季节冻土区粉质粘土冻胀特性试验分析

以黑龙江地区季节冻土区粉质粘土为例,通过单因素和多因素冻胀性试验研究,分析了冻胀率随含水率、冻结温度及干密度的变化规律,应用spss统计分析软件建立了冻胀率与含水率、干密度及冻结温度的多元线性回归模型。试验结果表明,粉质粘土的冻胀率与含水率、干密度及冻结温度呈较好的线性关系,高含水率、低冻结温度及大干密度会使土的冻胀性加剧;含水率对土的冻胀率影响最显著,其次是冻结温度,干密度最小;多元线性回归模型拟合度较好。     

SH固化黄土的土—水特征曲线试验

为提高黄土的强度和稳定性,采用新型高分子材料SH固化黄土,就固化黄土的击实、液塑限特性和土—水特征曲线进行试验研究。结果表明,固化黄土的最优含水率随SH掺量的增加而增大,而最大干密度则呈减小趋势;SH掺入后,黄土的液塑限、塑限指数均明显增大,但液限、塑性指数随SH掺量的增加先增后减;固化黄土的土—水特征曲线随着干密度的增大由陡变缓,干密度不变时,相同基质吸力下,SH掺量大的试样体积含水率大,固化黄土持水特性强,水稳定性高。     

崩岗区残积土抗剪强度试验研究

以江西省赣州市崩岗侵蚀区的土样为试验样本,通过对不同含水率、干密度、石灰含量、养护时间、干湿效应影响下的崩岗区残积土进行直剪试验,研究崩岗区土的抗剪强度特性,并分析崩岗侵蚀的机理。结果表明,含水率增加、干密度降低及干湿循环次数增加均会使土样的抗剪强度降低;掺入石灰能提高土样的抗剪强度,且石灰含量和土样的养护时间与土样的抗剪强度成正相关。     

含水率对工程常用土导热系数影响的试验研究

岩土的导热系数对工程施工和工程运行有较大影响,研究不同含水率条件下的导热系数变化规律对岩土的导热理论和工程实践具有重要意义。根据《土工试验规程》制备出粗砂、中砂、细砂、粉砂和粘土等5种工程常用土,试验分析了不同含水率时的导热系数变化规律,并根据试验结果得到5种土导热系数随含水率变化的拟合公式。结果表明,5种土的导热系数均随含水率的增加呈非线性增加。含水率在0~15%时,导热系数由大到小顺序依次为粗砂、中砂、细砂、粉砂和粘土;含水率超出20%时,中砂、细砂、粉砂的导热系数变化趋于平缓并呈轻微下降趋势;含水率大于25%时,粘土导热系数呈下降趋势。     

排气状态对非饱和土抗剪强度的影响

为研究排气状态对非饱和土抗剪强度的影响,以云南昆明的红粘土和粉土为试验土样,以不排气不排水和排气不排水为控制条件进行三轴剪切试验。试验结果表明,排气条件下的非饱和土强度相较不排气时有所提高,且排气状态对红粘土抗剪强度的影响程度大于对粉土的影响程度;粘聚力与饱和度的关系呈非规律性,内摩擦角随饱和度的增大而减小;排气不排水条件下,粘聚力和内摩擦角均随干密度的增大而增大。试验结果证实了排气状态对非饱和土体抗剪强度的显著影响。     

红粘土电阻率影响因素分析及其预测模型构建

电阻率法能有效反映土体物理指标和结构特性，具有高效、便捷、无损等特点。以红粘土孔隙水、含水率及孔隙率为关键因素，开展红粘土电阻率特性及其模型试验研究，考虑到电极面积对测试电阻值的影响，提出了接触电阻的修正公式，并引入结构因子反映孔隙水对红粘土电阻率的影响，建立红粘土电阻率预测模型。结果表明，接触电阻率修正公式能有效减少接触电阻的试验误差；红粘土电阻率、结构因子随着含水率的增加而减小，随着孔隙率的增加而增大，均呈现出幂函数关系；红粘土电阻率影响因素相关性为孔隙水>含水率>孔隙率；以接触电阻、孔隙水、含水率和孔隙率为变量构建的红粘土电阻率预测模型，拟合精度较高，可为评价红粘土物理指标和结构特性提供参考。     

塔里木河胡杨实现自我恢复的新方法探索

针对塔里木河下游地下水位下降造成的胡杨生长胁迫问题,采用柱状换土的方法实现胡杨自我恢复,通过粉土、砂土和粘土三种不同土质的室内竖管法毛细水上升试验,优选出毛细水上升高度高、速度快的土壤用作换土试验,由~#3粉土不同初始含水率和填筑干密度的毛细水上升对比试验,得出了适宜的换填参数。三组试验表明,各土质中粉土毛细作用最优,~#1～~#4粉土和~#7粉细砂20d平均最大上升高度分别为169.5、164.1cm,满足胡杨生长胁迫水位差129cm要求;粒度成分中0.05～0.005mm颗粒含量是决定毛细水上升高度的关键粒组,该颗粒含量越高毛细水上升高度越高;~#3粉土作为换填土,当初始含水率分别为3%、8%时,干密度分别为1.50、1.55g/cm~3的柱状土毛细水上升效果最好。     

