高温冻土剪切力学特性试验研究

利用重塑土的直剪试验,探讨-2℃条件下青藏地区3种不同土性(粉质黏土、粉砂、细砂)冻土的直剪力学特性。结果表明:高温冻土剪切特性与土性、密度、含冰量密切相关;剪切位移-剪应力曲线在相对密实条件下呈应变软化型,而在相对松散状态下呈应变硬化型;不同密实条件下粉质黏土的内摩擦角随含冰量的增加表现为先降低后增加,而细砂的内摩擦角随含冰量的增加而增加;在相同含冰量条件下粉质黏土、细砂的内摩擦角随密度的增加而增加;粉砂在不同密实条件下内摩擦角随密度的变化规律与粉质黏土类似,但在相同含冰量条件下内摩擦角随密度的变化规律与粉质黏土、细砂相反;-2℃条件下不同土性高温冻土黏聚力随密度、含冰量变化的规律不明显。高温冻土地区的工程建设应根据土性、密度、含冰量情况合理选取抗剪强度指标。     

水泥土拉压强度变化规律

以扬州地区典型的砂土、粉土和黏土为对象,利用自制的试验装置进行水泥土抗拉强度试验,研究不同土质水泥土拉压强度变化规律,分析了影响因素,提出典型水泥土拉压强度的经验换算公式.试验结果表明:随着水泥掺入比的增加,水泥土的抗拉强度显著提高;水泥土抗拉强度随龄期变化规律与抗压强度基本一致,即随龄期增长而增大,早期砂土水泥土强度增长速率最快,其次是粉土和黏土水泥土,且砂土水泥土抗拉强度在不同阶段均显著高于粉土水泥土和黏土水泥土;砂土和粉土水泥土的最小拉压强度比值约为0.12,黏土水泥土最小拉压强度比值达0.16,远大于建筑基坑支护技术规程中的0.06,表明扬州地区水泥土拉压强度换算比值相对于规范限值可适当提高.     

天津滨海新区人工冻结粉质黏土强度特性试验研究

天津滨海新区地铁规划区域内粉质黏土分布广泛,此前缺少冻土物理力学参数的相关试验研究资料,对现场取得的大量原状土,在3种负温度下人工冻结48 h后,进行单轴抗压、抗折的室内试验研究。试验分析研究了在不同的冻结温度下人工冻土的受力变形特性,以及强度与冻结温度之间的关系,研究结果表明:在不同的冻结温度下,单轴抗压较抗折表现出很好的规律性。同时,试验的研究结果可供天津滨海新区其他软土地区的人工冻土强度取值参考。     

粉砂土抗剪强度黏粒含量效应

为分析黏粒含量对遗址土抗剪强度特性的影响规律及其形成机理,以遗址粉砂土为研究对象,用常规直剪仪开展不同黏粒含量的慢剪试验,并对部分土样进行微观试验.直剪试验结果表明,黏粒含量从0增至25％的过程中,抗剪强度显著提高,黏聚力呈两段折线型增长(拐点位于黏粒含量10％处)特征,高、低应力段的差值逐渐减小直至基本相同,而内摩擦角则随黏粒含量增加而减小;在试验干密度和黏粒含量范围内,粉砂土按照规范法拟合所得低应力段的抗剪强度大于实测值,用于土遗址稳定性等分析时偏于不安全.结合扫描电镜试验结果,认为造成土样黏聚力随黏粒含量呈折线型变化的主要原因是,当黏粒含量大于10％后,遗址土土性从"类砂土"向"类黏土"转变,受力骨架由砂颗粒向"黏粒网架"过渡.     

冻融对粉砂土力学性能影响的试验研究

为了解深季节性冻土区粉砂土在反复冻融条件下的力学性能,对不同冻融次数、压实系数、含水量、围压下粉砂土的静力特性进行了试验研究.试验结果表明:经历多次冻融后,粉砂土的应力-应变关系呈现加工硬化型,其破坏形式以塑性破坏为主;冻融作用对粉砂土极限强度和弹性模量的影响尤为明显,且经历20次冻融后,粉砂土的力学指标趋于稳定;粉砂土的极限强度与含水量呈负相关性,与围压和压实系数呈现正相关性;粉砂土的黏聚力随冻融次数的增加而降低.     

