水土作用中铁对土体结构强度的影响

在大量实验数据的基础上,详细分析了水-土体系中铁与水溶液发生的一系列物理化学反应,深入探讨了铁的含量、存在状态对土结构强度的影响机理.并指出,实验过程中土中的总铁含量和土体结构强度随着浸泡时间呈波浪状起伏,其原因是实验环境(水溶液中离子的种类和含量、水-土体系所处的氧化还原状态等)的改变.     

水土化学作用对土体抗剪强度的影响

基于离子效应,以改良路基土体为目的,对土样、水样和粉煤灰的复合体进行室内水化学试验、土体物理力学常规试验和直剪试验,并从水化学的力学效应、水化学、指标线性回归和路基土的改良效果4个方面对土体抗剪强度的水土作用机制进行统计分析。研究结果表明:含水土体的Ca2+,HCO3-,K+和Na+等浓度对土体的原始黏结力和固有黏结力有明显的减弱效应,而NO3-和Cl-质量浓度对其影响较弱;内摩擦角随离子质量浓度的变化离散性很大;K+,Na+,Ca2+和HCO3-浓度以及总矿化度、硬度与黏结力有很好的线性相关性,然而,它们与内摩擦角的相关性较差;当粉煤灰掺入量为10%左右时,对路基土的改良有显著效应。     

水土作用的力学机理探讨

城市建设引起水化学环境变异，水化学变异通过影响土颗粒作用力变化控制土体的稳定状态，通过建立简单的立学模型，讨论了粒间作用力变化机理，并归纳总结了粒间作用力在水化学变异环境下宏表现形式。     

城市附加磁场与土体结构强度的磁效应机理

从分析城市附加磁场的六种表现形式着手，进行了初步模拟试验，揭示了土体结构强度与城市附加磁场密切相关．提出了土体结构强度磁效应的观点，即城市附加磁场通过几何磁效应、电荷磁效应和磁化学效应以及土体磁敏性元素共同作用来实现对土体性状的影响，改变土的细观结构和结构强度．     

卸荷土体的强度特征

从理论及试验两方面研究了卸荷土体抗剪强度的问题，分析了土体卸荷与加荷两种受力状态下的不同强度特征，建议以加卸荷强度路径试验曲线线为依据进行卸荷计算。     

水土作用对基坑支护结构可靠度分析的影响

对土体抗剪强度指标因水土作用产生的影响进行了研究,指出变异后的土体抗剪强度c、φ值具有概率分布和隶属函数的不确知性,并简要探讨了获取水土作用下土体抗剪强度指标的试验模拟和经验公式推导两种办法。以悬臂式基坑支护结构的两种控制性失稳模式为例,分析水土作用对失稳极限状态函数的影响。针对水土作用下的抗剪强度指标概率分布和隶属函数的不确知性,基于非概率可靠度理论,探讨了适合水土作用状况下基于区间分析的基坑支护结构非概率可靠度模型,这种模型能分析基坑支护结构的稳定性,该方法计算简便易行,并能合理地考虑基坑工程的不确定因素。     

根系特征参数对土体强度影响的试验研究

为了明确狗牙根根系对边坡土体强度的影响,沿土体深度方向向下分段测量根表面积指数(RAI)、根系横截面积比(RAR),应用张力监测计获取各分段土体吸力,运用应变控制式直剪试验获取各RAR下土体抗剪强度指标。结果显示:狗牙根根系特征参数随土层深度增大呈指数型递减,RAI与RAR正相关;土体吸力与RAI正相关,当RAI0.029时土体吸力增量几乎为零;当RAR0.022‰时土体抗剪强度指标增量接近于0,存在最优RAR=0.810‰使土体具有最高黏聚力。这说明狗牙根根系对土体强度的提高存在阈值(RAI≥0.029、RAR≥0.022‰),当RAI0.029时狗牙根根系对土体吸力的提高可以忽略,当RAR0.022‰时狗牙根根系对土体抗剪强度指标的提高也可以忽略;当RAR0.810‰时土体黏聚力降低,说明狗牙根根系对土体强度的提高是有限的。     

