宁波地区典型淤泥质粘土工程特性

总结宁波地区120个软土地基工程的试验成果,采用数理统计和室内土工试验方法,系统分析研究了宁波地区典型淤泥质粘土的物理力学指标特征、各指标间的相互关系以及固结主要参数,并与我国其他地区软土相关工程特性进行比较,揭示了宁波地区典型软粘土工程特性,即:天然含水率与孔隙比、重度与孔隙比、液限与塑性比相关性非常好;建立的宁波地区软土经验公式不同于其他软土地区。此外,结构性对该地区软土工程性状影响较大,固结系数和次固结系数都受其影响,且影响程度异于其他地区。      

沧州北部地区软土物理力学指标相关性分析研究

沧州北部地区存在一层典型的滨海相沉积类型软土,其在青县西北部、大城县东南部分布稳定而广泛,工程地质条件较差。为了更好地研究该地区软土的物理力学指标,分析各指标间的相关性,结合区域内近50个钻孔及土工试验资料,系统分析了沧州北部地区软土的工程地质性质,阐述了区内软土的分布及特性等;并利用数理统计学方法,较为客观地对区内软土物理力学指标间的相关性进行了分析与探讨,给出了各指标间的最优拟合曲线。研究结果:沧州北部地区软土多属于高液限淤泥质粘土,具有含水率高、孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低等特点;区内软土含水率与孔隙比及含水率、孔隙比与压缩系数间存在正相关的特性,大致符合多项式回归曲线形式。     

苏州软弱敏感层的土体微观结构定量分析

本文结合苏州城市地质调查工作,综合考虑沉积时代、成因类型、沉积环境及土性特征等要素,对东部堆积平原区进行了工程地质层组划分,并对城市地质体的关键持力层组和软弱敏感层进行了判识。采用自由活塞薄壁取样器和冷冻掰断-黏贴法,制作了用于微观结构分析的土样。基于扫描电镜图像的处理分析,对苏州软弱敏感层的软土微观尺度结构特征进行了对比研究,得到了原状土天然状态下的微观结构类型,颗粒排列的定向特征,颗粒偏心度,定向概率熵等量化指标。研究表明:苏州软弱敏感层的颗粒长轴与水平x轴的夹角分布区间较为集中,土体的各向异性程度相对较低; 滨浅海相沉积环境以及晚第四纪以来海侵、海退的水动力作用导致⑦层软土的定向概率熵和颗粒偏心度在(0.6,1.0)区间内的分布概率值较高。上述工作为深入理解其基本工程性质,建立土体沉积环境、微观结构与宏观工程特性的联系提供了重要的试验依据。     

动荷载作用下结构性软土微结构变化的分形研究

为探讨天津滨海新区典型结构性软土的动力特性,采用动三轴试验和压汞试验,对交通荷载作用下结构性软土微观结构变化进行了研究。取原状土和动荷载作用后的土样进行压汞测试,用分形理论对压汞测试数据进行分析,探讨孔隙分布特征,提出孔径划分的方法,给出了卓越频率与土体孔隙变化的规律。研究结果表明：在动荷载作用后,天津滨海新区典型软土的孔隙分布发生改变,可分为3种类型;利用Menger海绵模型研究交通荷载作用下结构性软土的孔隙分布特性是可行的;用孔隙分维数可实现对卓越频率的预测以及路基土体变形行为的机制分析。     

衡水湖地区湿地湖泊相黏土工程地质特性研究

为了揭示湿地湖泊相黏土的工程地质特性,以衡水湖地区的湿地湖泊相黏土为研究对象,分别对湿地湖泊相黏土的沉积环境、沉积历史、分布特征及地层结构进行讨论,并将由室内和现场试验得到的物理力学指标、颗粒分布、矿物组成和微观结构特征等结果同其他地区的软土进行对比分析。结果表明:湿地湖泊相黏土的物理指标接近或达到软土标准,但力学指标好于软土。由于湿地湖泊相黏土具有明显的结构性,当应力水平超过土的结构屈服应力后,土体的强度和变形会发生突变。湿地湖泊相黏土的胶粒含量达到39%,明显高于其他软土,同时磁铁矿含量较高,易形成氧化铁胶结物,增强土体的胶结特性,形成更为稳定的结构骨架。研究可知湿地湖泊相黏土物理指标与力学指标不匹配的问题,主要是由于其特殊的矿物组成和结构形式导致的。土颗粒形态、颗粒接触方式与微观结构形式的不同,是湿地湖泊相黏土与其他软土工程性质差异的主要原因。     

