反复动荷载作用下泥岩的变形特性

<正> 试验用泥岩的原状样取自伊敏河煤矿一露天矿试验坑。在试验坑内选点,挖一直径为3.7m,垂直深度5m的探井,在指定标高处的同一水平面上连续采取数筒岩样。岩样的尺寸为φ150×140mm。岩样取出后立即腊封,以保持其原始的湿度、密度状态,然后送入实验室做试验。开样和备样工作是在密闭的专用备样间内进行的。试验时,将现场取回的岩样修成φ50×100mm的圆柱体。在开样和制备试件的过程中,对每筒样和每个试件都作了详细记录和描述。对不同类型的试验,所用试样的性状尽可能一致,以免因试样的原始结构特性的差异造成力学特性的离散现象。     

合肥原状和重塑黏性土动力特性对比试验研究

为研究土体扰动对土动力特性的影响，以合肥包河区的地基土为研究对象，采用GCTS STX-100双向振动三轴仪对不同钻孔和不同深度的原状和重塑黏性土进行动三轴试验，试验得出以下结果：(1)在相同围压下，原状和重塑黏性土动力特征参数(最大动应力τ_dmax、最大动剪切模量G_dmax)的差异性随着钻孔深度的增大逐渐增大；在低围压(50 kPa)下，原状样和重塑样的τ_dmax、G_dmax差异不大、关系曲线趋于重合。随着围压的增大，关系曲线快速分离，原状样的τ_dmax、G_dmax大于重塑样，且增大的幅度随着围压的增大逐渐增大，当围压达到300 kPa时，偏离幅度可达30%以上；(2)原状样和重塑样阻尼比λ_d在同一动应变下随着围压的增大而减小；λ_dmax范围在0.2～0.3;(3)土体的动强度和动剪切模量由于土体的扰动而减小。     

结构性软土力学特性的试验研究

对扰动程度不同的原状样和重塑样分别进行单向固结试验和固结排水及不排水三轴剪切试验,研究结构性对上海软土的变形、强度特性的影响。压缩试验结果表明:结构性强的原状样具有明显的结构屈服应力,结构性一般的原状样,结构屈服应力不明显;原状样比重塑样具有更大的压缩指数Cc和膨胀指数Cs。剪切试验结果表明:相同固结压力下,结构性强的土样强度不仅低于结构性弱的土样强度,而且低于重塑样的强度。这是由剪切时土样的孔隙比差异造成的。若消除孔隙比的影响,则结构性将使原状样具有更高的强度,且结构性越强,土体强度越高。     

原状和重塑软土力学特性的比较研究

为了研究结构性对土的力学特性的影响,对上海淤泥质软黏土的原状样和重塑样进行了等向压缩、排水剪切试验。试验结果表明:在固结压力相同时,原状样比重塑样具有更大的孔隙比、压缩指数Cc和膨胀指数Cs;原状样的应力—应变—体变曲线与剪切围压密切相关,而重塑样的应力—应变—体变曲线却不受剪切围压影响;相同剪切围压时,得到的重塑样强度高于相应原状样的强度,这是由于原状样的孔隙比大于重塑样的孔隙比造成的。     

单轴条件下毕节红黏土的强度破坏试验研究

基于红黏土的成因及结构性特征,对毕节红黏土原状土与扰动重塑进行无侧限抗压强度试验,整理分析试验结果。结果表明:单轴条件下原状土与重塑土的应力应变关系曲线有较大差异,原状样多为应变软化型、重塑样为硬化型;原状样的峰值强度高于重塑样,且由于干缩裂缝的产生,在低于某含水量时,原状试样强度突降,重塑样强度随着含水量增加而降低。     

岩石软弱夹层的渗透变形特性研究及其方法探讨

岩石软弱夹层渗透变形试验方法还不够成熟,也没有相应的试验规程。介绍伊江上游其培水电站坝基F41和F42断层的扰动样和原状样渗透变形试验及其成果,试验方法主要参考土工试验规程。扰动样表现为流土破坏,没有明显的渗透变形过程,不同试样渗透系数差别不大。现场临时设置实验室开展的原状样试验表明,试样以冲刷变形为主,以冲刷或局部流土的形式破坏,临界比降较低,破坏比降较高,且成果的离散程度较大,分析认为这是试样内部结构不均匀性及其与围岩的接触关系所决定的。与扰动样试验相比,原状样试验成果更能揭示断层的渗透变形特性。结合本工程及其他工程已有的试验研究工作,讨论渗透变形试验方法,提出改进研究方法和成果运用原则的建议:微、细、宏观研究相结合,进一步揭示渗透变形机制;发挥数值模拟的作用,提高现场原位试验的水平;根据所处工程部位和危害性确定安全系数,综合考虑渗透变形扩展规律后进行允许比降取值。     

