防渗土料物理化学性质及分散性试验研究

为了解青海拟建的班多土石坝防渗心墙土料的分散性原因,通过碎块、双比重计、针孔、孔隙水可溶盐及交换性钠百分比等五种方法的土料分散性试验和化学试验,对土料进行了分散性鉴定.试验和分析结果表明,土样中的粘土矿物主要以伊利石为主,蒙脱石含量较少;伊利土中含有大量的钠离子,使得伊利土象钠蒙脱土一样具有强分散性;pH值较高,使得土壤颗粒之间的净势能表现为斥力,这也促使土样土样产生分散性.土样中大量钠离子的存在及其pH值较高,使土样产生分散性的最主要的原因.     

粘土分散性的判别试验

针对分散性粘土遇水分散流失的不良性质，应用碎块、针孔、双比重计、孔隙水可溶盐和交换性钠质量分数5种试验方法，研究了西安市黑河水利枢纽工程粘土心墙土料的分散性。研究认为，土料大部分属于非分散性粘土，少部分属于分散性粘土，分散性粘土的蒙脱石与伊利石的质量比值较高；在采用黑河水冲蚀针孔时，分散性粘土有表现为非分散性的趋势；大坝建成后的坝体原状土样属于非分散性粘土。结果表明：蒙脱石与伊利石的质量比值是判别粘土分散性的重要指标，水质对土的分散性具有显著影响；分散性粘土与非分散性粘土合理混合使用可降低粘土的分散性，满足工程要求。     

生土结构的土料受压及受剪性能试验研究

对我国广大农村仍在使用的生土结构房屋的主要建筑材料——生土土料的受压受剪性能进行了试验研究。取西北地区黄土、麦秸、石灰等为原材料，分别制作素土试件、不同比例的麦秸土和石灰土试件。按土工试验规程进行土样的直剪试验、轴向抗压试验。通过直剪试验、轴压试验得到了土块的破坏形态、破坏过程、荷载位移曲线及土块的受压受剪承载力；分析了影响生土结构土料性能的主要因素，得出土的种类、土中掺料、土的含水率及土体垂直压应力等因素直接影响土的抗压、抗剪性能，麦秸、石灰等掺料能够改善土料性能等结论，为生土结构的墙体抗震性能、受力性能的研究提供了参考。     

刚果(金)南部湿陷性土的分散性研究

通过野外调查,采用矿物成分、自行分散能力、碎块试验、孔隙水阳离子试验、交换钠离子百分比、经验公式及双比重计法等多种方法,从定性判别和定量分析角度,对取自刚果(金)南部地区不同矿山的湿陷性土试样进行分散性研究.结果表明,研究区域的湿陷性土虽在外观赏表现出与分散性土类似的鉴别特征;但其与分散性土在交换钠离子含量和土颗粒表面...     

非饱和弱膨胀土土−水特征曲线拟合与渗透系数模型预测

以新疆哈密地区高速铁路弱膨胀土为研究对象,采用压汞试验测定压实程度对土样微观孔隙结构的影响,采用压力板仪和滤纸法试验测定不同干密度下重塑土样的土?水特征曲线,并基于Fredlund&Xing模型对土?水特征曲线进行拟合分析,采用变水头法测量重塑土的饱和渗透系数,基于土?水特征曲线和Childs&Collis-Gerog...     

生物炭改性填埋场覆盖粉土的甲烷氧化能力试验研究

试验采用一种填埋场覆盖粉土作为土料,分别以木屑和水稻秸秆为原料热解的生物炭作为土料的改良剂,通过30天的甲烷氧化培养瓶试验研究了粉土以及两种不同生物炭改性土的甲烷氧化能力,同时研究了土样含水率对其甲烷氧化能力的影响。试验结果表明：两种生物炭均能提高粉土的甲烷氧化能力2.5倍左右。试验中所有土样在含水率在10%时几乎没有甲烷氧化能力,粉土以及两种生物炭改性土的甲烷氧化适宜含水率范围也各不相同,掺入生物炭能够增大粉土的甲烷氧化适宜含水率范围;本文运用击实曲线估计了试验中土样的水气双开敞(即水气都连通)条件的含水率范围,其结果表明：土样的水气双开敞条件含水率界限差值越大,土样的甲烷氧化适宜含水率界限差值也越大。掺入生物炭增大了粉土土样的水气双开敞条件的含水率范围,因此增大了其甲烷氧化适宜含水率范围。     

击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理

通过室内夯实水泥土桩无侧限抗压强度实验和微观结构观测,研究了击实水泥土强度随养护龄期增长的微观机理.实验结果表明:随养护龄期的增长,击实水泥土块的无侧限抗压强度增加,渐趋于一个稳定值;60d龄期强度即可作为击实水泥土的设计强度.水泥土强度随龄期增长实质上反映了水泥水化凝胶体与拌和土料中的活性物质之间的离子交换和团粒化作用,以及硬凝反应程度由弱变强,在微观结构上表现为水泥土块中水化物结晶体由絮状、纤维状结构逐渐变为菊花状结构,最终形成网格状结构;粒间孔隙由大变小,分散状的土颗粒发生团粒化,随着水化作用的持续进行,相邻团粒被网格状水化物晶体联接形成水泥土结石体,从而导致水泥土强度的提高.     