考虑主应力方向影响的正交各向异性土体强度

利用材料组构与应力主轴的方向关系,对椭圆型角隅函数进行修正并引入到Mohr-Coulomb准则,建立了一个适用于正交各向异性土体的三维强度准则.通过所建立的准则,推导了考虑主应力轴方向变化影响的土体峰值应力比与中主应力比关系的计算公式,获得了土体峰值内摩擦角随中主应力比及大主应力偏转角的变化特性.通过与不同沉积面角度条件下的三轴试验及空心圆柱扭剪试验结果对比表明,理论公式预测的内摩擦角与试验结果一致.     

基体含量对土体屈服强度影响的试验分析

土体的强度特性与其颗粒的矿物成分、粒度几何尺寸大小及相对含量密切相关,具有尺度效应.为探究基体的含量和增强颗粒对土体剪切屈服强度的影响,以高岭土为基体、以不同粒径的石英砂为增强颗粒,均匀混合,制备不同比例含量的人工土,进行系列直接剪切试验与三轴不固结不排水试验.针对基体含量较小的试样,结合试验分析,提出了能够解释其力学...     

中主应力对土体本构关系的影响

本文根据常规三轴试验和平面应变试验结果,对以常规三轴试验为基础的土体本构模型在平面变形问题中的适用性进行了研究.文中用双曲线模型和双屈服面弹塑性模型对两种试样的变形进行了计算比较.结果表明,两种模型用于平面问题都有误差,主要是由于两模型中所含破坏准则没有很好反映中主应力影响所致;中主应力主要通过对破坏准则的影响来影响本构关系.改进破坏准则,变形计算可得到很大改善.     

偏高岭土对水泥土强度及渗透系数的影响研究

为了研究偏高岭土的掺入对水泥土强度及渗透系数的影响,采用室内试验研究方法,通过用偏高岭土等量替换水泥制作水泥土试块,对不同偏高岭土掺量的水泥土试块在不同养护龄期下进行无侧限抗压强度试验及渗透试验,探究偏高岭土掺量和龄期对水泥土强度和渗透系数的影响。研究结果表明:一定量偏高岭土的掺入能极大地提高水泥土的强度并且减小水泥土的渗透系数,且在偏高岭土掺量为3%时达到最佳,同时表明了水泥土的渗透系数和强度具有较好的线性相关性。     

路用水泥改良铁尾矿强度特性研究

为了探讨铁尾矿大规模利用的新途径,以张家口地区铁尾矿为试验对象,通过无侧限抗压强度试验探究水泥改良铁尾矿强度特性。结果表明：水泥改良铁尾矿强度符合相关规范对二级及二级以下公路路面基层、底基层材料的强度要求;水泥改良铁尾矿强度特性与水泥土强度特性相同,其中水泥改良铁尾矿强度与水泥掺量或压实度关系可用幂函数表示,与养护龄期对数的关系可用线时性函数表示;基于试验结果提出一个反应水泥掺量和养护龄期对水泥改良铁尾矿强度影响规律的表征参数且水泥改良铁尾矿强度与表征参数近似呈幂函数关系。该表征参数可用于水泥改良铁尾矿强度预测,具有一定工程应用价值。     

城市区域水土作用与土细观结构变异的试验研究

城市区域的水土作用因城市建设引发地下水“变异”而加剧．水土作用使土结构发生变化从而影响到土强度变化．文中将土的结构划分为微观、细观与宏观结构三层次．并定义了细观结构的物理涵义．通过细观结构变异试验以及SEM、X射线衍射、CT、STM等四种测试方法运用,表明在城市常温、常压、缓慢的地下水变异环境下,细观结构是水土相互作用发生、发展的“平台”及主要场所．研究所用方法与结果可用于预测因地下水环境变异引起的土体结构变异或引起土体污染后土体性质变化的趋势,进而为建筑环境的岩土环境稳定性做出评价和预测．     

