干湿循环作用下长沙绕城高速公路粉质黏土的损伤特性

为得到干湿循环作用下的长沙绕城高速公路粉质黏土损伤特性,基于连续损伤力学和统计理论,对土体劣化过程进行分析。在假定土体微元强度服从正态分布的基础上将干湿循环损伤变量直接耦合至统计损伤本构模型,从而推导土体在干湿循环作用下的损伤本构方程。结合长沙绕城高速粉质黏土三轴固结不排水实验,着重分析干湿循环次数对土体微元强度的影响。研究结果表明:在干湿循环作用下,长沙绕城高速公路粉质黏土统计损伤本构模型应力-应变计算曲线与实验实测结果相吻合;拟合度均在0.95以上,土体经历1次或2次干湿循环作用后,其微元强度会有一定幅值降低,而后变化幅度较小;土体微元强度离散性受干湿循环作用影响,并随循环次数增多呈增大趋势。     

振动频率对重塑粉质黏土动力响应特性的影响

土体的动力响应具有明显的率效应,以三峡库区某滑坡饱和粉质黏土为研究对象,以动三轴试验为研究手段,分析了振动频率对粉质黏土累计变形、孔隙水压力和动模量的响应特性.结果表明:振动频率越高,累计变形达到稳定状态时所需振动次数越少,累计变形也越小,孔压增长越慢,达到稳定时孔压比越小;振动频率对动弹性模量的发展影响不大.研究成果为粉质黏土在工程设计中的应用提供了参考.     

制样方法和干湿循环对粉质黏土土-水特征曲线影响

基于压力板仪实测了粉质黏土击实试样和泥浆固结试样的脱湿土-水特征曲线(SWCC)以及泥浆固结试样在经历不同次数干湿循环后的SWCC,研究了制样方法和干湿循环对SWCC的影响;同时利用扫描电镜观测了泥浆固结试样干湿循环前后的微观结构特征.试验结果表明:泥浆固结三轴试样的SWCC位于三轴击实试样的上部;干湿循环使得试样的SWCC左移,泥浆固结试样的SWCC在经历2~3次干湿循环后趋于稳定.Van Genuchten模型能够很好地拟合不同干湿循环次数下的实测脱湿SWCC,其参数随干湿循环次数的变化规律可用指数函数进行描述.     

干湿循环次数对氯离子扩散系数的影响

研究了4种混凝土干湿循环次数与氯离子扩散系数的关系.通过测定各混凝土在盐湖卤水-干湿循环环境下的氯离子含量,应用三维扩散理论模型计算氯离子扩散系数.结果表明:各混凝土的氯离子扩散系数(Dcx)与干湿循环次数呈幂指数函数关系,Dcx值与干湿循环次数、粉煤灰和矿渣的掺量呈正相关关系;与硅灰的掺量呈负相关关系.     

干湿循环下水泥-磷石膏稳定红黏土的动力特性研究

为了解决贵州省内磷石膏大量堆积问题,考虑将磷石膏用于公路建设中,基于路基在运营过程中会受干湿循环及车辆荷载的影响,探究了干湿循环下水泥磷石膏稳定土动力特性。通过动三轴试验,以水泥质量分数为5%,SCA-2型固化剂质量分数为5%,磷石膏∶黏土=1∶1的质量比为配比,分析了干湿循环下磷石膏稳定红黏土在不同围压、频率及干湿循环次数下的动力特性。结果表明：分析Hardin-Drnevich模型和Monismith模型的缺陷,建立了新的经验动本构模型,混合料动应力-动应变和动切变模量-动应变可以用本文提出的本构模型来拟合;混合料动应力与围压、频率成正相关,随着土体经历干湿循环次数增加,动应力逐渐减小。动切变模量随着围压、频率的增加而增大,随干湿循环次数的增加而降低;影响混合料最大动切变模量的因素显著性由强到弱的顺序为干湿循环次数、围压、频率。混合料动态长期回弹模量满足《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)交通荷载等级为中等、轻、重的要求和《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011)轻交通荷载等级的要求。     

