不同固结压力下膨胀土微观结构的演化过程研究

文章利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同固结应力下膨胀土试样进行微观成像,基于ArcGIS数字图像处理技术分析原状土、重塑土、石灰改良土在不同固结应力下的孔隙比、三维分形维数、圆形度及形状系数的演化规律。图像分析结果表明,在三维空间基于灰度值法可以较好地分析不同固结应力下土体孔隙比的变化规律;在一定固结应力范围内,随着压力的增加,土体微观结构单元体的分形维数与固结应力存在较好的线性关系;随着固结应力的增加,单元体的熵、圆形度、形状系数先增加再减小。该研究结果揭示了土体微观结构与宏观固结应力之间存在的相关关系;同时通过不同的土体试样微观结构参数演化过程,说明了石灰对膨胀土改良的效果。     

黄土湿陷性质的微观研究

本文分析研究了黄土的微观结构与其湿陷性之间的关系,通过对微观照片的分析,把土中孔隙按大小划分为4种类型,按照颗粒的徘列形式又可划分为架空孔隙、镶嵌孔隙和粒内孔隙,其中架空孔隙是造成黄土湿陷的基本原因。而不同孔径的孔隙对黄土湿陷性的影响是不同的,孔径20μm可以作为一个区分的标准,孔径大于20μm孔隙含量的增加会使湿陷性增高。     

杭州饱和软土固结过程微观结构试验研究

软土的工程特性很大程度上取决于土体内部的孔隙特征及其变化规律,为探讨软土固结过程中压缩性及其微观结构变化机理,对杭州结构性黏土进行室内固结试验,通过液氮真空冷冻干燥技术制备微观土样,借助扫描电镜试验获取微观结构图像,用计算机图像处理软件定量分析土体孔隙特征随着固结压力的变化规律,并讨论微观结构参数与土体压缩性的相关机制。结果表明:固结压力将显著改变软土的孔隙尺度、分布、排列、形态等特征,随着固结压力的增加,孔隙数先增加后减少、微小孔隙的比例增加、均一化程度提高、定向性增强、复杂程度降低;土体微观结构参数与压缩系数随着固结压力的变化规律有很好的相关性,均在固结前期显著变化,在固结后期变化趋于平缓;用土的微观结构变化解释和验证宏观试验土体的物理力学特性是可行的。     

重塑黄土高压固结变形特性试验研究

针对延安地区黄土高填方填筑体在高应力下的变形特性,进行了控制含水率和压实度的高压固结试验,研究了含水率、压实度、固结压力对重塑黄土的变形特性的影响,以及各压缩指标与含水率、压实度之间的关系。试验结果表明:(1)从减小压缩变形的角度考虑,该高填方工程填筑体的含水率应控制在大于最优含水率的2%以内;(2)在该高填方工程填筑时应注意控制压实度在93%以上,从而能在一定程度上减少填筑体的沉降量;(3)孔隙比随着固结压力的增加而呈非线性减小;(4)判别出该类黄土为中等压缩性土,减小含水率和增大压实度,均能在一定程度上提高土的抗压缩性。     

晋西超固结黄土与正常固结黄土力学分析

超固结黄土和正常固结黄土是工程中常见的两种类型土,不同固结类型的黄土其力学性能存在着明显的差异,而且黄土相比于其他类型的土来说具有明显的结构性。因此对晋西吕梁地区的超固结黄土与正常固结黄土进行原位取样,采用室内试验探究两种固结类型黄土的天然密度、含水率、压缩模量和剪切强度。研究表明超固结黄土与正常固结黄土的力学特性差异较大,通过直剪试验可知前期固结压力主要影响的是黄土的内摩擦角而非黏聚力。     

黄土微观结构研究的回顾和探讨

总结了黄土微观结构研究成果，即黄土的微观结构与其震陷性、湿陷性液化有紧密的联系，指出黄土微观结构约定量化是黄土工程性质的研究方向。     

压汞法对不同深度软土固结的微观孔隙特征研究

软土的微观孔隙特征对软土的固结特性以及渗透特性有较大的影响。压汞法是广泛应用于研究材料孔隙特征的方法,利用压汞法对不同深度的珠海原状软土在不同的固结压力下进行了微观孔隙特征测试。对比研究了软土孔隙大小分布、孔隙面积、孔隙比以及平均孔径与固结压力的关系。试验结果表明:软土在固结过程中孔隙特征的变化受原状初始物理性质的影响;软土试样随着固结压力的增大,由孔径为400 nm—2500 nm区段的孔隙逐渐发展为孔径30 nm—400 nm区段的孔隙,即固结过程中软土试样的较大孔隙逐渐转变为较小孔隙;软土试样在固结压力100 kPa200 kPa,孔隙比及平均孔径仍在减小,但速度减慢,曲线近于平缓。     

F1离子固化剂加固黄土强度及微观结构试验研究

为研究F1离子固化剂加固黄土的物理力学特性,开展了CBR试验、无侧限抗压强度试验和三轴不固结不排水试验,并基于SEM、NMR和XRD测试结果,对F1加固黄土的力学特性和微观孔隙结构进行研究.试验结果表明:F1固化剂可通过阳离子交换、破坏双电层结构和磺化油的疏水作用,减小土体塑限,增大液限、塑性指数和最大干密度,改善水敏...     

