结合水对软粘土流变性质影响的试验研究

软粘土中含有强结合水、弱结合水和自由水,结合水是影响软粘土流变性质的重要因素。采用改进的直剪蠕变仪,对软粘土中结合水对其流变性质影响进行试验研究,测试了一组含水类型不同而其他条件相同的粘土试样的流变性质。测试结果表明,土体的粘滞系数随强结合水含量的增加而减少,即流变变形阻力随强结合水增多而减小;而当含水量大于最大吸附结合水含量时,土粘滞系数随含水量的增大而增大,即流变变形阻力随弱结合水的增多而增大。试验结果分析表明,强结合水是土体产生流变的主要因素,而弱结合水则是相对次要因素。该研究成果有助于进一步认清土体流变的起源,对改进和完善现有流变固结理论有一定指导意义。     

黏土固结过程中结合水对粘滞系数影响研究

渗透系数作为土的基本力学指标参数,是孔隙比和粘滞系数的函数,为了研究黏土中结合水对粘滞系数的影响,开展固结试验得到各级压力下的渗透系数与粘滞系数,并由高速离心机分离试验定量测得结合水量。结果表明固结压力增大,孔隙比减小,渗透系数随之减小,由渗透系数计算公式反算出动力粘滞系数,随固结压力增大而线性增大。压力较小时,结合水量变化较小;自由水减少到一定程度变为结合水排出为主。结合水排出会导致结合水膜厚度变薄,粘滞系数随结合水膜厚度减小而线性增大。所以,对于结合水含量较高的黏土,固结压缩过程中存在结合水排出现象,计算渗透系数时需考虑结合水膜变薄导致粘滞系数增大进而对渗透系数产生的影响。     

考虑沉积环境影响的软土地基工程性质对比研究

为了研究软土不同沉积环境导致的工程性质的差异,选取了连盐高速公路连云港段和沪苏浙高速公路苏州段两个地区的典型软土,通过两个地区软土的总体指标和具体断面指标的分析,主要研究了软土的沉积环境、黏粒含量、矿物成分和p H值对软土工程性质的影响.研究结果表明:连云港海相软土是随着海平面的变化在碱性条件下逐渐沉积,物质主要来源于海洋沉积物,以黏粒为主,黏土矿物成分以伊蒙混层为主;与连云港海相软土不同,苏州冲湖积相软土是在中性或弱碱性条件下沉积,物质主要来源于茅山和天目山地区,以粉粒为主,黏土矿物成分以伊利石为主,含水量低于LY软土,无侧限抗压强度、灵敏度高于LY软土.     

水玻璃固化黏土矿物的试验研究

采用扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)和X线光电子能谱(XPS),对常温下不同密度水玻璃固化的蒙脱石、伊利石和高岭石试样进行测试与分析.结果表明:黏土矿物由固化前的粒状、片状结构转变为固化后的团块状的网状结构.黏土矿物固化样中出现明显的非晶态弥散峰群,未出现新的晶体;固化样衍射强度变小、晶层间距变小、颗粒变得更细小,结晶构造有序性变差,但晶体主体依然是黏土矿物的晶体.固化样中,仅1.15 g/cm3水玻璃固化的蒙脱石样的Ca-2p电子结合能减少了0.624 6 eV,其余元素的相应值未变化.水玻璃固化黏土矿物的机理是:硅酸盐离子和硅酸胶粒在黏土矿物表面如蒙脱石的晶层平面与端面存在复杂的吸附作用,形成了团粒,具有很大表面能的团粒进一步失水缩聚,形成非晶质硅酸盐凝胶和晶质黏土矿物共存的网状结构产物,限制了黏土矿物的活性,固化了黏土矿物.     

不同黏土矿物对岩石相似材料性质的影响

岩石相似材料配比中水敏材料的合理选择是开展水岩劣化作用下岩体工程大型物理模型实验研究的重要基础与前提。从研制适用于开展水岩作用相关物理模型试验相似材料的角度出发,以石英砂、重晶石粉为骨料,水泥、石膏为胶结材料,分别添加膨润土、伊利石粉、高岭土作为水敏性调节剂来制作岩石相似材料,开展了单轴压缩、直剪以及水理性试验,获得了不同配比相似材料的物理力学参数和水理性质指标,并采用单因素控制法深入分析了不同黏土矿物类型与不同掺入量对相似材料试样物理力学性质与水理性质的影响。结果表明：(1)添加黏土矿物的相似材料,其物理力学参数分布范围广,能满足岩石相似材料的需求;(2)黏土矿物的添加显著改变了试样的物理力学性质,随着其掺入量的增加,试样密度、抗压强度、弹性模量以及黏聚力整体呈下降趋势,内摩擦角呈增大趋势,其中膨润土的影响程度强于伊利石粉和高岭土;(3)含有膨润土的相似材料相对于其他黏土矿物吸水率更大,更易于发生崩解,更适合作为研究水岩相互作用的物理模型试验相似材料的水敏性添加剂。该研究成果可为研制适用于开展水岩相互作用的物理模型试验相似材料提供参考。     

基于土结构性的软土流变试验研究

对福州软土进行原状土和重塑土流变对比试验,从微观角度分析了结构性软土的流变机理,并对其次固结系数的变化作了研究.     

