不同环境温度和含砂率对黏性土干缩开裂影响试验研究

在工程建设与自然环境中,土体因失水而产生收缩、开裂的过程受多重因素的影响,且各因素之间的相互作用关系十分复杂。其中,环境温度在土体开裂的起始与结束中,起至关重要的影响;同时,鲜见关于土体内部黏土、砂粒配比对于裂隙发育影响的研究。故本研究设置了不同环境温度、含砂率条件,展开一系列室内蒸发试验,通过记录试验过程中土体内部水分散失以及表面裂隙发育、发展情况,利用相关图形分析软件,对裂隙率、裂隙网络的几何形态进行定量分析,进而探究不同温度、含砂率对土体干缩、开裂的影响机理。研究结果表明：（1）砂粒的存在,导致土体内部的结构发生改变,部分输水通道被堵塞,从而延长了自由水的运移路径,水分蒸发速率随着含砂率的增加而降低。（2）砂粒的存在将导致土体表面提前产生开裂,此现象受含砂率的影响较小,与是否含砂有关。（3）土体内部含砂率越高,裂隙发育纵深越小,延伸长度越短,同时裂隙的宽度与含砂率呈反比。（4）相同含砂率条件下,环境温度越高,水分蒸发速率、土体表面形成的裂隙宽度越大,且在一定程度上促使表面裂隙提前产生。     

昆明呈贡石灰岩上覆红黏土干缩裂隙的温度效应

温度是影响土体干缩开裂的重要外部环境因素之一。为研究温度对红黏土干缩裂隙的影响,以昆明呈贡石灰岩上覆红黏土为对象,经风干、碾碎和筛分后,选取2 mm以下的细颗粒,用正方形钢化玻璃容器制备9个厚度为10 mm的饱和泥浆样,分成3组,每组3个平行样,利用控温烘箱分别进行30℃、50℃和70℃的干燥试验,试验过程中定时称重试样和对土样表面进行拍照,然后用PCAS软件对照片进行图像处理。结果表明：红黏土的蒸发过程可分为3个阶段,干缩裂隙的形成和发展可分为5个阶段;温度升高,干燥完成时间减短,常速率阶段的蒸发速率和蒸发量增大,最终含水率降低;初始临界含水率随温度升高而增大;随着土体含水率持续减小,表面裂隙率先缓慢增加,然后快速增大,最后趋于稳定;温度升高,裂隙交点数、裂隙条数、裂隙总长度和土块数减少,裂隙平均长度、裂隙平均宽度、表面裂隙率、土块平均面积、土块最大面积、干缩厚度和干密度增大。温度显著影响红黏土的水分蒸发过程,干缩裂隙的形成和发展,以及表面裂隙结构和形态。     

呼和浩特地区压实红黏土收缩开裂特性研究

红黏土在工程应用中易随环境温、湿度的变化产生收缩变形甚至开裂现象,从而诱发产生诸多工程问题。在工程应用中掌握红黏土的收缩与开裂性能,才能及时做出有效的防治措施。为此,以内蒙古地区典型红黏土为研究对象,在明确其击实特性的基础上,分析了红黏土在不同击实次数条件下的收缩特性并结合图像处理技术进一步阐释了压实红黏土裂缝形态的发展规律。试验结果表明:红黏土的最大干密度随着击实次数的增加呈线性增加,最佳含水率随着击实次数的增加呈线性减小的特征;红黏土失水率曲线随干燥时间呈指数规律变化,干燥初期,试样水分迅速蒸发呈线性变化,随着干燥时间的延续水分蒸发量逐渐减少,失水率曲线趋于稳定;随着击实次数的增加试样收缩率增大,收缩指标（径向线缩率、轴向线缩率以及体积收缩率）随干燥时间呈指数规律变化。红黏土收缩几何因子小于3,表明其轴向收缩大于径向收缩,红黏土收缩具有各向异性的特点;红黏土的裂缝特征参数（平均裂缝宽度、裂缝总长度、裂隙率）也随击实次数的增加而增大。试样击实次数的增加破坏了土体的黏粒结构,导致土体对结合水最大吸附能力减弱,降低了土体的持水能力,从而使土体的失水率、收缩率以及裂隙率增大。因此,在工程应用中增加击实次数以期改善红黏土的收缩与抗裂性是低效不经济的。     

降雨-蒸发条件下土体开裂临界含水率演变规律研究

为研究降雨-蒸发过程中土体裂隙发展演化规律,依托裂土边坡足尺模型试验,测量土体表层含水率,采用图像矢量化技术提取裂隙率,对土体裂隙域及基质域开裂含水率演变规律进行了研究,基于非饱和土水平应变增量本构模型推导并计算了土体基质域临界开裂基质吸力及含水率。研究结果表明,降雨-蒸发过程中土体开裂具有可重复特征,且裂隙率随降雨-蒸发次数增加总体呈增加趋势;土体裂隙域开裂含水率随降雨-蒸发次数增加而增加,基质域与之相反;基质吸力对裂隙的开裂扩展既可有抑制作用,也可产生促进作用;基于均质各向同性非饱和土应变增量本构模型计算得到的土体基质域开裂含水率范围与实测值较为接近,且该模型能较好地解释裂隙域与土体基质域开裂含水率的变化规律。     

