小南海坝基软弱夹层沉积规律及强度参数研究简

 采用马尔可夫链方法,定量分析坝基地层沉积旋回特征,得到坝基软弱夹层的发育特点及沉积规律,并将其分为3类Ⅰ岩块岩屑型、Ⅱ岩屑夹泥型、Ⅲ1泥夹岩屑型和Ⅲ2全泥型。结果表明Ⅰ类夹层多形成于洪泛盆地沉积的厚层黏土岩中或厚层黏土岩与厚层粉砂岩的交界处;Ⅱ类夹层一般在软岩内部发育,顶底部均为岩质相对较硬的粉砂岩或砂岩;Ⅲ类夹层主要形成于黏土质粉砂岩与黏土岩薄互层的半韵律沉积中,分布较稳定。室内慢剪试验获得性状最差的泥化夹层在饱水状态下的摩擦因数为0.223,按规范用粒度成分定量指标选取的夹层强度参数明显偏低,相当于接近液限状态时室内剪切峰值强度的0.72～0.86倍,最终类比其他相似地质条件下的工程经验,提出各类软弱夹层强度参数建议值。     

气动取模机械手夹具的PLC控制

利用气动元件和PLC这两种在工业中得到广泛应用的设备作为主要部件,制作出取模机械手,并阐述了制作原理及工作过程.     

离子固化剂改性蒙脱土吸附水特性及持水模型研究

采用不同浓度离子固化剂对天然钙蒙脱土进行改性处理,开展素土与改性土在相对湿度(P/P0)0.01～0.95区间的水汽等温吸—脱附试验,通过持水速率曲线、晶层d001演化曲线及红外光谱特征峰解析蒙脱土吸附水进程中主控因素的演化规律,据此提出水合状态变化的界限相对湿度区间,在此基础上,分别从阳离子水化能和晶层表面水合能角度,建立了离子固化剂改性蒙脱土微观持水方程。试验结果表明:对于钙蒙脱土,在0P/P00.15～0.2,阳离子与水分子结合形成单层"水化壳";在0.15～0.2P/P00.45～0.5,阳离子形成2层"水化壳";当0.45～0.5P/P00.8～0.9,晶层基面进一步吸附水分子形成2层完整水化膜。在极高吸力段(ψ200 MPa),蒙脱土持水能力只受控于层间阳离子水化作用,而在中高吸力段(15 MPaψ200 MPa),晶层基面与水之间的分子作用力是影响蒙脱土表面水合能及持水性状的主要因素。在特定吸力范围内,离子固化剂通过改变相应的物化性质参数(阳离子交换量、比表面积)从而弱化蒙脱土持水能力。基于微观水合机制所构建的持水方程能够很好预测本次试验及文献报道的数据结果,不同吸力段的持水模型可量化表征离子固化剂对蒙脱土吸附水性状的调控机理。     

联合扭剪共振柱扭矩系数标定的新方法

 利用联合扭剪共振柱对6个铝质标定棒进行一系列扭剪试验,系统研究扭剪频率、输入电压及试样抗扭刚度对扭矩系数的影响。研究结果表明,因电磁动力系统设计上的固有缺陷,该类仪器的扭矩系数随扭剪频率和输入电压的增大而微弱减小,随试样抗扭刚度的增大而显著增大。分析表明,采用厂家推荐的传统标定法的某一恒定扭矩系数进行剪切模量分析时,对于抗扭刚度最大的6#标定棒,测试结果明显偏低,误差达14%;而对于刚度最小的1#标定棒,则测试结果明显偏高,误差达25%。为此,提出一种可克服系统固有缺陷的新方法,将这类共振柱扭剪试验的试验误差控制在3%以内。     

库岸滑坡黏性土与河水物理化学作用试验研究

水库水位周期性升降加剧了河水与库岸滑坡堆积物松散土体之间的水土作用,对库岸表层岩土的工程性质会产生显著影响。从水土作用的角度研究河水对库岸黏性土工程性质的影响,通过 X 射线衍射试验、 Zeta 电位试验、可交换阳离子试验、固结快剪试验、电镜扫描试验等,对滑坡黏性土与河水作用前后的组分、微结构和抗剪强度进行了对比试验。结果表明：在黏性土与河水作用过程中,由于水化作用和离子吸附作用的共同影响,土颗粒表面 Zeta 电位降低;由于土颗粒对 2 价阳离子的吸附作用,结合水膜会变薄,重塑土的微结构和抗剪强度都有一定变化,河水处理后的黏性土在直剪试验中还因土颗粒结构的变化导致剪胀效应。由此揭示水土间物理化学作用在河水淹没范围内对细粒土工程性质影响的作用机理。     