超固结比对合肥硬黏土剪胀特性的影响研究

为了定量探讨超固结比(overconsolidation ratio, OCR)对合肥硬黏土剪胀性的影响，文章对合肥地区原状硬黏土进行三轴剪胀试验，并与重塑土试验结果进行对照；制备超固结比分别为1、2、4、8的重塑土进行三轴对比试验。结果表明：OCR为2.70～4.68的原状土，其最大体积剪胀率为1.1%～3.0%,在一定范围内，OCR与最大体积剪胀率呈抛物线关系；重塑土与同深度原状土相比，最大体积剪胀率降低33.3%～36.4%,且部分土样出现先剪缩后剪胀的现象；与原状土相比，OCR越大，重塑土的剪胀性降低程度越大，重塑土样的最大体积剪胀率降低5%～51%,在一定范围内，重塑土OCR与最大体积剪胀率之间存在较强线性关系。     

酸性环境对污染土力学性质的影响

为研究水-土化学作用的物理力学效应,人工方法制备经硫酸长期浸泡后造成的3种不同pH环境下的土样试件,通过压缩变形性质、界限含水率和三轴固结不排水试验研究了不同酸性环境对污染土的力学性质和变形特性的影响.结果表明:硫酸浸泡过的土的压缩变形包括土体中孔隙水排出带来的弹性变形,还包括土体结构链接发生破坏和变位引起的塑性变形,导致其压缩量较原状土的压缩量大;pH值越低,硫酸溶液浓度越大,发生溶蚀破坏越剧烈,孔隙比越大,压缩系数越大,压缩模量越小;随着pH值的降低,扩散双电层被稀释,土的可塑性变弱,液限和塑性指数都减小;3种pH环境下土体均表现出应变硬化现象,pH=6.0时土体强度增高,而pH=4.0的土体强度低于蒸馏水浸泡过的土体;这与土壤黏粒部分所含的矿物成分密切相关;随着pH值的降低,土的有效应力路径都向左发生偏转,说明土体中的孔隙水压力的上升值和上升速度越大.     

环氧复合胶粘层的浆体冲蚀磨损性能

为了研制稀浆封层机搅拌叶片类的浆体冲蚀磨损件的高耐磨胶粘层，采用模拟工况的试验方法，对各种填料填充改性的环氧复合胶粘涂层进行了浆体冲蚀磨损性能试验，选用ZJM-20搅拌机，改装制作了试验用砂浆冲蚀磨损机。试验结果表明，环氧树脂交联固化度适中时，其耐磨性较好；填料填充量与其填充改性环氧复合胶粘层的耐磨性存在最佳加入量关系；以最佳加入量填充纳米晶铁铬合金粉和石墨环氧复合胶粘层的耐磨性最好，比无胶粘层的钢板耐磨性提高5～10倍。     

压实黄土路基中水分迁移的数值模拟

根据达西定律和质量守恒原理得到路基土中水分运动的基本方程，并以此方程作为黄土路基中水分迁移研究的理论基础。采用离心机法测定路基土的水分特征曲线，由土中水分再分布过程的原理，通过室内渗透试验得出路基土的导水参数；结合路基实测含水量来确定边界条件；应用有限元法对路基内的水分迁移规律进行数值模拟。结果表明，数值模拟结果与实测值吻合较好，能较准确地反映压实黄土路基土内的水分运动。     

闽南海相沉积土水泥土的强度特性分析

根据闽南地区海相沉积土水泥搅拌桩工程的室内配方试验成果,分析水泥土的龄期、水泥掺量、土样含水量和土样种类对水泥土无侧限抗压强度的影响.研究表明,水泥土强度与龄期有关,28 d内强度增长较快,28～60 d的强度增长速率趋缓;水泥土的强度随着水泥掺量的增大而增大,两者基本呈线性关系;随着土样含水量的增加,粉喷桩水泥土强度...     

胶联蒙脱土对水中有机优先污染物的静态吸附研究

试验采用实验室合成的胶联蒙脱土作为吸附剂，对水中六种低浓度有机优先污染物（苯、甲苯、乙苯、二氯甲烷、氯仿和四氯化碳）进行了静态吸附实验。结果表明：胶联蒙脱土对六种有机物吸附平衡时间均小于２ｈ，吸附容量远远大于蒙脱土原土，对胶联蒙脱土进行的Ｘ衍射分析、吸水试验以及加热再生试验表明，聚铝阳离子进入蒙脱土层间，使蒙脱土（００１）层间距扩大到２１１ｎｍ，胶联蒙脱土对水的亲合力较原土大幅度降低；在１５０℃下     