干湿循环作用下红黏土湿化特性试验研究

将取自贵州黔东南地区的红黏土制备成不同含水率试样,通过自制的试验设备对红黏土的湿化崩解特性进行定量分析,探讨不同干湿路径及多次干湿循环条件下黏性土湿化崩解的一般规律.试验证明随着干湿循环次数的增加,试样的湿化崩解程度呈递增趋势,其中先经历脱湿处理的试样湿化崩解更为明显.     

黏粒含量对粉质黏土土水特性影响的试验研究

粉质黏土分布广泛,其土水特性受黏粒含量影响显著。为揭示黏粒含量对粉质黏土土水特性的影响规律,采用离心机对不同黏粒含量粉质黏土进行脱水条件下土水特性测试试验。首先,制备六组干密度相同的不同黏粒含量粉质黏土试样,并通过密度计与筛分联合测定法获得试样颗粒级配曲线和黏粒含量。然后,通过调节离心机转速得到不同基质吸力对应的土样总质量与含水量,并基于Van-Genuchten模型拟合土样土-水特征曲线,进而分析黏粒含量对土-水特征曲线的影响。研究结果表明:(1)不同黏粒含量粉质黏土的体积含水率均随基质吸力增加逐渐减小且变化趋势基本一致:当基质吸力小于20 k Pa时,含水率接近饱和含水率,大于20 k Pa后含水率随基质吸力增加快速减小;(2)黏粒含量越高,粉质黏土持水能力越强,土体含水率越大,含水率受黏粒含量增加影响的程度呈现先增大后减小的趋势;(3)相同基质吸力条件下,黏粒含量越高,土体含水率越大,在基质吸力大于80 k Pa后不同黏粒含量土样的含水率相差越来越小;(4)残余含水率偏高,吸附的水分仍达到其饱和状态含水量的40%左右。这为进一步进行非饱和粉质黏土软基的水力特性评估提供了技术支持。     

曲靖盆地粉质黏土、黏土土动力参数的统计分析

土动力参数是土层地震反应分析中不可或缺的重要参数,且区域性特点较强.曲靖断陷盆地主要发育于晚新生代以来,上新世沉积层厚约600 m.地层主要以湖积、冲积相为主,多以薄层或透镜体形态分布.文中收集了曲靖盆地内89个场地的92组粉质黏土和107组黏土的动三轴试验数据,进行了统计分析,并通过土层地震反应分析计算,与袁晓铭的推荐值和《工程场地地震安全性评价工作规范》(DB001—94)中给出的规范值进行对比.结果表明:3种不同的土动力参数存在较大差异,对土层地震反应分析结果亦有较大的影响,随着超越概率的降低,对峰值加速度、反应谱和特征周期的影响更加明显;本文统计的土动力参数与实际值对应的土层地震反应分析结果较接近,因此本文统计的粉质黏土和黏土土动力参数在曲靖盆地具有一定的代表性和适用性,在Ⅱ、Ⅲ级工程场地地震安全性评价工作中具有一定的借鉴和参考作用.     

粉质黏土与再生混凝土接触面剪切特性试验研究

采用大型直剪仪进行粉质黏土与再生混凝土及普通混凝土的接触面剪切试验,用建筑垃圾和铁尾矿配制再生混凝土,接触面采用在粉质黏土上现浇混凝土形成,研究不同法向应力下接触面的剪切特性。试验结果表明：再生混凝土接触面的剪切位移-剪应力(w-τ)曲线与普通混凝土接触面的类似,接触面的抗剪强度与法向应力呈线性关系,在相同法向应力下再生混凝土接触面的抗剪强度大于普通混凝土接触面的抗剪强度,两种接触面的抗剪强度均小于土体自身的抗剪强度;接触面的初始剪切刚度模量随着法向应力的增加而增大,剪切刚度模量与大气压强的比值(G/Pa)和法向应力与大气压强的比值(σ/Pa)在双对数坐标系上呈线性关系。     