软土流变特性的室内试验与改进的西原模型

详尽描述了软土流变特性的室内直剪实验方法,探讨了实验中需特别注意的加载方法、试样保存以及试验数据读取等一些重要问题,通过对现有流变模型的分析及结合室内直剪蠕变试验结果,用非线性牛顿体替代线性牛顿体,从而对西原正夫模型进行了改进,并导出了改进后模型的本构方程．最后,采用本文改进模型对实验结果进行了非线性分析,获得了相应的实验拟合曲线及模型的参数值,结果表明,理论计算与实测结果吻合良好．     

基于低黏土矿物含量泥岩的膨胀力试验研究

针对某高速铁路地基中低黏土矿物泥岩进行不同初始含水率与不同干密度条件下的膨胀力试验,结果表明:规范中判定为无膨胀性的泥岩实质上是具有一定的膨胀性;在干密度不变的条件下,膨胀力随着初始含水率的增大而减小;在初始含水率不变的条件下,膨胀力随着干密度的增大而增大。并且根据试验结果拟合出适用于低黏土矿物泥岩的考虑干密度与初始含水率的膨胀力公式。     

软土非线性流变特性的试验研究及成果分析

针对广州南沙原状软土进行一系列室内试验研究,探讨了软土非线性流变变形特性.所做试验包括:不考虑预压荷载的固结试验、考虑预压荷载的固结试验、分别加荷的固结试验、不同排水条件下的三轴蠕变试验等.试验结果表明:次固结系数主要受到先期固结压力pc的影响,当ppc时,次固结系数Cα表现出不同的变化规律;经预压处理后土样的次固结系数Cα与预压力pp密切相关;同一荷载下,分级加荷的变形量大于分别加荷的变形量;排水条件和加荷速率对蠕变变形有很大的影响.     

软土流变试验的数值模拟

首先讨论了在进行软土工程数值模拟时选取软土流变本构模型的原则 ,然后根据实验室的试验数据提出了一种层叠式的流变模型 ,并利用位移反分析方法求得了土样的有关参数 .由于在进行位移反分析时 ,采用了非线性优化方法 ,为此通过目标函数随各个参数变化的影响分析来确定各设计变量的初始值 .计算实例表明 ,数值模拟的结果与试验结果相当吻合     

水平和竖向渗流情况下砾石土渗透性的对比分析

目前对土料的渗透性和抗渗性能的试验研究多采用竖向渗透仪,土料水平方向的渗透试验开展得很少.然而,土料的水平方向的渗透性一般大于竖向,因此,土体中渗流的优势方向往往是水平方向.基于不同条件下的渗透试验结果,研究水平和竖向渗流情况下砾石土料渗透性的异同,分析探讨不同试验结果的差异及其影响因素.分析结果表明,不同的砾石含量、不同反滤料密度和级配情况下,水平渗透试验测得的试样的渗透性都大于竖向渗透试验的测值.两者的差异随砾石土的砾石含量、反滤料密度和颗粒尺寸的增大而增大.     

粘质土壤的膜性能研究进展

阐述了化学渗透的概念.简要综述了实验室测定粘质土渗透效率系数σ的装置及对各类粘质土的试验结果,总结影响σ的因素.详细叙述了考虑化学渗透的复合的水渗流及溶质迁移的模型,模型预测和试验的液体流动及溶质迁移的结果,证明粘土化学渗透对环境科学和岩土工程的重要性,化学渗透能显著改变化学环境下低渗透性土壤中水的流动和溶质的迁移.综述了化学渗透的工程应用,包括作为垂直和水平围堵屏障能减少污染物质的流动,能用于稳定软弱、高活性粘土等.指出了今后的研究方向,如对粘质土的膜性能的研究还局限于研究室试验阶段,对于土工合成材料(GCL)、原状土样的膜性能的研究还不多.     

