泾阳南塬黄土滑坡冲击阶地易侵蚀层过程模拟

为探讨泾阳南塬地区黄土滑坡的高速远程的运动特征以及在运动过程中对阶地易侵蚀基层破坏迹象的产生机理。以泾阳南塬西庙店滑坡为研究对象,通过野外调查、勘探查明其运动特征,运用颗粒流离散元法模拟滑坡运动过程、机理。结果表明:滑坡运动过程中,滑体对阶地易侵蚀基层的冲击刮铲作用显著,宏观上表现为滑坡前缘地层隆起与逆冲剪断。滑坡滑动产生的振动作用使阶地粉土发生液化,液化后的粉土在超孔隙水压力作用下沿上覆土体导水通道涌出,形成显著的"涌砂"现象。滑坡运动全过程历时84 s,滑体颗粒最大运动速度36.2 m/s,最大运动距离253.2 m,具有典型的"高速"、"远程"特征。分析得到2点结论:①泾阳南塬典型高速远程黄土滑坡运动过程可分为3个阶段,即,冲击置换的加速阶段(0～2.9 s)、滑覆铲刮的减速阶段(2.9～5.7s)与堆积推覆的慢速波动阶段(5.7～84 s);②滑体速度场变化特征明显,也可划分为3个阶段,即,加速阶段(0～2.9 s)、减速阶段(2.9～5.7 s)以及慢速波动阶段(5.7～84 s)。     

上海地区第⑤_2层砂质粉土的液化特性试验研究

针对目前上海地区第⑤2层砂质粉土的液化特性尚缺乏研究的实际问题,结合上海某电厂海底隧道的工程实例,基于动三轴试验,对场地内第⑤2层土体动力特性进行研究.内容包括往返作用力、固结压力、结构性、颗粒组成等因素对于液化特性的影响,确定了场地内饱和粉性土的抗液化强度指标等.通过Seed简化法,判别该土层地震液化可能性,给工程场地抗震设计及液化防治提供了科学依据,同时对类似工程的可液化场地处理可以有良好的借鉴.     

镉污染粉土电化学特性试验研究

基于电化学测试技术,将电化学阻抗谱(EIS)理论与测试技术应用于镉污染粉土内部结构和电化学特性的研究。通过试验得出镉污染粉土的Nyquist图表现为一个时间常数的容抗弧,Bode图中阻抗模值受污染介质含量和频率的影响;模拟分析得到镉污染粉土的等效电路模型,主要包括溶液电阻、固液界面电阻和固体颗粒表面双电层电容三个主要电学元件;通过拟合等效电路参数值后得出:溶液电阻随着污染介质含量的增大呈对数减小,固液界面电阻随着污染介质含量的增大呈线性减小;固体颗粒表面双电层电容随着污染介质含量的增大呈指数增大。     

都匀阶地土的承载特性研究

分析了阶地的形成与土层序列阶地土的判属以及持力层和承载。     

粉砂质泥岩剪切流变特性试验分析

利用岩石剪切流变仪,对巫山县望霞乡望霞高陡斜坡粉砂质泥岩夹层进行剪切流变试验,通过剪切流变曲线可以看出,岩石具有明显的瞬时变形,且与正应力、剪应力水平密切相关.将剪切流变曲线划分瞬时剪切流变与稳态剪切流变2个阶段.通过试验数据,分析了岩石的平均剪切流变速率,表明在同一正应力水平条件下,岩石的平均流变速率与剪应力之间可以用υ=Aτ B的正线性关系来表征.采用广义的Kelvin模型对岩石的剪切流变全程曲线进行拟和,拟和效果与试验数据吻合较好.     