软土地基电渗固结理论分析与数值模拟

电渗固结是加速软土固结、提高地基承载力的有效技术。传统的电渗固结理论假设土体的物理力学、水力学和电学特性均匀稳定,其理论解答与试验结果差别较大。针对电渗固结处理过程,对土体位移场、渗流场和电场的耦合特征进行了理论分析,根据电荷守恒原理、水流连续原理和Biot固结理论,建立了电渗固结过程的多场耦合控制方程;考虑土体相关特性参数的非线性关系,开发了有限元软件用于分析电渗过程中电场强度、土体位移以及超静孔隙水压力的变化特征。计算结果与理论数据吻合较好,能够反映土体相关特性参数非线性关系对结果的影响。软件能够为电渗固结系统设计提供参考依据。     

总磷对黏土物理力学性质影响的试验研究

通过室内试验,考察了去离子水及不同浓度总磷溶液对黏土物理力学性质的影响,并通过土体矿物成分含量及微观形貌分析,对总磷溶液与黏土作用机制进行了初步探讨。结果表明,总磷对土体物理力学性质影响明显：黏土塑性指数随着总磷溶液浓度的增大而减小,有效黏聚力先增大后减小,有效内摩擦角则随着溶液浓度的增大而增大;各浸泡条件下,黏土应力-应变关系曲线变化规律基本一致,均呈应变硬化现象,土体剪切峰值随总磷溶液浓度的增大先增大后减小;总磷溶液与土体间相互作用主要包括离子交换作用、胶结作用及微生物分解作用,并同时受到孔隙液介电常数及黏滞性的影响,这些作用通过改变黏土的矿物成分含量,使其微观形貌及孔隙特征发生明显变化,最终导致土体的宏观力学特性改变。     

原状黄土土-水特征曲线与湿陷性的相关性

为了研究原状黄土土-水特征曲线与黄土湿陷性之间的联系,在陕西西安长安区取地表以下30 m范围内的原状黄土土样,进行基本物理指标试验和湿陷性试验。对不同典型地层的黄土-古土壤试样进行土水特征曲线试验,通过电镜扫描从微观角度分析。研究结果表明：大孔隙的数量与饱和体积含水率呈正相关;中孔隙的数目与过渡区斜率的大小呈正相关,孔隙数目越多土体失水速度越快;微小孔隙的数目和土的塑性指数影响残余含水率的大小。对于不同深度土层,饱和体积含水率和过渡区斜率与土层的湿陷系数呈正相关;塑性指数接近土层的湿陷系数对残余体积含水率的影响不明显;古土壤层的SWCC与湿陷系数之间存在与黄土层相同的正相关性。文章从非饱和土力学的方向去研究黄土的湿陷性,为湿陷性的研究提供一种新的研究角度。     

内蒙古东部索伦地区中二叠世哲斯组古环境与海平面相对升降的地球化学记录

根据研究区哲斯组的岩性特征、沉积构造特征,结合泥岩微量元素和饱和烃有机地球化学等地球化学参数,综合研究索伦地区哲斯组的沉积环境,进而解释海平面的相对升降,为研究区哲斯组油气地质条件评价提供依据。结果表明研究区哲斯组沉积环境的水体为半咸水,古盐度范围为18.55‰~28.72‰,古气候以温湿为主。B(硼元素)和微量元素比值Sr/Ba、B/Ga等可以反映的古盐度与古水深的变化,两者受海平面升降变化影响;利用定量计算的古盐度和反映古盐度的Sr/Ba值、B/Ga值和Rb/K值等编制了海平面相对变化曲线,显示研究区哲斯组剖面发生了2次海侵、海退沉积旋回,海侵发生在哲斯组底部和中部。据沉积相分析,结合地球化学指标V/(V+Ni)值、稀土元素Ce异常值饱和烃气相色谱,表明研究区哲斯组主要为缺氧、还原的浅海陆棚沉积环境,该环境有利于有机质保存和烃源岩发育。     