基于渗透破坏试验的粘土临界坡降影响因素分析

为分析粘土临界坡降的影响因素,以合肥某基坑土样为例,首先开展单一粒径级土体的渗透破坏试验,分析临界坡降随干密度和均值粒径的变化规律;其次,开展多粒径混合粘性土的渗透破坏试验,讨论在干密度一定时,不均匀系数、曲率系数对临界坡降的影响。结果表明,干密度对土体临界坡降影响最为显著,均值粒径次之,临界坡降随干密度三次方的增加而线性增加,随均值粒径的增加而线性减小,随孔隙率的增大而减小;不均匀系数对土体临界坡降影响较为显著,曲率系数次之,临界坡降随不均匀系数、曲率系数的增加而线性减小。     

粘性土起动流速影响因素试验研究

由于粘性土颗粒间粘结力的作用,使得其具有较强的抗冲性和较高的起动流速,这对河势的演变造成一定的影响。为此,通过粘性土起动试验,分析了淤积固结过程中粘性土的物理参量变化情况,建立了干密度、粘粒含量(粒径)与起动流速之间的关系。结果表明,粘性土的粘聚力随含水率的增大而减小,相同含水率条件下,粘粒含量越高粘聚力越大;起动流速随干密度、粘粒含量的增大而增大,粘性土起动流速受中值粒径的影响,实质上与粘粒含量对起动流速的作用相同。在此基础上分析了粘性土起动流速影响因素,提出了起动流速经验公式。研究结果为进一步分析粘性土层对河势演变的影响奠定了基础。     

粘土心墙坝水力劈裂模型试验研究

在不考虑心墙拱效应作用情况下,研制了一套可以模拟土石坝心墙中水力劈裂现象的新型试验装置,采用预设裂缝的方法对粘土心墙料进行了不同条件下水力劈裂试验,以验证模型的可行性。结果表明,完全均质心墙中不会出现水力劈裂现象,最大干密度和最优含水率下填筑料的抗水力劈裂能力最强,采用较厚心墙对土石坝的抗水力劈裂能力有利,裂缝和水库的快速蓄水是导致心墙中产生水力劈裂的重要原因。     

排气状态对非饱和土变形特性的影响

为研究排气状态对非饱和土固相、液相和气相的分布影响,以排气状态为控制变量,通过不同饱和度、不同干密度的非饱和粘土和粉土的三轴剪切试验,分析了气相对非饱和土变形特性的影响。结果表明,试验过程中非饱和土表现出了明显的剪胀性,不同排气状态下的剪胀程度不同,且排气状态对粘土变形的影响较粉土显著。通过微观机理解释为试验过程中孔隙气压力的增大程度不同,会造成土体颗粒间不平衡力矩的差异性,从而导致剪胀程度的不同。     

一种适用于非饱和粘土强度测试的脱湿固结制样方法

非饱和粘土强度测试中采用传统的击实法制备重塑土样,其试验结果通常会由于土样分层性明显、水分分布不均而与天然粘土的强度特性出入较大,甚至会得出粘聚力随土体饱和度增加而增大的错误结论。为此,基于非饱和固结原理,通过模拟自然土体的一次脱湿固结循环过程,提出了一种适用于非饱和粘土强度测试的重塑土制样方法——脱湿固结制样法,并以三峡地区粉质粘土为例,对比分析了击实重塑样、原状土样及脱湿固结样不同饱和度下的强度测试结果。结果表明,与原状土强度相差较大的击实重塑样相比,脱湿固结样不仅在强度大小上较为接近原状土,其粘聚力随饱和度变化规律也基本相似。     

污泥干化过程中导热系数的试验研究

在对上海竹园生活污泥和绍兴印染污泥进行试验测试的基础上,得到污泥的表观导热系数与污泥含水率、温度、密度间的关系。结果表明,所研究的两种污泥在含水率低于50%时,导热系数值很低,随含水率变化缓慢,而当含水率高于50%时,污泥导热系数会随含水率的增加而迅速增大;低含水率(5.03%和12.06%)的污泥随温度的升高导热系数呈缓慢上升趋势;而含水率较高(36.70%和51.70%)的污泥,导热系数随温度的增加呈迅速增大趋势,密度小于0.4 kg/m3时导热系数随密度变化不明显,密度大于0.4 kg/m3后,导热系数随密度增加而迅速增大。     

氯离子侵蚀筑坝红土的试验研究

为探索氯离子对红土坝料的破坏机理,设计了化学加速试验,比较了全渗液中铁、铝离子浓度及土样粘粒含量的变化,并分析了土样的微观结构图。试验结果表明,氯离子与筑坝红土中起胶结作用的铁、铝氧化物发生缓慢而长期的化学反应,生成的可溶盐随渗透水流失,降低了红土中胶结物的含量,破坏了红土的结构,进而在坝体内产生了细观渗透通道,降低了土石坝的可靠性和运行寿命。     