非饱和粗粒土基质吸力与含水率及级配关系试验研究

为了研究非饱和粗粒土基质吸力与含水率及级配之间的关系,通过控制曲率系数和不均匀系数配制5种不同级配的粗粒土土样,采用自行设计的模型装置进行降雨入渗试验,并根据试验结果绘制基质吸力与含水率关系拟合曲线,得到满足试验条件的函数关系式,从而得到土-水特征曲线方程。研究结果表明:不均匀系数越大,土样初始含水率越小,达到饱和状态时含水率越小,且土样达到饱和所需的时间越长;随着脱水过程的进行,土样不均匀系数越大,其含水率的下降速度越慢,残余含水率也越大;初始基质吸力随着土样不均匀系数增大而不断提高,同时,土样的残余基质吸力随着不均匀系数增大而增大;利用Van Genuchten模型对实测土-水特征曲线进行拟合可获得拟合参数,从而得到可应用于数值分析的土-水特征曲线方程。     

寒区路基土锅盖效应气态水迁移试验研究

锅盖效应是指土中的水汽迁移被覆盖层所阻挡,水汽在冷凝或凝华作用下在覆盖层下聚集的现象.为了研究寒区路基土的锅盖效应气态水迁移规律并分析其作用机理,利用自行研制的锅盖效应试验设备,采用取自北京大兴国际机场的粉质黏土试样进行了一系列试验,研究了温差、初始含水率和试验时间对于锅盖效应的影响.试验结果表明:土样上下边界存在温差时,水汽会向低温区迁移,使土样上部含水率增加,温差越大,土样上部水分增加量越大,且水汽越容易补充进土样;土样顶部为正温时,含水率只在覆盖层下出现最大值,土样顶部为负温时,含水率不仅在覆盖层下出现最大值,而且在冻结锋面处也会出现峰值;初始含水率较低时,土体中的水分迁移以气态水迁移为主,较高时以液态水迁移为主,初始含水率适中时,以混合态水迁移为主,气态水迁移时,试样能够从水源吸收水汽使土样总水量增加;进行了试验时间为30 d的冻结条件下的气态水迁移试验,发现试验过程中水汽不断补充进土样,土样上部水量和总水量均持续增加,试验结束后覆盖层下产生了凝华冰层,含水率接近饱和.试验结果说明锅盖效应可以造成寒区实际路基土的含水率大幅提高,使之存在工程病害隐患.     

非饱和重塑弱膨胀土微观结构及土−水特征曲线试验研究

为研究压实程度对非饱和重塑弱膨胀土孔隙结构的影响以及膨胀土孔隙结构改变对土?水特征曲线(SWCC)的影响,以新疆哈密重塑膨胀土为研究对象,借助压汞技术和热力学关系模型对不同压实程度下重塑土样的孔隙结构和孔径分布进行分析,基于毛细管原理和滤纸法试验分别得到可考虑压实程度影响的膨胀土土?水特征曲线三参数模型和F?X(Fre...     

中铬钢堆焊层冲蚀腐蚀磨损特性

本文以中铬钢为对比材料，对三种焊条堆焊层在不同介质、冲蚀角度下浆体冲蚀腐蚀磨损特性进行了研究．结果表明：新研制的堆焊ｌ＃堆焊层的浆体冲蚀腐蚀磨损抗力与中铬钢相当，并依次高于Ｄ６０８和Ａ１３２堆焊层；除Ａ１３２堆焊层外，随着介质ＰＨ值升高，其冲蚀腐蚀磨损抗力增强；当冲蚀角度为９０°时，堆焊层的浆体冲蚀腐蚀磨损抗力显著高于冲蚀角度为６０°时。     

膨润土-红黏土混合土对NaCl溶液的渗透试验研究

针对不同质量配比的膨润土-红黏土混合土压实样,开展不同浓度的NaCl溶液渗透试验;基于扩散双电层理论和土颗粒微观结构,分析溶液浓度对不同质量配比混合土渗透系数的影响机理;根据试验结果,建立混合土渗透系数与膨润土掺量(质量分数)的函数关系式。研究结果表明:混合土的渗透系数随着膨润土掺量的增加而降低,膨润土的加入明显提高了混合土的防渗和化学阻滞能力;随着溶液浓度提高,红黏土的絮凝程度增加,渗透系数降低;掺入质量分数为20%的膨润土后,随着溶液浓度提高,混合土扩散双电层被压缩,渗透系数相应增大。     

强夯与强夯置换碎石桩复合地基承载力的试验研究

在地基土层含水量较大的情况下,为了解决强夯时产生的超孔隙水压力问题,提出了加固饱和粉土、粉质粘土地基的强夯置换碎石桩法.某建设场地分别采用强夯法与强夯置换碎石桩法进行了现场对比试验研究,对强夯地基与强夯置换碎石桩复合地基分别进行了圆锥动力触探和载荷试验测试,试验结果表明,强夯碎石桩法处理效果好,桩体密实、强度高,桩间土的承载力也较直接强夯的地基承载力提高了13 kPa,强夯置换碎石桩复合地基的承载力达到208 kPa,满足了设计要求.     

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.