原状冻土融沉压缩仪的改进与试验研究

对常规固结压缩仪进行了改进,制作了原状冻土融沉压缩仪。利用改进后的融沉压缩仪对多年冻土原状样进行了试验,其结果基本符合试验土样的融沉特性,试验结果的精度满足工程要求,验证了改进后的融沉压缩仪可作为冻土融沉特性指标的测试仪器,为今后在工程实践中进行冻土原状样的融沉试验提供了技术支持。     

武汉地区饱和黏性土热物理性质试验研究

根据二相土的组成特点,研究饱和黏性土热物理性质与其含水量、密度及孔隙比等参数问的关系。在武汉地铁详勘阶段,采取一级阶地黏性土饱和原状土样,利用KD2 Pro Thermal Properties Analyzer热参数分析仪进行热物理性质试验,同时测试土样的含水茸及密度。对试验结果进行回归分析,分析时假设土中水及同体颗粒骨架的热物理性质为定值,且土中水分没有明显的迁移。结果表明：黏性土导热系数随原状土样密度的增加而增加,随孔隙比的增加而降低：比热容随原状土样含水量的增加而增加。结合试验结果及同外的经验公式．给出了便于工程使用的导热系数及比热容计算公式。     

原状膨胀岩剪切性状的直剪试验研究

介绍了利用新研制的直剪试验仪所测得的膨胀岩试验结果,着重介绍了原状膨胀岩的剪切性状.试验结果表明膨胀岩原状样与重塑样在剪切性状上表现出很大的差别,前者剪切面呈现凸凹起伏的性状,凸凹起伏的剪切面相当于增大了有效剪切面积,这对试验结果有一定的影响;试验结果也同时表现出原状膨胀岩的结构性对抗剪强度起着重要作用.因此,室内重塑样剪切试验很难获得准确的膨胀岩土体的抗剪强度指标,工程上应尽量做原状或原位试验.     

原状欠固结土的力学特性试验研究

原状土的结构性对它的力学性质影响显著。通过多应力路径的原状土与重塑土的试验结果比较来揭示原状土体从小应变到大应变的特殊力学特性及应力路径的影响。从等压固结对比试验可看出该原状样明显的结构性与欠固结性。对于原状欠固结土,体应变对土体结构性的破坏要大于剪应变。原状欠固结土的结构性对土体强度的影响主要表现在内摩擦角的增大。土体小应变时表现出明显的高刚度与非线性。通过不同方向切样的原状土试验结果对比,反映了原状土体存在明显的各向异性,结构性引起的各向异性在应变越小时越明显。     

干密度对黄土渗透系数的影响

非饱和渗透系数是研究非饱和土入渗规律的重要参数,同时也是研究边坡失稳和地基浸湿变形的重要基础。本文采用变水头法测量原状黄土和重塑黄土饱和渗透系数,基于ChildsCollis-Geroge模型,结合土水特征曲线和饱和渗透系数,详细探讨了原状黄土、不同干密度非饱和重塑黄土体积含水率与渗透系数的关系和规律。结果表明,原状黄土的饱和渗透系数远小于重塑样,重塑土样饱和渗透系数随着干密度的增大而减小;黄土非饱和渗透系数减小趋势随着干密度增大而减小,但在残余含水率附近,不同干密度下试样的渗透性基本相同。     

武汉地区三级阶地粘性土热物理性质试验研究

研究粘性土热物理性质与温度、密度、含水量及孔隙比等参数间的关系。在武汉地铁详勘阶段,采取三级阶地粘性土原状土样26组,在不同室温下进行热物理性质试验,同时测试土样的含水量及密度。结果表明:测试温度对原状土样导热系数及比热容的影响较小;粘性土导热系数随原状土样密度的增加而增加,随孔隙比的增加而降低;比热容随原状土样含水量的增加而增加。并给出便于工程使用的导热系数及比热容计算公式。     

改性材料对生土砌块湿热性能的影响

采用动态试验法和稳态平板法,研究了改性材料对生土砌块吸湿性能和导热系数的影响.结果表明:生土砌块的初始吸湿率、平衡含湿量和60 h吸湿率均随着相对湿度的增加而增加;当相对湿度为40％和60％时,复合改性生土砌块的平衡含湿量均大于石灰改性和水泥改性生土砌块;生土砌块的导热系数随着平衡含湿量的增加而增加;石灰改性和复合改性生土砌块的平衡含湿量、导热系数和干密度随着石灰掺量和纤维掺量的增加而降低;水泥改性生土砌块平衡含湿量随着水泥掺量的增加而降低,与导热系数和干密度的变化趋势相反.     

