鄱阳湖区深厚湖相沉积软土工程特性研究

在鄱阳湖、洞庭湖、长江及黄河沿岸、澳大利亚东北海岸、东南亚和哥伦比亚波哥大等地都均大面积湖相沉积软土。该类软土具有空间变异性大、含水率高、天然孔隙率高、压缩性大、厚度变化大、强度低等特点。为了解鄱阳湖区湖相软土的岩土特性,进行了1 500多项试验,包括矿物成分、固体颗粒密度等物理试验;以及力学试验,如GDS压缩试验、十字板剪切、三轴试验和静力触探试验等。试验结果表明,鄱阳湖区软土的含水率为40.16%,湖相软土的塑限、塑性指数、孔隙比、压缩系数与含水率呈正相关,液性指数、密度、压缩模量与含水量呈负相关;湖相软土分层性特点明显,深层软土的抗剪强度甚至小于浅表部的软土抗剪强度。此外,还提出了孔隙比与压缩模量、黏聚力与内摩擦角等之间的关系。研究成果可为软土地区工程参数取值提供了依据。     

淤泥质土-砂混合软土的固结压缩试验研究

结合井睦高速公路工程中的山涧淤泥质土-砂混合软土,通过控制含砂量与含水率对该混合土做一系列固结压缩试验,目的是研究含砂量与含水率对该混合软土压缩性的影响.试验研究表明:淤泥质土-砂混合土的压缩模量与含砂量成正相关关系,与含水率成负相关关系;在界限含砂量区间(50%~70%)内,抗压缩性明显提高,压缩模量增大,压缩系数减小;增加含砂量,压缩系数随之减小,增加含水率,压缩系数逐渐增大.     

城市新鲜生活垃圾变形与强度的关联特性

为了研究新鲜生活垃圾压缩变形、抗剪强度的相关特性及其规律,参照杭州天子岭固体废弃物填埋场垃圾的主要成分,人工配制新鲜生活垃圾试样,采用大型压缩与直剪联合测定实验仪器,对新鲜生活垃圾试样进行压缩变形、强度联合测定试验,得到压缩量、孔隙比、时间与竖向压力的关系曲线.试样的初始孔隙比为2.1,试验竖向压力为25、50、100、200 kPa,每级竖向压力的作用时间分别为0、0.25、0.5、1、2、6、12、24 h.结果表明,新鲜生活垃圾的强度与垃圾压缩变形有关,随着竖向压力及压缩应变的增大而增大;城市新鲜生活垃圾的强度特性符合库仑强度理论;获得了垃圾的压缩性指标及抗剪强度参数.垃圾的压缩系数为1.4 MPa-1,压缩指数为0.372,内摩擦角在24°到31°之间,内聚力在9到23 kPa之间.     

尾矿土物理力学性质指标的相互关系

目的正确有效地确定尾矿土的抗剪强度,以保证尾矿库工程的稳定性．方法通过现场取样,然后在试验室进行土的物理及力学指标试验,研究尾粉砂、尾粉土、尾粉质黏土的含水率与孔隙比之间的关系以及含水率、孔隙比、干密度与抗剪强度指标之间的关系．结果随着含水率的增大,尾粉砂的孔隙比减小,尾粉土与尾粉质黏土的孔隙比增大;尾粉砂、尾粉土和尾粉质黏土的含水率与抗剪强度指标呈非线性关系;孔隙比、干密度与抗剪强度指标呈线性关系：随着孔隙比的增大,黏聚力与内摩擦角减小;随着干密度的增大,黏聚力与内摩擦角均增大．结论尾粉砂、尾粉土、尾粉质黏土的物理指标与抗剪强度指标之间存在相关性,在明确物理指标的情况下可以推断出相应的抗剪强度指标范围．     

不同石灰配合比对昔格达土性能的影响试验研究

针对攀西地区昔格达土结构颗粒分散、凝聚力小、抗剪强度低、遇水易膨胀软化等不利工程性质,在昔格达土中加入不同配合比的石灰,通过界限含水率试验、击实试验、三轴试验,探究对昔格达土的塑液限、最大干密度、最优含水率、抗剪强度指标的改性效果,并结合工程实际分析了该掺石灰高回填昔格达土边坡多年的使用状况。通过试验发现,随着掺灰量的增加,灰土的塑液限增大,塑限指标减小,最优含水率增大,最大干密度减小,凝聚力和内摩擦角先增加后减小。最后得出结论,石灰土抗剪强度最大值的灰土最佳配合比约为3：7。     

水泥外加剂对红黏土强度的影响

对桂林市雁山区某工地红黏土进行烘干,分别在不同水泥掺入比以及不同含水率下进行快剪试验。为找出水泥改良红黏土的最佳条件,研究了相同含水率条件下,红黏土的抗剪强度与水泥掺量的关系;相同水泥掺量条件下,红黏土抗剪强度与含水率之间的关系。试验表明,相同含水率下,水泥土的抗剪强度随水泥掺入比的增加而增大;而在相同水泥掺入比情况下,水泥土的抗剪强度随含水率的增加而减小。将试验数据进行直线拟合绘制图表分析,以此来找出较为合适的水泥掺量及含水率。结果表明,水泥掺入比在９％ ～１３％,含水率为４０％时,土的抗剪强度增加最为明显。     

