或去除氧化铁后转变为单峰曲线. 反复干湿循环会削弱残积土的胶结结构特性,进而导致土体出现明显的软化特征. 在剪切过程中,残积土首先表现出剪切收缩特性,随后出现明显的扩张趋势. 随着干湿循环次数增加,残积土的有效黏聚力逐渐减小,但有效内摩擦角呈现逐渐增加的趋势. 干湿循环过程中花岗岩残积土复杂的力学性能特点是不可逆的体积收缩和胶粒含量的变化以及微裂缝发展之间的耦合效应.