非饱和土刚性挡墙抗滑移稳定性上限分析

在以往挡墙稳定性分析中多假定墙后回填土为饱和土，忽略了吸应力效应对挡墙滑动稳定性的影响，从而导致计算结果失真. 鉴于此，在广义有效应力原理基础上，推导了适用于非饱和土的功能平衡方程，并在此基础上采用能量法提出了一种挡墙-非饱和土系统抗滑移上限稳定性系数计算方法. 通过对比OptumG2数值软件和已有理论方法的结果验证了该方法的合理性，并探讨了土体剪切强度、进气值和渗流量等主要参数对挡墙稳定性的影响. 结果表明：1）相比砂土，吸应力对黏土挡墙稳定性影响更大，而相比黏土，砂土中黏聚力变化对墙土系统稳定性更为敏感；2）随着进气值增加，吸应力对墙土系统稳定性的贡献减少，最终趋于恒定，且吸应力对于高度较低的挡墙影响更明显；3）相比无吸力情况，考虑吸力作用的稳定性系数更大，不同渗流量对墙土系统稳定性的影响大小为：蒸发>静水>入渗，且渗流量对黏土和粉土挡墙稳定性影响最大，黄土次之，砂土最小.     

三轴围压下土受冲击荷载的试验研究

对在不同速率冲击荷载下,原状粉土、粉砂土及粉质粘土在不同围压下的三轴试验进行了说明,对在一定围压下不同加载速率对土样强度特性的影响进行了研究。结果表明,对于粉土及粉砂土,在一定围压下,土样的应力-应变曲线随冲击荷载速率的增大而升高,表现为强度的增大;对粉质粘土,在一定的围压下,土样的应力应变曲线随冲击荷载速率的增大而降低,表现为强度的降低;对不同种类的土,在相同的冲击荷载速率下,土样的抗剪强度都随围压的增大而增大。     

高温效应下MgO-矿粉/粉煤灰固化土强度预测

引入活性MgO-矿粉/粉煤灰胶凝材料对黏土进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验,开展养护温度、固化剂掺量及配合比等多因素影响下固化黏土抗压强度演变规律研究,评价既有强度预测模型对于考虑温度作用的活性MgO-矿粉/粉煤灰固化黏土的适用性,根据现有试验结果提出了一种基于室内标准养护温度(约20℃)预测高温养护(以40℃和60℃为例)试样强度发展过程的方法.结果表明:高温养护不仅能有效提高试样早期强度,还可显著提高其长期强度;活性MgO-矿粉混合料固化效果明显优于活性MgO-粉煤灰,现有水泥固化黏土强度预测模型并不适用于高温作用下活性MgO-矿粉/粉煤灰固化黏土;针对高温养护试样抗压强度预测所提出的标准化处理方法被证实有效可行,40℃和60℃养护试样强度预测值与实测值拟合相关系数分别高达0.981和0.983.     

冻结粉质黏土强度特征及影响因素敏感性分析

为研究分析人工冻结粉质黏土强度的影响因素的敏感性,基于粉质黏土物理特性,选取温度、含水率、干密度和加载速率作为冻土强度的影响因素,对长春市某工地的粉质黏土进行冻土单轴抗压强度试验,得到不同影响因素条件下抗压强度随温度变化的特征曲线。基于此,通过正交实验和灰色关联分析法,得出4种影响因素在不同温度区间的敏感度排序。试验结果表明：在-21～-14℃,抗压强度随温度降低而逐渐减小的温度变化拐点为-16℃;在-20～-16℃,干密度的敏感性逐渐增大,并超过温度和含水率的敏感性;当温度介于-30～-16℃时,在人工冻结法施工中可将温度作为重点考虑的研究对象。     

采用MICP加固不同掺砂比例粉土的试验研究

针对微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)处理对象多为单一级配土体的现状，开展颗粒级配对MICP加固效果影响的试验研究.通过在粉土中掺入不同比例的标准砂来配置5种不同级配的土样.选用巴氏芽孢杆菌作为微生物，尿素和氯化钙作为胶结液来进行MICP处理.由于制样的密实程度会影响加固效果，将每种级配试样的干密度控制为5个水平.通过试验研究掺砂比例、密实水平等对加固效果的影响.结果表明：试样经过MICP处理得到了整体加固，在粉土中掺入一定比例砂土有助于提高水稳定性.掺砂比例和密实水平对CaCO₃生成量和无侧限抗压强度都有影响.在粉土中掺入适量的砂土颗粒有利于提高加固强度；但当砂土掺量过高时，对加固效果有不利影响.增加制样干密度在一定程度上有助于获得更高的强度，但加固强度并不完全取决于初始干密度或孔隙比.