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。     

水玻璃固化黄土过程中电阻率参数的试验研究

为探究电阻率法在黄土硅化加固过程中应用的可行性,对施加上部荷载的重塑黄土注射水玻璃,同步测试不同电流频率下的土体横向及竖向电阻率,结合土体结构对电阻率参数的变化进行了分析。试验结果显示:随着不断升高的电流频率,黄土电阻率先逐渐减小并最终趋于稳定,当电流频率范围为5×104~1×106Hz时,电流频率对黄土电阻率实测值影响较小;随着固化时间的增加,黄土竖向和横向电阻率先减小并最终趋于稳定,且减小趋势均集中在初始阶段(200 min前)。随固化时间的增加,平均结构因子和平均形状因子均呈现先减小后稳定的趋势。各向异性系数随固化时间的增加先快速增大并最终趋于稳定。     

电阻率法研究双液硅化加固过程中黄土的结构变化

通过连续测试双液硅化加固过程中黄土的电阻率变化。计算得到了电阻率结构特性参数的变化规律,包括土的平均结构因子、平均形状因子与各向异性系数。分析了加固过程土体结构的变化机理。试验结果表明:黄土电阻率随着电流频率的升高而逐渐减小并最终趋于稳定,当电流频率范围为50 k Hz~1 MHz时,电流频率对黄土电阻率实测值影响较小;双液硅化加固过程中,竖向和横向电阻率均随着时间的增加先减小,最终保持稳定,且减小趋势均集中在初始阶段。平均结构因子和平均形状因子均随时间的增加先减小,最终趋于稳定。各向异性系数随时间的增加先快速增大,并最终趋于稳定。     

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。     

重塑黄土的湿陷性与微观试验研究

黄土广泛分布于中国西北地区。随着人类社会的发展,越来越多的工程项目需要在黄土地区展开。黄土的特殊性质导致其具有水敏感性,这种水敏感性的典型表现便是湿陷;而黄土的湿陷与其微结构的变形过程紧密相关。以重塑黄土为研究对象,在反复湿陷试验的基础上,对不同含水量、不同湿陷次数的重塑黄土试样进行CT扫描与电镜扫描等微观试验,结合IPP图像处理软件对微观试验结果进行定性与定量分析,得到重塑黄土湿陷性与其微结构的关系。认为:(1)黄土的自重湿陷系数主要受其含水量的影响,即含水量越小,越容易湿陷;且当含水量为6%时试样具有二次湿陷性;不同含水量的试样随着湿陷次数的增加,湿陷系数逐渐减小,且经过3次湿陷后其自重湿陷系数均趋于一个稳定的值;(2)随着湿陷次数的增加,土体中大的团粒与大孔隙逐渐消失,土体密度逐渐均匀,颗粒丰度逐渐变大,孔隙颗粒面积比逐渐减小,颗粒定向角度逐渐趋于水平;(3)黄土发生湿陷的主要原因是水的浸润或溶滤作用导致其结构强度的弱化,使大的团粒逐渐崩解成小颗粒填充到孔隙中造成土体压密。     

不同固结压力作用下黄土微观结构试验研究

为研究在不同固结压力作用下,黄土微观结构的变化规律,试验通过制备黄土试样,用电镜扫描(SEM)获取各个固结程度下黄土微观结构图像并利用IPP图像处理软件对微观图像参数计算和参数分类。结果表明:随着固结压力逐渐增大,黄土试样微观结构内部骨架单元体聚合物的连接方式,由架空孔隙向镶嵌孔隙转变,结构逐渐密实,稳定性逐渐增强;在各个固结压力作用下,孔隙数量随着孔径增大而减少,孔隙面积随孔径的增大而增大,大孔隙的变化一定程度上影响了土的工程性质;固结后土体的孔隙面积在各个角度区位分布越均匀时,土体受到的扰动越大;土体受固结扰动后,微孔隙的形状没有发生较大变化,部分小、中孔隙产生变形,大孔隙逐渐被消散,向着椭圆率更小的方向发展。     

重塑黄土渗透系数的试验研究

通过不同渗透压强下的渗透试验研究了重塑黄土的渗透性。分别制取六种不同孔隙比的重塑土样和一种原状土样,进行渗透实验,渗透过程分别考虑了不同的孔隙比和不同压强对重塑黄土的渗透性的影响。结果表明:重塑黄土的渗透系数随孔隙比增大呈先增大再减小的趋势;重塑黄土的渗透系数随反压增大呈减小的趋势;加压阶段重塑黄土的渗透系数变化约为卸压阶段渗透系数变化的15倍左右;孔隙比越大渗透对土体结构影响也越大。重塑黄土的渗透性的研究,为土的阻污性及土工合成材料的渗透性的研究提供数据支持,同时为工程实践提供参考。     