高液限路基填土压缩及强度特性试验研究

在我国南方潮湿多雨地区公路工程的路基填筑过程中,高液限填土的使用非常广泛,其力学特性直接影响路基的长期稳定性。由于降雨较多,在实际工程中很难将路基填土完全压实,影响了路基的安全稳定。因此,为维护高液限填土路基的安全,深入研究高液限粘土的物理特性与工程特性,尤其是研究高液限填土路基的安全稳定,对保障路基的安全使用具有重要的现实意义。且目前针对高液限土的水稳定性、抗剪强度指标及其变化规律的研究较少,所以确定其强度的影响因素对于研究路基稳定性、边坡稳定性具有重要意义。为研究某高速公路路基高液限填土的力学性质,选取两个断面路基填土,通过击实试验获得土料的最大干密度和最优含水率,采用不同压实度控制制样干密度进行侧限压缩、回弹和三轴剪切试验,得到了路基填土的压缩和强度特性随压实度、含水率大小而变化的规律。结果表明：该路基填土为中等压缩性土料;在相同含水率下,粘聚力c、内摩擦角φ、压缩模量Es、压缩指数Cc都随压实度的增大而增大,回弹指数Cs随压实度的增大而略微增大;在相同压实度下,采用含水率大于最优含水率的土样进行试验。压缩模量Es、压缩指数Cc、回弹指数Cs都随含水率的增大而增大,粘聚力c随含水率的增大而减小,内摩擦角φ几乎无变化。     

东北五常地区淤泥质软土指标相关性分析

岩土体参数具有区域性特点,开展区域性土的物理力学参数相关性研究极具实践价值。通过对95组东北五常地区淤泥质软土物理力学指标的统计分析,得到以下结论和建议:(1)该淤泥质软土具有高含水率、高压缩性、大孔隙比和强度低的软土特性,但物理力学参数变化范围大,变异系数高,平均抗剪强度略高于沿海地区淤泥质软土;(2)天然密度、干密度与天然含水量之间呈现高度相关的对数关系;(3)天然含水率w、液限w_L、塑限w_P与塑性指数I_P、液限w_L和塑限w_P呈现高度相关线性关系;(4)孔隙比e与天然含水率w、天然密度ρ、干密度ρ_d高度相关,分别呈线性和指数关系,与颗粒比重G_s呈现显著的对数关系。(5)压缩模量E_(s1-2)和压缩系数a_(1-2)与天然含水量w、天然密度ρ、干密度ρ_d以及孔隙比e等4个指标几乎都具高度相关性,表明这些参数对土体的变形影响很大;与颗粒比重Gs中度相关,与液性指数和饱和度无相关性。抗剪强度参数与上述7个物性指标间的拟合结果却反映了无相关性。文中拟合得到了一些有价值的经验公式,以期为五常地区工程设计中淤泥质软土参数取值提供参考和依据。     

不同初始条件下高液限土的力学特性研究

通过直剪试验和无侧限抗压强度试验,研究不同含水率和压实度条件下高液限土的抗剪强度、饱和前后的无侧限抗压强度及其变化规律等。结果表明:高液限土在最优含水率和塑限附近,粘聚力下降幅度明显增大;低含水率时,在水的作用下强度急剧降低,含水率越大,饱和后强度衰减越小;低含水率、高压实度时,土体强度能完全满足路基规范要求。     

桂林地区碱污染红黏土力学效应弱化试验

为了研究碱污染对红黏土力学性质的影响,使用氢氧化钠( NaOH) 溶液对桂林雁山红黏土进行浸泡,考虑碱浓度( 0、4%、8%、12%) 和养护时间( 1、7、14 d) 双因子因素,通过室内直剪试验和固结试验,分析碱污染对桂林雁山红黏土力学性质的变化。试验结果表明: 随着碱浓度及养护时间的增加,红黏土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角减小; 浸泡后红黏土的孔隙比增大,压缩系数增大,压缩模量减小。碱-土相互作用是导致桂林地区碱污染红黏土力学效应弱化的根本原因,其相互作用导致红黏土颗粒间的胶结物被溶解后又重新生成絮状物,使其原本稳定的结构状态发生改变。     

淤泥减水后淤泥海砂混合料固化试验研究

为了研究物理力学性质接近工程要求的淤泥海砂掺合比,首先通过晾晒及掺入生石灰的方式对淤泥进行减水,找到易于破碎均匀的含水率,再按照不同质量比掺合且依据不同的试验规定进行制样,设计不同的养护龄期样品。在相对应龄期通过直剪试验、压缩试验、无侧限抗压强度试验以及渗透试验来甄选适合于工程实际的掺合比。结果表明:海砂与石灰土的掺合比为1∶2时,黏聚力基本达到峰值,内摩擦角随石灰土比重增加而减小,养护28 d后混合料接近低压缩性土,也满足对渗透要求低的工程。     

