氯离子在典型黏土地基中的迁移特性研究

近年来，惰性离子氯离子在典型黏土地基中的运移特性逐渐引起重视.以典型黏土地基为研究对象，采用自制的气动固结设备和渗透试验仪测试了黏土的固结和渗透特性参数，采用不同类型土柱试验测试了氯离子在黏土地基中的迁移特性参数.研究结果表明：氯离子在典型黏土地基中的分子扩散系数为8.0×10^-6～1.5×10^-5cm²/s，机械弥散系数为3.3×10^-6～6.3×10^-6cm²/s；孔隙水的流速越小，氯离子在典型黏土地基中的机械弥散系数与分子扩散系数的比值越小.研究成果可为氯离子在典型黏土地基中的迁移提供理论依据.     

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。     

折线应力路径条件下粉质黏土力学特性试验研究

为了探究先基坑开挖后坑边大吨位吊装的特殊应力路径条件下粉质黏土的变形规律、孔压变化以及强度指标，以济南市某隧道附近的粉质黏土原状土样为研究对象，采用K₀固结先侧向卸荷后轴向加荷不排水剪切试验，并在卸荷阶段选取3个不同的卸荷比，模拟先基坑开挖后坑边大吨位吊装特殊工况下的应力路径，然后进行等压固结不排水常规三轴剪切试验和K₀固结侧向卸荷不排水剪切试验，并对比3种试验结果。结果表明：先基坑开挖后坑边大吨位吊装的特殊应力路径条件下的偏应力-轴向应变试验曲线为非线性曲线，粉质黏土的破坏强度与卸荷量有关，卸荷量越大，则破坏强度越小；减围压阶段产生负孔压，轴向加压阶段孔压随着轴向应变的增加呈先增大后减小的趋势，在同一初始固结围压下，粉质黏土的卸荷比越小，则剪切时产生的最大孔压越大；先基坑开挖后坑边大吨位吊装的特殊应力路径条件下粉质黏土的卸荷比越大，则有效黏聚力越大，有效内摩擦角越小，与等压固结不排水常规三轴剪切试验相比，有效内摩擦角偏小，有效黏聚力随卸荷比的不同而偏大或偏小。     

局部振动作用下地下软黏土流动特性试验

为研究引起隧道持续沉降的原因,通过拖球试验从流体力学角度研究地下软黏土在不同含水率、不同振动频率、不同围压条件下流动特性的变化情况。试验结果表明:软黏土的流动性随着含水率和振动频率的增加而增加,随着围压的增大而减小;增加含水率对软黏土流动性的促进作用,在较低含水率时较明显,随着土样含水率的逐渐升高而变得不再显著。围压和振动频率对软黏土的流动特性有交叉影响:在高振动频率下,围压的增加对软黏土的流动特性影响不大;在高围压下,只有当振动频率超过临界值时,振动频率的增加才会影响软黏土的流动特性。     

考虑持水能力的黄泛区高液限黏土路用压实标准

黄河下游冲淤积在山东省形成了大量特殊的高液限黏土,由于沿线平原区路基填料极度匮乏,若弃之不用将造成极大损失.本文从施工期和运营期2个阶段对土体的强度和模量进行了试验探讨.黄泛区高液限黏土主要由高含量的磨圆粉粒及黏粒组成,高于最优含水率压实时,土体表现出空气体积率低、饱和度高的特点.基于滤纸试验,发现高进气值导致土体具有很强的持水性.基于不排水、不排气的三轴试验,获得了不同压实状态下土体归一化静强度和抗剪强度指标与饱和度、空气体积率的相关关系.该类土存在的最优饱和度为79%(相应空气体积率为8%).相较于土体的强度特征,黄泛区高液限黏土回弹模量受含水率的影响更敏感,含水率由20%增加至23%时,尽管路基依然保持稳定,但回弹模量的大幅衰减导致路基压缩应变增加近200%.结合我国和日本的路基压实控制标准,提出黄泛区高液限黏土的填筑含水率不应高于23%,空气体积率不高于8%(即压实度控制在90%及以上),以保证土体强度和模量的长期稳定性.     