溶解性有机质对重金属在土壤中吸附和迁移的影响

溶解性有机质(DOM)是土壤中最具有活性的组分,可以与重金属发生吸附、解吸、络合等一系列作用,对重金属的迁移转化、生物有效性等产生一系列重要影响。通过实验研究溶解性有机质对重金属吸附和迁移的影响。吸附实验表明,重金属Cu、Pb、Cr、Cd在土壤中吸附能力是不同的,土壤对重金属吸附能力的大小顺序为PbCuCrCd。土柱实验表明,重金属Cu、Pb、Cd、Cr在土壤中的迁移规律相似,均为前期淋出液重金属含量较低,后期随时间的增大而增大,当达到吸附饱和后浓度趋于稳定。但不同重金属迁移速率各不相同,这与吸附实验结果相符。溶解性有机质的存在对重金属迁移的影响主要体现在迁移速率上,其穿透时间比去除有机质的情况短,有机质的存在有利于重金属离子向下迁移,但当达到饱和后对重金属迁移浓度影响不显著。     

单向与双向排水时饱和软黏土固结震陷的计算方法

 软粘土在地震时产生固结震陷可导致建筑物下沉、不均匀沉降和倾倒摧毁等破坏,因此研究软黏土固结震陷及其计算方法是防震减灾的重要课题。运用动力学等效应力原理,将震动固结问题在加荷期与卸荷期简化为常规固结问题,研究了单向与双向排水条件下,软黏土层在加荷与卸荷期间超静孔隙水压力的变化,提出一种相对简单的震陷量计算方法。利用天津市塘沽望海楼住宅区的有关资料进行了实例验算,该地区在双向排水条件下的平均震陷量为46.1cm,在单向排水条件下的震陷量为25.7cm,计算结果与该地区地震后的实测资料基本吻合,验证了该计算方法的可行性。     

基于高压密闭容器消解的土壤中有机质测定方法

在对比了多种土壤有机质测定方法的基础上,建立了基于高压密闭容器土壤有机质的外加热氧化法和微波消解法,结果表明这两种方法的测定准确可靠,相对误差均小于1.35%,相对标准偏差均小于4.79%,优于传统方法。考虑到方法的长期稳定性及操作简便性,本研究推荐微波消解法作为土壤有机质的最佳测定方法。     

无机盐和有机物对纳滤膜除砷效率的研究

采用纳滤膜(NF90,NF270,HL)低压错流过滤含砷水,研究一价、二价无机离子和溶解性天然有机物(dissolved organic matter,DOM)对纳滤膜去除水中五价砷(As(Ⅴ))的影响.研究结果表明,原水中无机盐使纳滤膜通量下降,且无机盐浓度增加,通量下降量增大.无机离子的存在导致纳滤膜除砷效率降低,但随着无机离子浓度的增加,砷的去除效率呈现出升高的趋势.天然有机物对纳滤膜除砷效率也有很大的影响,有机物能与砷缔合,且有机物在膜表面形成的凝聚层直接影响纳滤膜对砷的去除效果.     

基于不同方法的林下土壤有机质含量测定

土壤有机质含量是土壤分析的重要指标,对土壤结构、物理特征与肥力等有重要的影响,因此对土壤有机质含量的准确测定是开展土壤相关研究的前提.采用灼烧法(350、450、550、650℃4个灼烧温度与2、4、6、8、10、12 h 6个灼烧时间)和重铬酸钾容量法对取自云南昭通一高植被覆盖度的斜坡林下土壤有机质含量进行测定,结果...     

分光光度法测定土壤中有机物含量的研究与应用

研究了一种土壤有机物快速测定法一分光光度法，并与国家现行标准GB/T50123-1999中的重铬酸钾容量法（丘林法）进行了相关性实验和对比实验．两种方法的相关性曲线方程为Y=2．2642x＋2．0247，且相关指数R^2=0．9533，表明分光光度法与重铬酸钾容量法（丘林法）具有很好的相关性．分析对比实验结果，可以看出分光光度法不仅有效地解决了重铬酸钾容量法（丘林法）在检测有机物含量较高及还原性物质较多的土壤时所遇到的问题，还在试验过程中表现出操作简单快捷、污染小等特点．在上述实验的基础上利用分光光度法对河岸附近不同深度的土壤共计20个土样进行了有机物含量的测定，测定结果表明土壤有机物含量自上而下依次递减。且具有明显的递变规律．     

不同种植年限果园土壤有机质变化特征研究

选取吉县0年、1年、6年、8年、11年和19年苹果园的土壤作为供试材料,分析土壤有机质含量的变化规律.研究结果表明:不同种植年限果园土壤有机质含量变化呈正态分布,且随种植年限增加,呈先下降后上升的趋势,距树干不同距离的土壤有机质含量变化均呈现这一趋势.