考虑固结历史的结构性软土路基沉降数值模拟

沿海地区广泛分布结构性海相软土,给公路运营带来很多安全隐患。通过研究某高速公路江苏段,提出了基于Shanghai软土本构模型,利用现有路基下软土的固结试验结果反推施工前原状土本构参数取值的方法。通过水-土耦合有限元程序模拟路基长期沉降,分析了土层结构性、渗透性、软土层厚度对路基沉降发展的影响。结果表明,土层初始结构性越强,加载阶段孔隙累积值越大,施工沉降越大;工后土体结构性变化越大,土层压缩越明显。土体渗透性影响路基沉降,渗透性越小,累积孔压越大,沉降时间越长,总沉降量与工后沉降占比越大。软土层厚度影响路基沉降发展,土层越厚,路基最终沉降越大,沉降稳定时间越长。     

天津市区第一海相层粉质黏土卸荷路径下强度特性的试验研究

土的强度特性与土体中应力变化过程、固结状态有关,常规的三轴试验并不能真实地反映土体经历的应力路径对其强度特性的影响。采用自制的应力-应变联合控制式三轴试验仪,对天津市区地层中第一海相层的粉质黏土原状饱和试样进行一系列特殊三轴试验,研究了排水卸荷条件对其强度特性的影响。试验结果表明：经历排水卸荷路径的土体的加荷剪切总应力强度指标大于常规试验结果,也大于前人在不排水卸荷路径下的试验结果,但几种应力路径下土体的有效应力强度指标基本相等。研究成果对天津市区基坑开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工研究及其他相关岩土工程问题的研究均有较大的实用价值。     

循环动荷载下软粘土孔隙水压力影响因素探讨

通过不同循环加载条件下模型试验和现场原型监测试验,研究在交通荷载条件下孔隙水压力累积特性及发展规律,探讨路基软土在循环动荷载下产生累积特性的原因和主要影响因素,通过试验分析得出了交通荷载下路基软土中孔隙水压力累积特性、发展规律以及影响累积特性的主要因素。     

总氮对土物理力学性能影响的试验研究

通过室内试验,考察了去离子水及不同浓度总氮溶液对土体物理力学性能的影响,并通过土体矿物成分含量及微观形貌分析,对总氮溶液与土体作用机制进行了初步探讨。结果表明,总氮对土体物理力学性能影响明显：（1）土体塑性指数、相对密度和有效黏聚力随总氮溶液浓度增大而减小,有效内摩擦角随溶液浓度的增大而增大;（2）各浸泡条件下,土体应力-应变关系曲线变化规律基本一致,均呈应变硬化现象,土体剪切峰值随总氮溶液浓度的增大先减小后增大;（3）孔隙水压力随轴向应变的增加先增加,然后缓慢降低,最后曲线逐渐趋于水平,表现出较大的剪胀性;（4）总氮溶液与土体间相互作用主要包括离子交换作用、微生物分解作用和溶蚀及胶结作用,这些作用通过改变土体的矿物成分含量,使其微观形貌及孔隙特征发生明显变化,最终导致土体的宏观力学特性改变。     

中-新生代塔里木与中亚盐湖链蒸发岩沉积及其控制因素初探

全球性的构造运动末期一般伴着海退和干旱的气候环境,而蒸发岩沉积与大地构造条件紧密相关。中亚卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地、塔里木盆地自晚侏罗世至中新世以来至少发生了3次大规模海侵_海退旋回,每次海侵_海退均受特提斯构造事件控制。卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地为晚侏罗世—早白垩世蒸发岩沉积、塔里木盆地的莎车次级盆地为晚白垩世—古新世蒸发岩沉积,库车次级盆地为古新世—中新世蒸发岩沉积,形成特提斯构造域自西向东蒸发岩沉积时代逐渐变新的盐湖链。中亚及塔里木盐湖链在海侵_海退旋回的控制下,至少发生5次大规模的蒸发岩沉积,发育2种不同的蒸发岩沉积序列,分别对应3次海退期蒸发岩沉积序列及2次断续海侵期蒸发岩沉积序列,具体为晚侏罗世晚期(海退期)卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;早白垩世—晚白垩世早期(断续海侵期)阿富汗_塔吉克盆地蒸发岩沉积;晚白垩世晚期(海退期)莎车次级盆地蒸发岩沉积;古新世—中新世(断续海侵期)莎车次级盆地、库车次级盆地蒸发岩沉积;中新世晚期—上新世早期(海退期)库车次级盆地蒸发岩沉积。塔里木与中亚古盐湖发育受控于特提斯构造事件及海侵_海退旋回,而海侵_海退旋回又控制2种不同的蒸发岩沉积序列。蒸发岩沉积序列、古盐湖演化阶段、蒸发岩物质来源、沉积环境决定了盐类矿物沉积类型(单一化学岩型、陆缘碎屑岩_化学岩型),卡拉库姆盆地、阿富汗_塔吉克盆地盐类矿物与塔里木盆地相比,种类简单,反映了盆地化学岩与陆源碎屑_化学岩沉积的区别及后期构造运动对盐类矿物种类的主控作用。     