颗粒形状对砂土抗剪强度及桩端阻力影响机制试验研究

 为研究颗粒形状对砂土的力学及变形性质的影响,以3种不同颗粒形状的均粒砂及相似材料“玻璃球”为研究对象,通过光学显微镜获取颗粒数字图像,借助图形处理系统获取颗粒单元体几何参数,定义构建2种不同层次的形状描述指标(球形度、磨圆度),并通过计算机辅助程序完成颗粒形状参数的量化。通过4种颗粒材料直剪试验,获得临界摩擦角、剪胀角及峰值摩擦角等强度指标,并分析其随颗粒形状参数的变化,通过饱和试样在不同密实度、不同离心加速度下的静力触探测试来模拟不同砂土地基上的中等圆形闭口桩静压贯入过程,并探讨桩端阻力随颗粒形状的变化关系。直剪试验结果表明：在矿物组分相同的情况下,砂土临界摩擦角随颗粒的磨圆度和规则性的增加呈线性减小,剪胀性随颗粒的不规则性的增大而增大,并可通过修正的Bolton公式来量化表述形状系数对于峰值摩擦角的作用。离心试验结果表明：静力触探锥端阻力可直接用于桩端阻力(qb)的估算,具有很好的可信度,砂颗粒形状越偏离标准球状,表面棱角度越突出,桩贯入所受阻力越大,桩端承载力越高。通过理论分析,提出一种迭代计算方法,并量化分析桩端阻力(qb)、相对密度(Dr)、应力水平(?v′)和颗粒形状(?)四者的相互作用关系,该方法计算结果与试验实测数据具有良好的吻合度。     

冻融循环条件下岩体–喷层结构模型试验研究

 针对南方地区极端冰雪灾害下的边坡岩体和支护体的变形破坏现象,提出在冻融循环条件下岩体–喷层结构一体的室内模型试验方法。选取砂岩–混凝土一体化试样,置于自行研制的高低温环境试验箱中进行冻融循环条件下的模型试验。利用静态应变测试系统和光纤光栅测试技术同步采集应变数据,分析冻融循环过程中砂岩、混凝土、砂岩–混凝土胶结面的变形及原因。岩石表面应变花数据表明,当温度降至0 ℃以下时主应变增大,升温后主应变减小;混凝土表面应变花数据表明,该点处主应变随温度升高而增大,随温度降低而变小。2种测试手段均测得胶结面处应变同时受岩石和混凝土的影响,是两者共同作用的结果。据此拟合出胶结面处最大应变与冻融次数的关系表达式,归纳出岩体–喷层结构一体化在冻融循环作用条件下的冻胀损伤机制。     

离子土壤强化剂加固滑带士试验研究

离子土壤强化剂是由多种强离子化合物组合而成的水溶剂。利用离子土壤强化剂加固滑带土,其作用是使土壤中颗粒自身聚集力增强,达到提高土壤结构强度之目的。结合大沟湾滑坡滑带土的加固试验,从物理力学性能方面分析该滑带土经ISS加固后性能的改进规律。结果表明：ISS的掺入使滑带土的塑性指数和膨胀性降低,土体易于压实,孔隙体积减小,密实度提高,抗剪强度增强。     

ISS固化土工程特性试验研究

利用离子土壤固化剂加固武汉市汉阳区红粘土,红粘土首先通过不同配比ISS水溶液的处理,然后进行阿太堡试验、击实试验、剪切试验。试验结果表明：红粘土在加入ISS后,塑性指数降低,最大干密度变大,粘聚力提高;此外,在最佳含水量下,密度对固化土抗剪强度参数的影响具有一定的规律性,其抗剪强度参数与压实度（密度）呈很好的线性关系,具体表现为粘聚力随密度的增加而增加,内摩擦角随密度的增大而减小。     

离子土固化剂加固红黏土的X射线衍射试验

 红黏土不良物理性质与良好的力学特性之间的矛盾所带来的工程问题正引起学术界与工程界广泛的关注。采用离子土固化剂（ ISS ）加固武汉市汉阳区的红黏土,能够有效地改变其物理性质与力学性质。为了研究经过离子土固化剂处理前后的红黏土物相组成及黏土矿物晶面间距的变化,采用西门子 D5000 X 射线衍射仪,对红黏土在 Mg2+ 饱和、 K+ 饱和、甘油饱和及在 550 ℃ 加热条件下进行了 X 射线衍射实验。结果表明,经过离子土固化剂处理过的红黏土,其物相没有明显改变,黏土矿物晶面间距有微小变化。