含水率对粉煤灰混凝土强度增长的影响研究

通过测试不同配合比、不同含水率的混凝土的抗压强度,研究含水率对混凝土强度发展的影响规律。结果显示,混凝土在28d标准养护后,含水率大的混凝土抗压强度增长较含水率小的混凝土要小。     

非饱和原状和重塑Q3黄土渗水特性研究

为研究非饱和 Q₃ 黄土渗水特性,设计一套原状黄土取样设备,取得大尺寸原状竖直和水平土柱各 2 个;并制备 5 个干密度不同的重塑土样。对 9 个试样进行水平土柱试验,用 TDR 水分计和热传导吸力探头分别检测土样不同断面处的体积含水率和基质吸力。试验结果表明：土中裂隙的走向和干密度对入渗率均有影响。对于原状试样,浸水前期竖直试样入渗率要大于水平试样,湿润锋超过 50 cm 后,竖直和水平试样入渗率几乎接近一致。竖直与水平原状试样的非饱和扩散率主要差别在饱和度低于 0.6 的区域,饱和度高于 0.6 两者扩散率差别不大;对于重塑试样,低饱和度区域干密度对扩散率影响要大于高饱和度区域。同等干密度和含水率条件下,低饱和度区域重塑试样非饱和渗透系数大于原状试样;而高饱和度区域原状试样非饱和渗透系数大于重塑试样。取样方法和研究成果对同类工作具有重要参考价值。     

含水量变化对红粘土变形和强度特性的影响研究

对击实后的红粘土土样在饱和前、饱和后进行了三轴剪切试验和无侧限抗压强度试验,研究其抗剪强度特征的变化规律。针对原状土样和重塑土样在脱湿或加湿过程中无侧限抗压强度的变化进行了研究。研究表明,在脱湿过程中,土体的抗剪强度逐渐增大,而且原状土的应力应变关系曲线一般呈应变软化的特点,而重塑土的应力应变关系曲线则一般呈现硬化的特点;在加湿过程中,原状土无侧限抗压强度峰值并不明显。分析表明,脱湿过程或加湿过程中土样强度随含水率的变化是显著的。     

非饱和Q3黄土渗气特性试验研究

 为研究非饱和原状和重塑Q3黄土渗气系数的变化规律及其两者的差异,以改进的三轴渗气仪为手段,进行一系列考虑干密度、含水率和各向异性等因素影响的渗气试验。研究结果表明：根据Fick定律和Darcy定律推导的渗气系数计算公式,在较低压力下两者计算结果差别不大,而在较高压力下,Darcy定律计算结果要优于Fick定律;非饱和原状黄土中气体流动遵循Darcy定律,原状黄土渗气系数随着干密度和含水率的增大而减小,且最优含水率以后变化较为明显;由于原状Q3黄土各向异性,竖向原状试样渗气系数始终大于同一埋深横向试样的渗气系数;相同干密度条件下,含水率对重塑黄土渗气系数的影响要比原状黄土大。根据试验结果提出考虑干密度、充气孔隙度(饱和度)和各向异性等因素影响的原状黄土渗气系数计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。     

结构性黄土压缩屈服特性及湿压模型

湿陷性黄土具有很强的结构性,在增湿及侧限压缩应力作用下,其变形特性表现出与一般黏性土不同的特性。针对这一问题,通过对3种不同初始结构性黄土的侧限压缩试验,对黄土在增湿及压缩应力条件下黄土的宏观力学特性及其结构变化特征进行研究。研究结果表明:1)在增湿及侧限压缩应力作用下,黄土的e-lgp曲线分成三段,即平缓状态段、非线性段和线性段;2)原状黄土的压缩曲线与重塑土压缩曲线的变化给出了同一压力下黄土架空排列结构破损后孔隙比的可能变化量;3)原状黄土与饱和黄土压缩曲线的差别揭示了同一压力下黄土颗粒间胶结丧失后结构性黄土孔隙比的可能变化量;4)结构屈服应力与初始含水率之间满足幂函数关系,压缩指数与初始含水率之间呈指数函数关系。     

吸水率对蒸压粉煤灰砖耐水性的影响

通过不同含水率和不同吸水率蒸压粉煤灰砖的抗压强度和抗折强度试验,分析了含水率与吸水率对蒸压粉煤灰砖的抗压强度和抗折强度的影响,并与美国规范进行比较,为我国标准中的抗压强度试件的含水率要求和砖的最大吸水率提出了建议。