压实黏土干燥裂隙及渗透性能研究

压实黏土干燥过程中产生的裂隙可能对渗透性能有较大影响。通过室内模拟试验研究发现,裂隙面积率、裂隙总长度和裂隙宽度随含水率减小而增大。压实黏土中裂隙可分为主裂隙和次裂隙2类,次裂隙出现前后裂隙参数的变化速率有较大差异。较宽裂隙在湿化后不能完全愈合,干湿循环过程使压实黏土产生了不可逆的变化。采用试验筒壁上涂阿尔代胶的方法可以有效模拟土样中裂隙的形成,并能较好地防止侧漏。渗透试验发现,一次干湿循环导致压实黏土的渗透系数增大将近2个数量级。湿化过程中干燥裂隙不能完全愈合及微裂隙的形成可能是导致渗透系数增大的主要原因。     

单一裂隙优势渗流对黏土层防渗性能的影响分析

垃圾填埋体不均匀沉降等容易引起压实黏土防渗层开裂,显著降低其防渗性能。将裂隙作为高渗透性的多孔介质材料,建立了含单一裂隙压实黏土层的饱和/非饱和渗流模型,数值研究了含裂隙黏土层中的优势渗流过程,对比分析了裂隙位置、深度、宽度和渗透系数对压实黏土层水分击穿时间和稳定渗漏量的影响。结果表明,含裂隙压实黏土层的渗流过程可分为3个阶段：初始阶段、击穿阶段和稳定阶段;底部裂隙对压实黏土层防渗性能的影响较小,而顶部裂隙和贯通裂隙的影响较大;水分击穿时间随裂隙深度增大而迅速缩短,为保证黏土层防渗性能,宜将裂隙深度控制在0.1倍土层厚度以内;水分击穿时间和稳定渗漏量随裂隙宽度、渗透系数的增大而分别缩短和增加,且当其达到一定值后逐渐趋于稳定;裂隙贯通后将显著降低压实黏土层的防渗性能,其稳定渗漏量随裂隙宽度和渗透系数的增大而呈线性增长。     

初始含水率对膨胀性红黏土胀缩及崩解特性的影响

为研究膨胀性红黏土胀缩及崩解特性，开展了不同初始含水率下红黏土的胀缩和崩解试验，利用视频照片与扫描电子显微镜(SEM)从细微观角度分析了产生崩解差异性的原因。本文以甘肃庆阳的某高速铁路隧道红黏土为例，以5%为含水率变化梯度，研究了3%、8%、13%、18%含水率下弱膨胀性红黏土的胀缩、崩解变化及其微观机制与分维特性。结果表明：膨胀总率与含水率呈分段函数关系，含水率在11.6%时胀缩变化最小；含水率越低其崩解时间越早且速度较快，崩解裂隙度随浸水时间具有快速增长、缓慢增长、趋于稳定的规律，3%含水率时裂隙度最高可达4.6,而最大裂隙宽度则随着浸泡时间呈现先增大后减小的趋势；低含水率下较分散的凝聚体单元和较高含量的微孔隙是导致宏观结构破裂的主要原因，孔隙分形维数与含水率成二次函数正相关关系，分形维数越低其结构破裂越快、泥化程度越高，崩解也更完全。     

双向冻结-单向融化土压缩性及水分迁移试验研究

通过室内冻融试验,研究双向冻结-单向融化作用下不同冻前含水率和干密度对青藏粉黏土压缩特性的影响及水分迁移的变化规律。试验结果表明：（1）大梯度冻融作用使低密度土压缩性减小,使高密度土压缩性增大;而小梯度冻融作用使低、高密度土的压缩性均减小;（2）随着冻前含水率的增加,大梯度冻融作用使土体压缩性增大,但变化幅度逐渐减小,小梯度冻融作用的土体压缩性变化并不明显;（3）随着冻结梯度的增加,不同干密度融土相对压缩系数均呈现先减小后增加的变化趋势,不同冻前含水率融土相对压缩系数总体呈增大趋势;（4）温度梯度冻结后,试样含水率分布从上冷端到下冷端呈增大-减小-增大的变化规律,随着冻结温度梯度的减小,试样中部含水率先增大后减小。     

黏土黏附力试验研究

座落于黏土地基上的结构物在起浮或上拔过程中将受到地基对其的抗拉阻力。黏土对结构的黏附力是地基抗拉阻力的组成部分,其值的选取对地基抗拔承载力的确定有重要的影响。为了研究黏附力的发展规律和影响因素,改进了组合测盘,将内测盘底部和外界空气相通,从而消除孔隙水压力对黏附力的影响,并采用该测盘测量黏土在不同含水率、不同拉拔速率下的黏附力。试验结果表明,黏土对基础的拉拔应力随着基础拉拔位移的增加而线性增加,达到黏附力后将迅速消失。黏附力在含水率较小时为0,当土体的含水率超过塑限后黏附力开始增加,增加到峰值后下降,最后衰减到一个稳定值。相同拉拔速率下含水率变化时黏附力的峰值随拉拔速率的增加而增加,其对应的含水率随拉拔速率的增加而降低。相同含水率下,黏附力随拉拔速率的对数呈S型曲线变化。黏附力和土体不排水抗剪强度之间的比值随含水率的增加而增加。以上研究结果为深入理解黏附力变化规律并指导工程实践提供了依据。     