贵州普定陈旗堡地区土体主要理化性质与持水量相关性研究

根据贵州普定陈旗堡典型喀斯特地区的生态特性,从水文地质与工程地质角度,借助土壤学对土壤水分特性的研究理论,对表层土壤20cm以下土层的土体物理化学性质与土体水分含量,即土体的持水量（waterholding capacity),进行了相关性研究。分析结果表明：土体颗粒成分、孔隙比、矿物成分含量等对土体水分含量均有影响。土体中粉粒含量较高而粘粒含量较少,且粒度分配不均匀时,土体水分含量相对较高;孔隙率高的土体水分含量较高;伊蒙混层矿物、伊利石和绿泥石等粘土矿物含量较高时,土体水分含量相对较高,而长石、碳酸盐等原生矿物含量较高时,土体水分含量相对较小。石英对于土体持水量影响不明显。     

苏北与长江三角洲沉积环境及其土体物理性质关系探讨

土体的物理力学性质是在一定的沉积环境中形成的,所以二者之间存在着密不可分的联系。本文把苏北沿海与长江三角洲地区的沉积环境和物理性质进行联系性的对比分析,说明沉积环境及沉积物源的不同是造成这两个地区浅部土层物理性质差异很大的主要原因,也论证了特定的沉积环境将形成土体特定的物理力学性质。因此,把沉积学与工程地质学结合起来广泛展开二者之间相互关联的地质普查工作,将有助于认识、验证甚至提前预测不同地区土体的物理力学特性。     

水泥土挡墙整体稳定的敏感性分析

水泥土挡墙广泛应用于软土地区基坑支护。针对目前对于水泥土挡墙的整体稳定性与其影响因素之间相关性认识不足,引入正交设计方法分析水泥土挡墙整体稳定影响因素墙体厚度、嵌固深度、土体粘聚力、土体内摩擦角、土层重度、地下水位、地面超载的重要性和敏感性规律。分析结果表明,土的抗剪强度指标是影响水泥土挡墙的最重要因素,其变化对整体稳定有高度显著影响;而墙体厚度和嵌固深度对水泥土挡墙整体稳定无显著影响。     

上海浅层土的单剪流变特性的试验研究——流变参数的测定

近年来的一些试验研究认为,在上海地面沉降中,浅层土在抽灌条件下具有的流变特性是造成粘性土层沉降的主要原因。根据目前流变学的看法,受侧限的粘土层,其固结和迟流的次时间效应的发展,主要是由于偏差应力的作用。 本试验探求了上海浅层土的流变特性(包括剪切蠕动规律及其破坏过程),从中求得剪切模量(G)和粘滞系数(η)两个独立的流变参数,为计算土体沉降提供了部分指标。     

重塑超固结上海软土力学特性及弹塑性模拟

对典型上海软土重塑样进行了围压不变和平均主应力不变的三轴排水剪切试验,得到重塑上海软土在不同初始超固结比和围压条件下的应力-应变关系,弄清了超固结比、围压以及应力路径对重塑上海软土的变形和强度特性的影响;根据土体的应力-应变曲线得到重塑上海软土的临界状态应力比及内摩擦角。采用姚仰平等建议的基于伏斯列夫面的超固结土本构模型,并根据等向压缩及三轴排水剪切试验确定其模型参数,对保持围压和平均主应力不变的三轴压缩试验进行了模型预测。预测结果表明,此超固结土本构模型能较好地反映重塑超固结上海软土的变形和强度特性。     

有机质对海相软土物理力学特性的影响效应分析

有机质是海相软土的重要组成部分,其对土体物理力学性质的影响有待深入研究。以连云港地区全新世海相软土为例,进行百组土体有机质物理力学试验。结果表明,研究区软土有机质含量平均值为0.98%,在0.90%～1.00%这个区间分布最为广泛。有机质含量在空间上分布不均,平行海岸线较垂直海岸线土体有机质含量变化小,自上向下变化规律...