黄土电阻率与其压实特性间关系试验研究

为研究黄土的电阻率与其压实特性间相互关系,首先分析了黄土的电阻率温度校正系数以及电流频率对电阻率测量值的影响,然后对不同条件下压实黄土的电阻率变化进行了一系列室内试验。研究表明:西安压实黄土实测电阻率的温度校正系数约为0.030～0.033℃-1.在2 000 Hz以下频率范围内,黄土电阻率随着交流电测试频率的升高而降低并且趋于稳定。当保持含水率一定时,随着压实度的提高,黄土的电阻率降低;当保持压实度一定时,黄土的电阻率随含水率的增加而减小。存在一个临界含水率,低于该值,压实黄土的电阻率随含水率增加迅速减小,高于该值,压实黄土的电阻率随含水率增加缓慢减小。     

重塑黄土变形特性

为了研究黄土路堤的沉降特性,基于室内一维固结试验,从流变角度分析了重塑黄土的变形特性;在此基础上,从简单的Kelvin模型入手,引入非线性应力、应变关系的割线模量,利用变参数法建立了描述重塑黄土变形特性的非线性模型,并进行了计算值与实测值的比较分析.结果表明:随着时间的增加,各应力水平下的应变逐渐趋于稳定,不会出现破坏现象,且基本呈双曲线关系;变形属非线性衰减型,且非线性程度随着应力水平的提高而增强;非线性模型中含有4个土性参数,均可由室内一维固结试验得出;计算值与实测值吻合较好,表明该模型具有较高的可靠性,为研究黄土路堤沉降特性提供了有力依据.     

Cu(Ⅱ)对重塑黄土抗剪强度和电阻率的影响

为研究Cu2+含量不同对重塑土的抗剪强度影响以及剪切过程中电阻率变化,进行了室内直剪试验。制取含量为0mg/kg、5 mg/kg、50 mg/kg、500 mg/kg、5 000 mg/kg的五种Cu2+污染重塑土,对其进行直剪试验和电阻率试验,最后处理并分析数据。结果表明:随Cu2+含量增加,电阻率减小,且电阻率浮动变小,电阻率随剪切位移增大呈减小的趋势,含量500 mg/kg时的电阻率浮动小,规律明显;Cu2+污染土剪应力随剪切位移增大不断增加,没有明显的屈服点;Cu2+含量小于5 mg/kg时,Cu2+污染土抗剪强度随Cu2+含量增加而增加,Cu2+含量大于500 mg/kg时,Cu2+污染土抗剪强度随Cu2+含量增加而减小;同一含量下的污染土在不同垂直压力下的抗剪强度与电阻率呈负相关,Cu2+含量越大抗剪强度变化对电阻率越不敏感;定义了电阻率角、初始电阻率,电阻率角反映电阻率对土体结构变化的敏感程度,初始电阻率为土体在没有垂直压力作用下时的电阻率。     

重塑黄土成样均匀性研究

为了改善重塑黄土成样的均匀性,提高成样效率和试验结果的可靠性,以宁夏同心下马关黄土为研究对象,成样方法、成样分层数和土样密度为因素,试验与统计分析相结合,研究了重塑黄土成样的均匀性。研究结果表明:成样均匀性随着成样分层数的增加而增加;同一成样分层,土样密度自上而下逐渐减小,在成样分层数较少时,顶部和底部的密度差异较大;成样均匀性与土样的密度有关,但密度的影响程度随成样分层数增大而减小;在成样分层数相同时,压样法较击样法的成样均匀性好,效率高;在成样分层数为5时,压样法可以获得很好的成样均匀性。     

多因素耦合条件下重塑黄土的强度恢复特性研究

为了探索重塑黄土的强度与时间的关系规律,以重塑黄土的含水量、干密度和龄期为因素,设计混合均匀试验方案,进行了多因素耦合条件下重塑黄土的强度恢复试验研究。应用最小二乘拟合建立了重塑黄土无侧限抗压强度与含水量、干密度、龄期的非线性回归数学模型。据此模型对宁夏下马关重塑黄土的强度恢复进行了预测,阐述了作用规律,分析了重塑黄土强度的触变恢复机理,得出了各单因素影响重塑黄土强度的重要性顺序,二因素交互作用影响的主次顺序,以及重塑黄土强度测定的合理时间节点,为宁夏处理后的黄土地基设计、施工提供理论和技术支撑。     

饱和重塑黄土液化孔压增长模型的试验研究

为研究饱和重塑黄土液化过程中的孔压增长规律,通过设定的试验方案,使用动三轴试验研究了黏粒含量、干密度、固结围压、动应力比和振动频率的影响。结果表明:黄土液化和砂土液化在液化过程中的孔压发展规律不同,黄土液化孔压增长具有特殊性;针对已有孔压模型对不同土性使用的局限性,对不同因素下黄土液化孔压增长进行归纳分析,得到考虑不同因素的孔压增长模型;最后对孔压增长模型的适用性和应用型进行了分析、验证。     

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.     

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.