粉土抗液化特性的试验研究

本文对不同干重度、含粘粒不同的重塑粉土样进行了系统的振动三轴试验，研究得出：１）含天然粘土颗粒的粉土动剪应力比随粘粒含量呈抛物线形变化，最低点在粘粒含量为９％左右。２）粉土抗液化强度随干重度增大，抗液化强度增强；反之，粉土抗液化强度降低。为今后阐明粉土液化机理奠定了基础。     

公路路基粉土工程特性试验研究

为研究公路路基粉土的工程力学特性,评价粉土路基的稳定性,通过室内击实试验、渗透试验、三轴试验和微观结构分析,分析粉土作为公路路基填料的工程力学性质,对比分析不同击实功作用下粉土的干密度特性,探讨压实度和孔隙比之间的变化规律以及不间级配粉土的压实性能,研究不同压实度粉土的渗透特性及其力学效应,阐述不同击实度的粉_十微观结构排列形式.研究结果表明:在公路路基填土压实过程中,对于粉土,可采用现行重型击实标准,但压实标准偏低;路基填土的渗透系数随着压实度的增大而呈非线性减小;随着压实度增加,粉土填充孔隙的效果较差.     

压实黄土状粉土毛细特性试验研究

基于压实黄土状粉土的基本性质,利用一维土柱仪进行毛细作用模型试验。数据分析、图形拟合后,得到了压实黄土状粉土毛细水上升规律。试验结果表明,毛细水上升的速率随毛细上升高度的增加而逐渐衰减。当毛细水到达某截面时,该截面处的基质吸力先平缓变小,后急剧下降,随之渐趋于稳定;该截面处的体积含水率先平缓上升,后急剧增大,随之渐趋于稳定。对毛细水上升高度随时间变化曲线、体积含水率与基质吸力关系进行拟合统计。通过对比三组不同土柱高度的试验结果,表明当土柱长细比为4.68和9.54时,毛细水上升规律基本一致,故证明当长细比大于4.68时,可按一维毛细作用考虑。     

土工布对砂质土渗透特性影响规律的试验研究

设计了由马氏瓶和渗透仪组成的常水头渗透试验系统,展开了不设置土工布与设置土工布的对照试验,分别研究了土工布放置位置和层数对土体渗透性能的影响规律;土工布上部荷载对土工布自身渗透系数的影响．试验结果表明:土工布可以有效减小土体的渗透系数,增大其临界渗透破坏水头高度,从而提升土体的渗透稳定性．但土工布上部荷载的增加,会导致土工布自身渗透系数的变大．通过对试验数据的处理,发现渗透系数随着土工布位置的增高与土工布层数的增多而减小,临界渗透破坏水头高度随着土工布层数的增多而增大;在设置单层土工布的情况下,土工布放置于土体中间位置处时,临界渗透破坏水头高度达到最大,土体的渗流稳定性最好．使用本文所推导的公式,可以较好地计算土体内土工布设置的埋深与土体渗透系数的对应关系．      

泥质粉砂型能源土的三轴剪切试验研究

天然气水合物的开采会导致储层承载能力降低,可能诱发海底滑坡等地质灾害,并对地球生态环境造成严重影响,深入掌握能源土的力学性质是水合物安全开采的前提条件.依据南海神狐海域能源土的颗粒级配,配置近似粒径级配的泥质粉砂作为甲烷水合物的赋存骨架并开展三轴剪切试验,研究了有效围压、水合物饱和度、黏土含量对泥质粉砂型能源土力学性质...     

上海临港砂质粉土硬化土小应变模型参数研究

硬化土小应变模型(HSS模型)考虑了土体在小应变区域内刚度随应变的非线性变化,是土工数值分析中应用较为广泛的软土本构模型之一。上海地区软土的特性研究已取得了较为丰富的成果,但关于浅层砂质粉土的研究还不够全面。通过三轴固结排水剪切试验,三轴固结加卸载试验,固结试验以及共振柱试验,获得上海临港地区浅层砂质粉土的硬化土小应变本构模型的试验参数,包括土体的初始剪切模量、土体强度参数和加卸载模量等。将试验结果与已有文献的相关数据进行对比分析,试验结果可为上海地区浅层砂质粉土的深基坑工程数值分析提供参考数据,具有工程参考价值。     

大同地区天然粉土工程特性试验研究

以大同地区御河东岸大型住宅小区基础埋深范围内的粉土作为研究对象,通过大量室内试验,获得了粉土试样的基本物理特性指标,以及压实系数、抗剪强度和最优含水率等工程特性指标。对试验结果分析发现:粉土试样对含水率的变化较为敏感,采用适用范围较大的液塑限联合测定法实测液限、塑限较为合理;土样多为扰动试样,室内试验测得的压缩系数波动范围较大。     