干湿循环下红粘土动力特性试验研究

对贵阳红粘土进行了一系列动三轴试验,分析了干湿循环下红粘土动力特性试验参数变化规律、土体动强度衰减机理和动本构关系模型。结果表明,红粘土在干湿循环和周期振动荷载作用下的动应力—动应变关系具有明显的非线性关系,表现为强硬化型。同一动应变下,先湿后干比先干后湿的动弹性模量、动剪切模量要大,动阻尼比要小。常温(25℃)下干湿循环的动弹性模量、动剪切模量比高温(105℃)下干湿循环要大,动阻尼比要小。动弹性模量、动剪切模量随循环次数增加而降低,动阻尼比随循环次数的增加逐渐增大,且第1、2次循环降低幅度比较大;第3、4、5次降低幅度比较小。试验红粘土土体的最大动阻尼比在10%～20%之间。干湿循环下红粘土动应力与动应变关系可以用双曲线来拟合。     

污染粉质黏土物理性质研究

通过室内模拟试验,从土的相对密度、液限、塑限和塑性指数4个方面,探讨了不同浓度的造纸厂污水和生活污水对土体物理性质的影响和变化规律,为污染地基土的修复设计、治理和环保提供可靠数据。     

柴油污染粉质黏土的电阻率特性及影响因素

以南京地区典型的粉质黏土为研究对象,人工配制了不同含水率、不同含油率的柴油污染土,采用Miller Soil Box对不同状态的污染土体电阻率进行了测试,建立了土体电阻率与含水率、含油率和饱和度间的相关关系.结果显示,含油率相同时,电阻率随含水率、饱和度的增大呈幂函数关系减小;含水率相同时,电阻率随含油率的增大而线性增加.引入体积含湿率来分析油水共同作用对电阻率的影响,发现饱和度相同时,电阻率随体积含湿率的增加而线性增大.采用正交分析法对电阻率的三种影响因素进行主次分析,影响大小为饱和度含水率含油率.     

根河粉质黏土单向融沉特性试验研究

为了揭示根河多年冻土试样在不同水分边界条件和融化温度条件下单向融化时的融化深度、融沉位移、融沉系数及含水率的变化规律,开展了封闭系统及开放系统下根河粉质黏土的单向融沉试验.结果表明,封闭系统下的融化深度大于开放系统下的融化深度,试样融沉位移随融化时间呈现缓慢增大、快速增大和稳定变化三个阶段,最大融沉位移随着顶板融化温度的升高而增大.封闭系统下试样的融沉系数与融化温度呈二次函数关系;开放系统下试样的融沉系数与融化温度呈指数关系.试后含水率最大值为融化界面对应的位置.     

对粉质黏土渗透性改良的试验研究

长期以来,填埋场渗滤液被认为是其周边地区地表水及地下水的潜在污染源,而且填埋场关闭以后,其渗滤液的产生要持续多年甚至数十年。因此,利用压实、掺入加固剂等不同的方法综合对土体进行改善,提出适合黏性土加固的方法,使卫生填埋场衬垫的渗透系数不大于1×10^-7cm／s以达到环保要求,具有良好的社会效益和经济效益。     

高温多雨对粉质黏土力学性质的影响

研究温度和含水量对粉质黏土的粘聚力和内摩擦角的影响,分析粉质黏土在高温多雨下力学性质的变化.现场取土样140个,采用人工控制温度和含水量分别分析了温度和含水量对粘聚力和内摩擦角的影响.研究发现,原状土伴随着含水量不断增大,粘聚力和内摩擦角不断下降,粘聚力下降幅度在50％～60％之间,内摩擦角下降幅度在15％～20％.就原状土而言,伴随着温度的增大,粘聚力和内摩擦角总体是下降5％～10％;原状土对于含水率和温度较为敏感.     