粗粒料干密度缩尺效应规律及影响因素分析

为研究堆石坝粗粒料干密度缩尺效应规律及影响因素,总结了相似级配法、剔除法、等量替代法、混合法4种缩尺方法下的最大干密度随颗粒最大粒径的变化规律,并分析了缩尺方法(颗粒级配)、颗粒形状、压实方法、细观尺度4个因素对缩尺效应的影响。结果表明,4种缩尺方法下最大干密度均随最大粒径的增大而增大;从统计角度看,颗粒形状随着粒径增加,颗粒不规则性减小,表面光滑度增加,有利于达到密实状态;压实方法对最大干密度的影响不容忽略。     

GaAs纳米线晶格热导率温度和尺度效应及声子非弹性散射

为了深入理解砷化镓(GaAs)纳米线的微观热输运机理,采用平衡分子动力学的方法模拟其晶格热导率。基于声子态密度的频域特性和热流自相关函数的时域特性,分别研究温度、尺寸对纳米线晶格热导率的影响规律。结果表明,纳米线的热导率有明显的温度与尺度效应。随温度升高,其晶格热导率先逐渐增大后减小,300 K左右达到最大值1.6 W/(m·K);晶格热导率随长度、直径的增大均先增加后趋于稳定。砷化镓纳米线晶格热导率的温度和尺度效应均可用声子非弹性散射解释。模拟的热导率比体材料的值小一个数量级,模拟结果可为改善半导体材料的热电性能提供指导。     

掺加固化剂后放置时间对底泥固化效果的影响

以水泥、粉煤灰为主固化剂对嘉兴市连三连四荡底泥进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验,重点研究含水率为34%的土样掺加8%的固化剂后放置不同时间后再击实对固化底泥干密度和强度的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)试验进行了解释,并分析其微观结构演化特征。结果表明,底泥掺加固化剂后,随着放置时间的增长,水泥水化反应使土体颗粒形成更大的土颗粒团聚体,从而改变土的性质,导致土体结构越来越疏松,固化底泥干密度和强度总体呈降低趋势。结果可为底泥固化工程提供理论与技术指导。     

冻融作用对季节冻土区粉质粘土冻胀融沉特性的影响分析

为研究季节冻土区粉质粘土的融沉特性,利用土工冻胀试验箱、数据采集系统及温度传感器、位移传感器等组装了一套冻融试验装置,考察了不同冻结温度、干密度及开放与封闭系统条件下对融沉特性的影响。〖JP2〗结果表明,不同的顶端冻结温度下土体的冻结发展趋势相同,冻结温度愈低,冻结锋面向下发展速度愈快,冻胀稳定需要的时间愈短;融化后试样上端含水率由未冻结时的21.7%增至23.7%,下端含水率降低至19.9%;不〖JP〗同的冻结温度在土体内形成了不同的温度梯度,温度梯度愈大,冻胀量及融沉量愈大;相同试验条件下,干密度愈大,冻胀量愈大,融沉量愈小;当试验为开放系统时,冻胀量较封闭系统的冻胀量大,融沉量较封闭系统小。     

初始含水率及风化砂掺量对改良膨胀土无荷膨胀率的影响

为研究初始含水率及风化砂掺量对改良膨胀土无荷膨胀率的影响,选取湖北省宜昌市小溪塔至鸦鹊岭一级公路改建工程中的膨胀土,对其进行了不同风化砂掺量、不同初始含水率状态下的无荷膨胀率试验,分析了风化砂掺量和初始含水率对膨胀土无荷膨胀率、膨胀时程以及最终吸水量的影响。结果表明,掺风化砂对于抑制膨胀土的无荷膨胀率效果较好,且初始含水率越低,无荷膨胀率对风化砂的掺量越敏感;在相同的风化砂掺量下,无荷膨胀率随着初始含水率的增大而逐渐减小,当初始含水率超过最佳含水率而继续增加时,无荷膨胀率的降幅不明显;在同一风化砂掺量下,初始含水率越低,急速膨胀阶段的膨胀速度越快,膨胀稳定时的膨胀量越大;在同一初始含水率下,风化砂掺量越大,急速膨胀阶段的膨胀速度也越快,而膨胀稳定时的膨胀量越小;土样膨胀稳定时的终止吸水量与初始含水率密切相关,在同一风化砂掺量下,终止吸水量与初始含水率呈指数函数关系。     

不同湿度条件下伊犁黄土湿陷性与压缩量的关系

新疆伊犁河流域的黄土,不同于西北台塬地区的黄土,为了解该地区黄土湿陷性与压缩量的关系,依托新疆伊犁河流域阿克达拉水电站引水渠道工程,现场提取不同埋深的原状黄土,在室内进行了不同湿度条件下黄土的湿陷性试验,分析了不同湿度条件下湿陷性随压力变化的规律及湿陷比例与压缩比例的变化规律。结果表明,在土样湿度相同时,同一深度的土样湿陷系数随压缩模量的增大而减小;在施加相同压力条件下,压缩模量随土样湿度增大而减小,湿陷比例的大小与土的湿度变化呈负相关,而土样压缩比例随湿度增加呈正相关。