孔隙液体对透明土渗透特性影响对比试验

针对熔融石英砂与混合油、溴化钙及蔗糖等孔隙液体制配成的3种透明土试样,开展渗流液体与孔隙液体一致或者不一致两种情况下的常水头渗透试验,测得透明土材料在不同孔隙液体、粒径及相对密实度等情况下的渗透率,以及水在3种透明土试样中的渗透过程;并与福建标准砂相关试验结果进行了对比分析。进而开展透明土试样电渗可视化模型试验,初步探讨孔隙液体、渗透率等因素对电渗过程与机理的影响规律。试验结果表明,透明土试样渗透特性不仅与粒径分布、相对密实度等因素相关,而且与孔隙液体种类相关;混合油、溴化钙溶液制配成的透明土渗透率与天然砂土渗透率最为相近。     

孔隙液体对玻璃砂透明土强度特性影响研究

玻璃砂透明土由一种玻璃砂(或称熔融石英砂)和与之折射率相一致的孔隙液体制配而成的新型人工合成透明土,为岩土工程可视化模型试验方法提供技术支撑。开展混合油、溴化钙溶液、蔗糖溶液以及纯净水等不同孔隙液体所制配成的透明土的三轴固结排水(CD)试验,分析该新型透明土材料的应力–应变关系曲线、体积变形等力学特性以及推导其邓肯–张模型参数。试验结果表明,不同孔隙液体所制配成的透明土试样力学特性规律相似、数值上有所差异;由蔗糖溶液制配成的透明土强度最大、由混合油制配成的透明土强度最小、由溴化钙溶液制配成的透明土强度值与水样熔融石英砂的强度相对更接近。     

透明土中孔隙液体折射率、黏度系数与稳定性

为了探讨溶液作为制配透明土材料的可行性与稳定性,并为相关模型试验选用提供参考依据,针对二水溴化钙、焦磷酸钾、磷酸钾、六水氯化镁4种水溶型无机溶液和一种油溶型有机溶液(15号白油与正12烷混合物),系统测定折射率、黏度系数与溶液质量比之间的关系;采用目前模型试验中常用的溴化钙溶液、15号白油与正12烷混合物两种典型孔隙液体进行了孔隙液体对橡皮膜变形和抗拉强度、孔隙液体对透明土中固体颗粒材料的影响试验。试验结果表明,无机溶液折射率随质量比的增大呈线性增长,而黏度系数随着质量比的增大呈非线性增长;相同条件下溴化钙溶液和15号白油与正12烷混合物浸泡后橡皮膜长度变化率约分别为0.47%和37.81%,宽度变化率约分别为-1.09%和40.50%,抗拉强度分别降低约14.0%和89.4%;孔隙液体对熔融石英砂的影响较对无定形二氧化硅的影响要小,15号白油与正12烷混合物对固体颗粒的影响与溴化钙溶液基本相当。     

透明土与标准砂压缩变形特性对比试验研究

人工合成透明土模拟天然土体,以研究土体内部位移场和渗透场等问题的可视化模型试验方法逐渐得到相关工程技术人员的认可与应用;然而,针对不同类型人工合成透明土的压缩变形特性的研究却相对较少。基于熔融石英砂和无定形二氧化硅这两种固体颗粒材料,开展不同孔隙液体、粒径范围及相对密实度等情况下的单向压缩试验;分析不同制配方法和制配材料所制配成的透明土材料的压缩变形特性,并与福建标准砂、Toyoura砂的单向压缩试验进行对比分析。同时,针对典型透明土土体在载荷板作用下的土体内部位移场进行了简要对比分析。试验结果表明,本文试验条件下,由蔗糖溶液制配的熔融石英砂透明土压缩性相对于由混合油及溴化钙溶液制配的压缩性更接近天然砂土;熔融石英砂相对于无定型二氧化硅更适合模拟天然砂土;与福建标准砂相比,透明土材料的压缩性相对较大,且目前模型试验中常用的0.5~1.0 mm粒径制配成的透明土压缩性相对更大,值得相关研究人员重视。     

能量桩桩-土接触面力学特性室内试验研究

基于地源热泵桩埋管形式的能量桩技术逐渐在工程中得到推广应用;但是,针对冷热交换影响下能量桩的承载力特性研究相对较少,尤其针对能量桩-土接触面的摩擦力学特性研究相对更少。基于室内土工试验和南京地区3种具有代表性的典型土样,针对能量桩-黏土、能量桩-粉土和能量桩-砂土接触面的摩擦力学特性进行室内土工直剪试验;着重分析不同桩体温度和桩周土体含水率等情况下能量桩-土接触面力学特性。研究结果表明,相同含水率情况下,能量桩-黏土接触面的温度效应最明显、能量桩-粉土接触面的温度效应次之、能量桩-砂土接触面的温度效应最小;相同桩体温度情况下,桩周土体含水率的大小对能量桩-黏土接触面力学特性的影响最明显、对能量桩-砂土接触面力学特性的影响最小;相关研究成果为能量桩承载力的设计与计算提供一定的参考依据。