木质素改良粉土基本工程特性试验研究

将工业副产品木质素应用于粉土改良.通过界限含水率、颗分、击实、无侧限抗压强度和电阻率等室内试验,对素土及掺木质素改良土的基本物理力学性质、p H值和电学特性等进行对比研究,明确改良土的基本工程特性变化规律和改良效果,并采用扫描电子显微镜(SEM)对土体微观结构变化进行对比分析,阐述了木质素与土体的相互作用机理.试验结果表明:木质素可有效改善粉土的颗粒级配,降低土体的塑性指数;改良后粉土的最大干密度增加,最佳含水率减小,同时干密度对含水率变化的敏感性增强;改良土的无侧限抗压强度优于素土,p H值低于10,龄期和含水率对强度影响显著,对p H值无明显影响;胶结物质填充孔隙并联结土颗粒,改良土微观结构更为稳定.这说明木质素可有效改善粉土的基本工程特性.     

天津承压含水层粉土渗透特性试验研究

天津市地下工程施工主要集中在粉土层处,这类土层极易随地下水的流失而流失,在该类地区的地下结构在施工及运营期间也易出现渗漏现象.其中土体的工程性质与渗透特性是这种渗流侵蚀灾害的重要影响因素.因此很有必要对天津粉土的工程性质,尤其是渗透特性进行标定.为确定天津地下承压含水层中粉土的渗透特性,首先开展室内试验研究,适当地加工改造《土工试验方法标准》中规定的标准试验仪器,通过比重试验、颗粒分析试验、液塑限试验对天津粉土进行比重、级配、液塑限等基本参数进行标定,详细汇总整理各个试验数据,应用相关公式及数据处理方法对大量试验数据展开分析得出试验结果;然后通过常水头渗透试验与变水头渗透试验相结合的方式对粉土渗透系数的变化特征进行分析.研究结果表明:天津粉土的渗透系数随孔隙率的增大呈现增大的趋势,随时间的增长而减小且最终趋于稳定.从天津粉土的土体特性出发,将既无法传递净水压,也不能产生渗流的由结合水占领的无效孔隙排除,剩下的孔隙比定义为有效孔隙比.利用有效孔隙比的概念对经典的太沙基渗流理论进行修正,提出了适用于天津粉土的渗透系数估算公式.该公式能很好地计算天津粉土的渗透系数,可为天津市承压含水层中地下...     

桩土接触面力学特性大型剪切试验

土与混凝土接触面力学特性直接影响到桩侧摩阻力的发挥,相关研究对抗拔桩设计及应用至关重要。采用大型剪切系统,设计试验剪切模型箱,通过将预制混凝土板置于剪切装置中,以模拟抗拔桩的实际受力情况,分别从剪应力-剪切位移曲线、接触面剪切强度及剪缩剪胀性3个角度进行对比分析。结果表明:剪应力达到峰值强度后随剪切位移的增加线性递减,且在不同法向应力作用下,减小速率近似相等;接触面最大剪应力随着法向应力的增大而增大,两者呈良好的线型关系,但随含水率的增大而减小;接触面抗剪强度随含水率的增大而逐渐减小,相同法向应力下其值远低于土体抗剪强度;当法向应力较小,土样含水率较低时,土体发生剪胀现象,而在其他条件下均为剪缩,法向应力越大,其剪缩量越大。     

粉质黏土与再生混凝土接触面剪切特性试验研究

采用大型直剪仪进行粉质黏土与再生混凝土及普通混凝土的接触面剪切试验,用建筑垃圾和铁尾矿配制再生混凝土,接触面采用在粉质黏土上现浇混凝土形成,研究不同法向应力下接触面的剪切特性。试验结果表明：再生混凝土接触面的剪切位移-剪应力(w-τ)曲线与普通混凝土接触面的类似,接触面的抗剪强度与法向应力呈线性关系,在相同法向应力下再生混凝土接触面的抗剪强度大于普通混凝土接触面的抗剪强度,两种接触面的抗剪强度均小于土体自身的抗剪强度;接触面的初始剪切刚度模量随着法向应力的增加而增大,剪切刚度模量与大气压强的比值(G/Pa)和法向应力与大气压强的比值(σ/Pa)在双对数坐标系上呈线性关系。     