剑麻纤维-聚丙烯酰胺改良客土干缩开裂试验研究

裸露岩质边坡的数量随着基础设施建设规模和数量的不断增大,客土喷播技术作为一种有效的边坡护坡绿化技术可以改善岩质边坡的表层稳定性,但多种因素造成表层土体失水开裂,影响客土喷播的修复效果。针对此问题,采用剑麻纤维和聚丙烯酰胺(PAM)对客土进行改良,开展了不同土层厚度、剑麻纤维和聚丙烯酰胺(PAM)含量条件下干缩开裂试验,研究了不同条件对土体干燥失水、表面裂隙发育的影响,采用微观扫描技术(SEM)对改良后客土的内在结构变化进行了测试。结果表明：随土层厚度增大,改良土蒸发稳定时间有所延长,且土层厚度增大能有效抑制试样表面裂隙的发育。剑麻纤维和PAM的掺入有效延长了黏土蒸发的路径,且随着纤维和PAM含量增加土体蒸发速率逐渐降低,抑制了土体表层裂隙发育。PAM的强吸水性能够降低土体的蒸发速率,纤维的“桥接作用”可以抑制裂隙的扩展,提高土体的整体性。     

矿泉水常识问答

矿泉水中的饮用天然矿泉水在地下深循环条件下形成,化学成分稳定,水源卫生,细菌学指标安全。有一定含量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体,作为一种天然饮料,是其他饮用水无法比拟的,无须医生指导,长期饮用也不会对人体产生危害。     

试论锈水净化、锈水河治理和锈水田改良

本文论述了锈水的成因及危害,探讨了锈水的净化和锈水河,锈水田的治理方法。     

我国饮用水水质评价与实际饮水习惯矛盾探讨

本文通过分析我国生活饮用水的习惯及我国目前的生活饮用水水质评价对象，对今后我国在生活饮用水方面应注意的问题及生活饮用水水质评价对象提出了建议。     

平禹一矿充水因素分析及防治水措施

本文通过对平禹一矿地质条件、水文地质条件、矿井充水因素的分析,认为煤层底板石炭系薄层灰岩和寒武系厚层灰岩岩溶水是主要充水水源;岩溶裂隙、断层、采动裂隙和封闭不良钻孔是煤层底板岩溶水充水通道。并根据所存在的问题提出针对性的防治水措施,为矿井防治水工作提供参考依据和建议。     

我国城市缺水研究

选取了全国365个城市作为研究对象,进行城市需水、供水和缺水分析,并按照六大分区统计汇总。分析结果表明:按1999年水平年研究城市总需水量为663.4亿m3,总供水量为599.9亿m3,缺水量达63.5亿m3,如果除去超采的32.2亿m3地下水,缺水量达到95.7亿m3。进一步分析认为全国667座城市缺水达到105亿m3。分析制定了缺水标准,据此,研究城市中有275座城市缺水,其中重度缺水城市达93座,并进行了缺水城市的缺水性质、缺水分布和缺水影响的分析。     

辽河流域铁岭段水质现状分析

本文依据辽河流域铁岭段的水质监测数据,对辽河流域铁岭段水质现状进行了分析评价,并对辽河铁岭段的地表水水资源保护提出了建议.     

水源地水质评价指数系统的研究

水源地水质评价指数系统吸取了国外及我国水质评价方法众家之长,在国家地表水环境质量标准的基础上,研制了一套水质分类、分级的综合指数系统.评价指数系统包括评价依据、综合指数的计算以及评价结果的水质含义和报告方法等.该指数系统计算简单,既易于公众理解,又有评价上的合理性     

廊坊市非常规水资源开发利用潜力分析

廊坊市是全国严重缺水的地区之一,水资源的短缺已成为廊坊市国民经济持续快速健康发展的“瓶颈”,为了解决水资源的供需矛盾,对廊坊市的微咸水、雨水、再生水等水资源的开发利用进行调查,对非常规水资源开发利用潜力进行分析,提出非常规水资源的开发利用措施,对缓解廊坊市水资源供需矛盾提供建设性建议。     

修武县磨台营水源地岩溶水系统分析

采用补给量评价法和水均衡评价法对磨台营水源地岩溶水的资源量进行计算,通过对比计算结果,得到磨台营水源地岩溶水处于平衡阶段,且有较大的开发潜力,在合理开发利用的前提下,可作为备用水源地.     

水资源水资源价值水资源影子价格

在探讨水资源、水资源价值和水资源影子价格内涵的基础上,认为水资源的价值实现在于水资源的可持续利用;从资源开发利用的角度,可将水资源分成资源型水资源、工程型水资源和再生型水资源三类;不同类型的水资源,其价值内涵和价格构成是不同的;水资源影子价格是水资源价值计算的基础。