SSDI体系非线性耦合阻尼比研究

通过对土-结构动力相互作用(SSDI)体系简化计算方法的研究,提出改进的考虑基础质量与转动效应的简化计算模型,推导SSDI体系非线性耦合阻尼比计算公式,并通过对公式中每个参数的选取与修正,充分考虑土体与结构的非线性特性、基础形式与基础埋置深度以及基础平动与转动的耦合效应等因素的影响.运用SSDI体系非线性耦合阻尼比公式,对1个实例进行计算.研究结果表明:SSDI体系频率和阻尼比的计算结果与传统方法相比更加接近试验实测结果,且误差为10％～20％,证明了计算公式的有效性,这有助于完善现有抗震设计规范、提出新的抗震设计反应谱.     

水—岩(土)化学作用对岩土体抗剪强度影响研究的回顾与展望

岩土体抗剪强度对边坡稳定性有重要影响,作为边坡失稳与否的最直接评价指标,对其研究具有重要的理论和现实意义。综述了三十多年来水-岩(土)化学作用对岩土体强度影响研究的发展过程,指出目前的研究主要集中在化学溶液对岩土体力学性质及微细观结构的影响方面,但取得的认识程度较低,尤其在水-土化学作用方面。根据现阶段研究状况,提出加强对土体抗剪强度本质的研究,深入探索内摩擦角物理本质、黏土矿物黏聚力本质及其变化机理,建立具有普适性的定量计算模型。并基于水土化学反应动力学,实现土体黏聚力预测。此外,水-岩(土)化学作用是各类地质灾害发生的内在因素,有必要在岩土体抗剪强度变化本质研究的基础上,开展抗化学风化研究,减缓强度衰减速度,以减少或延缓地质灾害的发生。     

建筑群结构-土-结构相互作用的影响参数研究

采用有限元方法,建立一系列土-结构系统的三维模型,研究了地震动激励方向及频谱成分、土层剪切波速及阻尼比、基础形式及埋深、上部结构楼层数等对结构-土-结构相互作用(SSSI)规律的影响.分析结果表明,在垂直于结构物排列方向的地震动激励下,SSSI效应几乎为零;SSSI效应的大小与地震波频谱成分密切相关;剪切波速小、阻尼小、基础埋深浅,则SSSI效应明显;两边结构与目标结构的楼层数相同时,SSSI效应最明显.     

铁矿尾砂掺土对土壤几种物理性质的影响

利用铁矿尾砂掺土培养实验,测定金山店铁矿尾砂掺土对其尾矿库边坡覆土即红色石灰土几种物理性质的影响,结果表明,铁矿尾砂掺土使土壤自然容重和压实容重分别增加了4．0％～26．8％和2．6％～24．8％,但与掺砂比例并不呈线性关系．随掺砂比例增加,土壤密度增加了1．7％～20．2％,与掺砂比例呈显著的线性相关．适当的掺砂比例可以显著增加土壤孔隙度．土壤吸湿系数随掺砂比例增加下降了10％～87％,与掺砂比例呈显著的线性负相关．随掺砂比例增加,土壤最大吸水量的变化可分为稳定、急降和缓降3个阶段．综合吸湿水和最大吸水量,适当的掺砂比例可以降低土壤凋萎系数,增加有效水的含量范围,从而能提高土壤抗旱能力．总之,适当比例的铁矿尾砂掺土可以改善土壤的物理性质,调节所用土壤的水、气状况,因此铁矿尾砂的土壤利用可以作为一种铁矿尾砂资源化利用的新技术,最佳掺砂范围应在30％～40％．     

含铁炉料间高温交互作用对初渣生成行为的影响

为了考察高炉内烧结矿与块矿间的高温交互反应对其初渣生成行为的影响,本文采用试验研究结合理论计算的方法,研究烧结矿、块矿及其二者混合炉料的初渣生成行为及其初渣特性。结果表明：单种块矿或烧结矿的初渣生成温度区间宽;烧结矿与块矿间的高温交互反应能显著改善块矿的初渣生成行为,并降低其初渣黏度;铁矿石间高温交互反应程度的强弱受其化学成分、还原性能、气孔率等因素的影响。