干湿循环作用下改良粉质粘土的路用性能

通过模拟雨水频繁气候地区水汽交换对公路路基的影响,利用室内力学试验研究干湿循环对张家口地区高等级公路路基改良土的影响,得到了各力学参数的变化规律,并提出采用水泥CBR影响因子来评判水泥改良土路用性能的劣化机理。水泥CBR影响因子反映的是相同水泥掺量下试样的承载强度和水泥对工程应用的贡献程度,其值越大说明试样在相同水泥掺量下的承载强度越小,对于工程应用的贡献越小。研究结果表明：水泥CBR影响因子受水泥掺量的影响较大,随着干湿循环次数的增加,水泥CBR影响因子先减小后增大;高剂量的水泥改良土可以有效地提高土样的自修复能力,在早期抵抗干湿损伤中具有积极作用,弹性模量受干湿循环影响较小。试样内部孔隙特征变化规律显示,早期干湿循环过程可增强改良土的水稳定性,经历多次干湿循环后试样内部孔隙逐渐扩大—破坏—稳定,重新达到新的结构平衡。综合考虑CBR值与无侧限抗压强度,建议在水汽交换频繁地区路基改良中以6%水泥掺量作为参考。     

粉砂土改良膨胀土的干湿循环特性实验研究

膨胀土是一种广泛分布且胀缩性明显的特殊土,其裂隙的发育及扩展受到诸多因素的影响.通过30％的粉砂土改良膨胀土进行干湿循环后的直剪实验,采用MATLAB开发的图像处理技术及定量分析裂隙的程序,研究不同含水率的改良土随干湿循环作用的抗剪强度及裂隙的发育规律.研究结果表明:前3次干湿循环作用时,黏聚力下降较迅速,裂隙发育较快...     

循环荷载下结构性黏土的动力特性试验研究

天然沉积黏土大多具有结构性,我国沿海地区广泛分布着深厚的软黏土层,沿海地区的机场、高速公路、地铁等大型交通工程都建在软黏土地基上。天然软黏土由于结构性表现出与重塑土不同的工程性状,通过开展湛江原状黏土和重塑黏土的循环三轴试验,对循环荷载作用下湛江黏土的动变形、动强度和动孔压特性进行系统性的试验研究。结果表明,结构性黏土在循环荷载作用具有脆性破坏特征,固结压力增长造成的土体结构破坏对天然黏土动力特性的影响较大,随着固结压力增大,原状黏土的动力变形特性逐渐趋于重塑土,原状土和重塑土在不同围压下的动强度曲线差异性十分明显,且结构性某种程度上抑制了原状土的动孔压发展。     

温度对季冻区粉质黏土强度及变形特性的影响

为研究温度变化对天然状态及饱和状态下粉质黏土强度以及变形的影响,以典型季冻区广泛分布的粉质黏土为研究对象,通过GDS非饱和土三轴测试系统对天然状态下非饱和土以及GDS温控式静/动三轴测试系统对饱和粉质黏土,在不同温度条件下进行三轴试验。对试验结果进行研究分析可得：非饱和以及饱和粉质黏土的应力-应变曲线均呈现出应变硬化的特性。非饱和粉质黏土的黏聚力随温度降低表现出不断增加的趋势,而内摩擦角随温度降低逐渐减小,但整体变化趋势较小。饱和土的黏聚力与非饱和土变化趋势相同,随温度的降低其黏聚力逐渐增加,但相同温度时其黏聚力小于非饱和土,其内摩擦角则呈先减小后增加的转变趋势。无竖向压力作用时,相同围压条件下,非饱和与饱和粉质黏土轴向变形量随温度降低而增加,相同温度条件下,两者的轴向变形量随围压的增加会有所减小。试验成果可为季冻区粉质黏土地层工程的设计施工提供理论依据。