黄土结构性和先期固结压力对沉降计算的影响

在黄土结构性研究的已有成果的基础上,讨论了结构性黄土的压缩特点及先期固结压力和超固结比与沉降计算的关系,并得出先期固结压力和超固结比只对饱和黄土适用。     

湿陷性黄土微观结构分析的试样制备

通过反复试制,确定了适用于湿陷性黄土微结构分析试样浸泡的溶液材料及配比;在不扰动土体结构的前提下,经过风干、浸泡、硬化、切割、研磨、抛光及镀膜等制样工序,获得了理想的黄土微结构分析试样。利用扫描电镜对所得的黄土试样进行观察,取得了一系列清晰、准确的黄土微观图像,为进一步对黄土微观结构进行定性及定量分析,揭示黄土的微观结构特征与其湿陷性的内在关系奠定了基础。     

重塑黄土固结过程中电阻率参数变化研究

通过测试重塑黄土固结过程中不同电流频率下的横向和竖向电阻率,分析了其电阻率结构特性参数(平均结构因子、平均形状因子与各向异性系数)的变化规律,结合微结构的变化探讨了其机理。试验结果表明:重塑黄土固结过程中,竖向电阻率随着竖向压力的增加先减小,减小过程集中在初始阶段(0p≤50kPa),超过这一压力范围后,竖向电阻率呈上升趋势;横向电阻率随着竖向压力的增加先增大后减小,最后呈增大趋势;平均结构因子与平均形状因子均随竖向压力的增加先增大后减小,最终呈增大趋势;各向异性系数随竖向压力的增大先快速减小,并最终趋于稳定;各个电流频率下的电阻率参数值变化规律相似,但数值大小有异。     

强夯加固湿陷性黄土路基的瞬态动力数值模拟

用有限单元法数计算了黄土路基单点多次夯击过程,在算例中给出了邯长高速公路夯击过程中地基内各点的应力、位移变化规律,并将计算结果与强夯法施工现场的测试结果作了比较.结果表明:模拟计算较好地反映了路基土体在强夯加固过程中的物理、力学参量的变化规律.     

强夯法处理路基的加固效果

在强夯法处理湿陷性黄土路基施工中,为了及时掌握和了解强夯加固深度,并对加固效果进行正确评估,利用测振仪进行现场测振,通过对测得的振动波参数进行数值分析,获得强夯法有效加固深度计算公式,同时利用重力触探方法对强夯后路基承载力进行平行检验.结果表明,有效加固深度计算公式与经验公式有较好的一致性,采用测振仪测控强夯法处理湿陷性黄土路基加固效果是一种有效的新方法.     

固结试验及其相关问题的讨论

固结系数是岩土工程中较常采用的计算参数之一,大量的实际工程计算与监测结果表明,试验得到的固结系数偏小．为了探讨固结试验过程的内在特征,将常规固结试验仪器进行了改进,使其能够进行土样底部的孔压测定．经过100kPa,200kPa,400kPa3个不同固结压力下的固结试验,分析了试样底部的孔压上升规律与太沙基固结理论差异的原因;通过减小土样与仪器侧壁摩擦的对比试验,使上述差异得到一定的改善;又通过全自动应力路径三轴试验,分析了其他因素对固结试验的影响．     

不同固结度冻融软土动载下孔压模型试验研究

以冻结温度和融土初始固结度为影响因素,通过室内动三轴试验对地铁循环荷载作用下冻融软土的孔压发展规律进行研究.结合试验数据,建立了考虑冻结温度和融土初始固结度的影响因素的冻融土动孔压累积试验模型.研究表明,冻融作用改变土体内部颗粒联结形式和孔隙结构,导致在循环荷载作用下冻融土动孔压累积速率加快;冻结温度越低,冻融土孔压发展速率越快,且在振动后期的稳定孔压值越高;冻融土初始固结度对孔压发展有影响,初始固结度越高,孔压发展越缓慢,且稳定值越低;低温冻结和低初始固结度的耦合作用加剧了冻融土孔压的累积,使其结构进一步软化.     

不同应力路径下饱和黄土应力应变及孔压特性分析

通过GDS多应力路径试验仪,对饱和重塑黄土开展不同应力路径下的固结不排水试验。分析和探讨了常规三轴压缩、增p、减p和等p应力路径下饱和黄土的应力与应变关系和孔压特性变化规律。试验结果表明,不同固结方式所得到的应力峰值和稳定的孔隙压力明显不同。在等压固结方式下,减p、等p和增p路径所对应的应力峰值和稳定孔隙压力值依次增大;且减p、等p和增p三种路径下的应力峰值和稳定时的孔隙压力值均随初始固结应力增大;在偏压固结方式下,减p、等p和增p路径所对应的应力峰值依次减小,减p、增p路径所对应的稳定孔隙压力值大于等p路径,减p路径下的稳定孔隙压力值最大。     

原状黄土固结过程中电阻率参数变化研究

通过测试原状黄土固结过程中的电阻率,研究了固结压力和电流频率对电阻率参数的影响规律。结果表明:原状黄土固结过程中,随着压力的增大,横向电阻率增大,竖向电阻率、平均结构因子、平均形状因子和各项异性系数先减小后增大;随着电流频率的增大,平均结构因子和平均形状因子先快速下降后逐渐趋于平稳,各向异性系数先快速上升后缓慢上升;建议类似研究的电流频率范围采用50 k Hz~1 MHz为宜。     

重夯在湿陷性黄土基底处理上的应用

介绍重夯的机理及适用范围 ,并结合西安绕城高速南线工程中采用重夯法处理湿陷性黄土地基的具体实践 ,分析了重夯处理湿陷性黄土地基的对比成果 ,提出重夯可适用于高速公路涵洞、通道等小型构造物的基底处理措施。     

基于均匀化理论的一维固结问题研究

根据均匀化理论推导了张量形式的等效宏观模量和细观应变分布张量,进而推导了非均质的各向同性线弹性土体的固结方程。最后就某一典型一维固结问题对该固结方程进行了计算,其结论与用Biot固结方程、TT法（太沙基总应力法）所得结果一致,从而验证了该方法的有效性。