西非法语地区水泥稳定黏土质砂工程应用研究

为了研究西非法语地区广泛分布的黏土质砂材料工程应用价值，首先对西非法语地区的典型黏土质砂进行差异性取样，测试其基本物性指标来确定土样的应用价值和取样代表性。然后，通过先后掺入无塑性砂和CEM II/B-LL42.5型水泥来制作水泥稳定黏土质砂。最后，在中欧试验和标准的基础上，进行了西非法语地区地源型粘质砂的无侧限抗压强度试验，提出了粘质砂在西非国家的应用方案。结果表明：西非法语地区土质原材料不同区域之间存在显著性差异，其中CBR试验结果变异系数高达0.343 1,本文针对性的应用探究是有意义的；结合现场施工工艺和实验室测试结果，西非法语地区水泥稳定黏土质砂中无塑性砂和水泥满足使用需求的普适性阈值分别为13.1%～15.1%和>2.5%;针对西非法语地区当地材料的力学测试方面，中国标准整体上来说要严于法国标准，可以考虑在当地应用中国规范标准进行路基施工控制。     

木质素改良红黏土的抗剪能力及动剪切特性研究

针对红黏土具有高含水率、高塑性、高孔隙比等不良工程性质，不宜直接作为路基填料这一现象，采用静三轴、动三轴试验方法研究了干湿循环下木质素改良红黏土抗剪强度指标(黏聚力和内摩擦角)及动剪切模量变化规律。结果表明，木质素可以显著提高红黏土的抗剪强度指标和动剪切模量，抗剪强度指标及动剪切模量随木质素掺量的增加先增加后减小，最佳掺量在9%～12%。木质素改良红黏土动剪模量与动应变关系可用H-D模型表示。改良土与素土最大动剪切模量与木质素掺量关系可以用三次函数表示。素土与改良土最大动剪切模量与围压关系可以用过原点的线性函数表示。经历相同次数的干湿循环，改良土抗剪强度指标及动剪切模量均较素土有明显提高，抗剪强度指标与干湿循环次数关系可以用倒数函数表示。建议在实际工程中木质素掺量为9%,养护时间为1 d。     

7种重塑黏土的一维压缩-卸荷行为

重塑黏土的一维压缩-卸荷行为是黏土最基本的力学特征。为此，开展系统的7种重塑黏土一维压缩-卸荷试验与相应物理化学性质指标及矿物成分测试，在此基础上，评价黏土压缩-卸荷行为经典预测公式的适用性。结论如下：(1)4个经典压缩指数公式预测效果均较好，其中Nagaraj公式最优。(2)7种重塑黏土孔隙比指数-有效一维固结压力关系与Burland固有压缩线经验公式几乎重合。(3)Nagaraj、Burland一维压缩曲线方程预测效果均较好，其中Burland方程更优。(4)Nagaraj、Kulhawy回弹指数公式预测效果均较好，其中Kulhawy公式更优。(5)压缩指数、回弹指数与比表面积、阳离子交换量均有很强的相关性，且与比表面积的相关性强于与阳离子交换量的相关性。(6)压缩指数与回弹指数比值最低为3.0,最高为10.2,超出了5～10的范围，且随塑性增大而降低。     

工程弃土复配及再生砖性能试验

为处理日益增多的工程弃土，研究了不同来源工程弃土及其复配土作为再生烧结砖原料的可行性，测试了工程弃土的颗粒级配、化学组成、矿物组成、液限、塑限和塑性指数，再生砖的挤出成型、干燥和烧结结果，再生砖的密度、24h吸水率、抗压和抗折强度，使用SEM观察了再生砖的微观形貌.发现仅少数几种工程弃土可直接制备再生砖，但通过合理的复配可以将工程弃土的再利用率提升至100%.复配可调整弃土的颗粒组成和矿物组成，黏土矿物含量提高，复配土的可塑性提高，越容易挤出成型，但也易在干燥中开裂.黏土矿物含量大的工程弃土在烧结时产生较多的低共熔物，导致再生砖的孔隙率减小，密度和抗压、抗折强度增大，合理的复配可提高再生砖的抗压强度，增幅可达26.7%.最后提出利用工程弃土制备再生砖的快速识别并复配的方法，通过测试工程弃土的液限和塑性指数，或者颗粒级配和黏土矿物组成，快速识别未知工程弃土制备再生砖的可行性，并计算可行的复配配方.     

静压沉桩后黏土中超孔压时空分布规律研究

为了解层状黏土在沉桩后桩周及桩端的超孔压对沉桩挤土效应的影响,采用现场原位试验和数值模拟方法,分析了桩土界面处超孔压的时空分布特征和上覆竖向有效应力随时间的变化规律,并在水力压裂理论和孔穴扩张理论的基础上引入修正剑桥模型,推导了桩周土体固结过程中桩土界面处上覆竖向有效应力和超孔压的修正计算公式。结果表明:从时间上看,在桩顶的外荷载作用下,超孔压随时间消散的同时,上覆竖向有效应力逐渐增大；成桩后30.d超孔压基本消散完毕,上覆竖向有效应力不再增长,地基土处于休止期。从空间上看,超孔压随桩埋深的增大而增大,在渗透性差的黏土层增长较快；不同荷载条件下,距桩心的水平距离和桩端的竖向距离越小,超孔压越大；靠近桩端和桩心的超孔压最大值与桩顶荷载大小呈负相关关系。