饱和度对砾质土性质影响三轴试验研究

对糯扎渡土石坝心墙砾质土料进行了不同饱和度条件下三轴不固结不排水剪切试验,对非饱和砾质土的应力应变及强度特性进行了研究。结果表明,相同围压下,试样的变形模量随着含水率增大而逐渐减小;试样的强度随着含水率的增加而减小;试样的粘聚力和内摩擦角均随含水率增加而线性减小,且粘聚力比内摩擦角减小幅度较明显。     

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明:下蜀土试样含水率在19%~28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。     

含水率对滑带土力学特性的影响研究

通过4组不同含水率千枚岩碎屑土滑带样的三轴排水剪切试验,研究了含水率对滑带土力学特性的影响。研究表明：千枚岩碎屑土滑带样三轴剪切破坏后没有明显的剪切面;应力应变曲线总体上表现为硬化型,且呈现出明显的非线性;随千枚岩碎屑土滑带样的含水率增大,其粘聚力和内摩擦角都是减小的,但敏感性有所不同。     

药剂稳定化垃圾焚烧飞灰的工程特性测试研究

对南方某药剂稳定化飞灰填埋场的钻孔试样（5个龄期、3处埋深）开展室内土工特性测试,包括颗粒级配、相对密度、水质量分数、持水量、渗透系数、压缩特性、抗剪强度等. 试验结果表明：稳定化飞灰的平均粒径为0.8~3.1 mm,接近于粗砂或细砾;不均匀系数为4.56~10.33,曲率系数为0.32~0.43,属于级配不良;相对密度为1.68~2.56;水质量分数为16.6%~46.4%,持水量为23.9%~56.7%,具有吸水性能;渗透系数为9.1×10^-5~4.5×10^-3 cm/s,随着上覆应力的增大而减小;压缩系数为1.21~1.93 MPa^-1,具有高压缩性;修正主压缩指数为0.13~0.18;内摩擦角为32.9°~34.2°,黏聚力为14.0~19.5 kPa,后者主要来源于稳定化飞灰的胶结特性;随着龄期的增长,稳定化飞灰的胶结结构逐渐弱化,导致稳定化飞灰的粒径和相对密度减小、持水量增大、渗透系数和抗剪强度降低. 对比分析稳定化飞灰的工程特性与生活垃圾的差异,对稳定化飞灰填埋场的设计、运营和管理提出了相应的工程建议.     

粉煤灰改良膨胀土抗剪强度室内试验研究

以宜昌市某公路沿线的膨胀土为原材料,采用宜昌热电厂产生的粉煤灰为外掺剂,在室内进行直接剪切试验,观察不同掺灰量对改良膨胀土的抗剪强度指标的影响规律.研究结果表明,掺粉煤灰改良膨胀土能提高膨胀土的抗剪强度,掺入粉煤灰之后,内摩擦角增大,黏聚力降低.掺粉煤灰改良膨胀土提高膨胀土的抗剪强度主要靠提高内摩擦角来实现.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的内摩擦角先增大后减小,当掺灰量达14％时,内摩擦角达到最大值.随着掺人粉煤灰量的增加,改良膨胀土的黏聚力逐渐降低,降低的趋势先快后慢.随着掺入粉煤灰量的增加,改良膨胀土的抗剪强度先增大后减小,当掺灰量达到14％时,抗剪强度达到最大值.结论为：掺灰量达14％时,改良效果最好.     

非水反应高聚物–混凝土界面单调剪切特性及本构模拟

土与结构物的界面力学性质一直都是岩土工程探究的热点,为了探究非水反应高聚物与混凝土的界面剪切特性,本文基于单调直接剪切试验研究了竖向应力、剪切速率对高聚物-混凝土界面抗剪强度和剪切模量等特性的影响。试验结果表明:在给定的竖向应力与剪切速率下,随着剪切位移的增加,高聚物-混凝土界面呈现出剪切软化的现象。剪切速率对抗剪强度以及残余强度有一定的影响,对界面剪切模量值有显著影响,随着剪切速率的增加剪切模量值不断减小,减小幅值明显,然而对高聚物-混凝土界面的粘聚力、残余粘聚力、摩擦角以及残余摩擦角影响较小;竖向应力对高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值有显著影响,并且高聚物-混凝土界面抗剪强度、残余抗剪强度以及剪切模量值随着竖向应力的增加而不断增加。同时,本文系统的公式推导描述了高聚物-混凝土界面的双曲线本构模型的构建过程,并依据相关实验结果初步验证了模型的有效性。     

均匀设计在物理模型试验相似材料配比试验中的应用

在物理模型试验中,相似材料的配制及试验对模型试验的成功与否具有重要的作用.基于均匀设计方法,以松香含量、砂∶重晶石粉、铁粉含量、石膏含量作为正交设计的4个因素,每个因素设置6个水平,设计了6组材料配比方案,进行了室内单轴压缩、劈裂和直剪试验,获得了不同配比相似材料的容重、抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比、内摩擦角和黏聚力等物理力学指标.结果表明,配制的相似材料的物理力学参数覆盖的范围较大,能够满足不同岩体性质物理模型试验对相似材料的要求;结合工程实例,基于相似材料试验结果,进行了物理模型试验的设计和相似材料配比方案的选择.