饱和粉土变形特性三轴试验

对取自南京市某拟建高速公路路基的粉土,在室内按不同的干密度和含水率进行了试样重塑。按不同干密度和不同初始制样含水率进行饱和三轴固结排水剪切试验,测得不同围压条件下的固结排水剪应力-应变曲线以及有效应力比曲线形态等工程特性。分析了粉土干密度、初始制样含水率和围压对饱和粉土强度的影响。试验结果表明:粉土的强度随干密度的增加而变大,随围压增大而增加;初始制样含水率对粉土的强度有不同程度的影响;粉土的应力应变表现为弱应变软化型。     

pH对粉土电化学特性的影响试验研究

通过配制五种不同pH的粉土土样,运用电化学阻抗谱(EIS)研究了pH对粉土电化学特性的影响,试验结果表明:pH对粉土Nyquist图影响表现为准Randles型曲线,即高频区一个圆弧和低频区的斜线;Bode图中阻抗模值随着频率上升而下降并随着粉土的pH的改变呈规律性变化;不同pH的粉土其等效电路模型主要包括溶液电阻、电荷传递电阻、常相位角元件及扩散电阻四个电化学元件,其中溶液电阻、电荷传递电阻、扩散电阻的数值均在粉土的pH为7时最大,而常相位角元件双电层电容参数值在粉土的pH为7时最小。     

温度对粉土电化学特性影响的试验研究

为了研究不同温度下粉土电化学性质的变化规律,通过使用电化学法测量粉土在五个温度梯度下的电化学阻抗谱图,运用Zsim Demo拟合其等效电路,研究电路参数的变化规律及分析其机理,结果表明:温度对粉土Nyquist图影响表现为高频区和中频区的两个时间常数下的圆弧以及低频区的扩散斜线;Bode图表现为随着温度的上升,土的阻抗模值持续减小;不同温度所对应的实际等效电路包含了溶液电阻、电荷传递电阻、常相位角元件、多孔层的电阻元件、电容元件以及扩散电阻六个电化学元件;随着温度的升高,电极发生反应的速率随之增快,电荷在土中的导体相转移速度增快,表现出溶液电阻、电荷传递电阻、多孔层的电阻均在-20℃时最大,而常相位角原件的双电层电容参数值在20℃时达到最大。     

泾阳南塬黄土滑坡刮铲推覆构造与滑带土微观结构

泾阳南塬黄土滑坡刮铲推覆构造反应了一种典型的表生地质动力作用现象。通过野外调查,开挖探槽及SEM样品处理,综合分析泾阳南塬黄土滑坡原状土及滑带土的物理性质和微观结构,包括矿物成分、颗粒级配、孔隙度、方向频率、丰度和分形维数等特征,结合黄土滑坡前缘冲击阶地并对阶地刮铲推覆作用及逆冲剪断、液化、竖向渗流通道等细观现象,反演滑坡运动过程,并对滑坡运动过程中的力学状态进行解释。结果表明:土体微观结构特征与滑坡细观现象和刮铲推覆构造的产生有必然的联系。原状土体颗粒定向显著,孔隙度较大,孔隙连通性较好,在外力作用下易形成裂隙贯通和发生液化,进而形成竖向渗流通道和地表涌沙现象;滑带土粒径不均匀系数增大,孔隙度减小,孔隙形状改变,定向性减弱,单元体分形维数增大,这是滑坡运动过程中受挤压剪切作用,颗粒发生碰撞,孔隙水溢出的结果;而滑带土前缘较中部孔隙更为密实,孔隙度差异较小,颗粒分形维数较小,这是由于滑坡前缘为滑坡刮铲阶地推覆作用形成,主要受挤压作用,受力集中且均匀。