基于核磁共振技术的土体冻结特征曲线试验研究

冻结特征曲线描述了土中未冻水含量随温度变化的规律,给出适用不同土质的冻结特征曲线计算模型具有重要的工程价值。利用核磁共振技术对6种土体的冻结特征曲线进行了测试,给出了描述土体冻结特征曲线的Michalowski模型参数的确定方法,分析了初始含水率和土体性质对冻结特征曲线的影响,利用Michalowski模型参数的特征对模型进行了改进。研究表明,冻结特征曲线与初始含水率无关,冻结过程中不同初始含水率土体的冻结特征曲线相同。在不考虑温度影响时,模型参数wa近似等于土中最大结合水含量,可以作为分析和评价黏性土特性的重要指标参数。改进后的单参数Michalowski模型可实现对未冻水含量的良好预测,降低了模型的复杂性,提升了模型的实用价值,但模型的适用范围,有待验证。

硫酸盐渍土击实性能及影响因素试验研究

为了全面地揭示硫酸盐渍土击实性能的变化原因和规律,对不同条件下配制的硫酸盐渍土进行了一系列的轻型击实试验。试验研究表明,含盐量对硫酸盐渍土最大干密度和最优含水率的影响规律并不是单一不变的,它取决于土中硫酸钠的3种状态(硫酸钠溶液、无水硫酸钠和十水硫酸钠)及3种状态间的相对含量。硫酸盐渍土的最大干密度和最优含水率与土中不同状态硫酸钠相对含量间的关系曲线具有反相关性。闷料时间和初始含水率对硫酸盐渍土击实性能的影响与含盐量有关,当含盐量较低(如1.5%)时,其影响甚小;当含盐量较高(如5.0%)时,其影响显著。硫酸盐渍土在由湿到干的过程中会出现"假干现象"。该试验结果对工程中硫酸盐渍土的击实性能和压实度的合理评价都具有重要的参考价值。

硫酸钠盐渍土击实特性与压实度评价试验研究

合理的压实度对减小硫酸盐渍土地基的盐胀和溶陷病害具有重要意义。为探讨硫酸盐渍土的击实特性、击实后的微结构特征以及合理的压实度评价方法,对不同试样制备条件下的硫酸盐渍土进行了击实试验和电镜扫描。结果表明,硫酸盐渍土的击实特性和击实后的微结构特征与土中硫酸钠的状态密切相关:硫酸钠溶液具有润滑性,其含量的增加能显著提高硫酸盐渍土的击实性能,击实后,试样的土团粒主要呈表面光滑的薄层状,土体为流纹状镶嵌结构;而十水硫酸钠具有支架作用,其含量的增加使硫酸盐渍土的击实性能大幅降低,击实后,试样的土团粒呈浑圆状、粒径很小,土体为网状架空结构。根据这一新认识,进一步分析了试样制备方法和闷料时间对硫酸盐渍土压实度的影响,并给出了相应的压实度评价建议。该研究成果可为硫酸盐渍土压实度的合理评价提供理论依据,对硫酸盐渍土地基的辗压施工工艺具有参考价值。

石灰改良黄土状硫酸盐渍土强度的影响因素研究

为充分了解石灰改良黄土状硫酸盐渍土强度的影响因素及规律,对大量不同制备条件的石灰改良黄土状硫酸盐渍土试样进行了无侧限抗压试验和静三轴试验。结果表明:石灰改良黄土状硫酸盐渍土的早期强度较高,但含盐量较高(大于等于1.5%)时,随着养护龄期的增加,其强度并不是一直提高,而是先增大后减小;石灰掺量过多或过少均会使石灰改良黄土状硫酸盐渍土的强度显著降低,灰土比2∶8最接近最佳配灰比;随着土塑性指数的增加,石灰改良黄土状硫酸盐渍土的强度迅速提高;随着含盐量的增加,石灰改良黄土状硫酸盐渍土的浸水强度和不浸水强度都先增大后减小,其峰值强度对应的含盐量约为0.5%;含盐量越高和土塑性指数越大,浸水强度与不浸水强度就越接近;试验结果对石灰改良黄土状硫酸盐渍土地基的工程应用具有参考价值。

硫酸盐环境下灰土压缩性指标变化的室内试验

通过一系列室内固结压缩试验,分析了养护龄期及含盐量对灰土压缩性的影响,并从微观结构性上给出了合理的解释。试验结果表明:2种灰土的工程性能均随着养护龄期的增加而改善,尤其在40d内改善较为明显;二八灰土的压缩系数随着硫酸盐含量的增加而不断增大,含盐量在2%内较为明显,水泥灰土的压缩系数随着含盐量的增加呈现先减小后增大的趋势,其含盐量界限在7%左右。所得结果对灰土在硫酸盐盐渍土地区工程施工检测及质量控制具有一定的实际意义,可为2种灰土处理硫酸盐盐渍土地基的工程实践提供借鉴和参考。

基于3R技术的军队院校装备教学研究与实践

装备教学是工科类军队院校的重头工作,但因受限于现实条件而成了院校教学的一块硬骨头,信息技术的快速发展和应用为装备教学探索新的思路和新的方法提供了帮助。文章结合近年来对3R(VR/AR/MR)技术的教学研究和应用实践,从军队院校装备教学现状、3R技术在装备教学中的应用优势、3R技术在军队院校装备教学中的应用实践及其成效与经验四个方面进行了详细论述。

套管式蔬菜自动嫁接机出套装置设计与试验

针对套管式蔬菜自动嫁接机中套管的供给功能,设计套管排列振动盘、输送导管、套管逐次出套机构,采用基于可编程逻辑控制器(PLC)的控制系统,设计套管式蔬菜自动嫁接机出套装置。通过试验得,在输入电压为185 V时,套管排列振动盘工作性能较为稳定,套管输出时间间隔变异系数为61.75%,套管能够较为稳定连续地进行有序定向输出。该装置的出套成功率达100%,可充分保证后续嫁接作业的套管供给。

盐渍土冻结过程中的特征温度研究

盐渍土在降温冻结过程中出现过冷温度和冻结温度两种特征温度,分别表示在降温过程中孔隙溶液中晶核形成和孔隙溶液与冰晶共存时的临界温度,对判断土体的冻结状态有着重要的意义。首先,通过不同含盐量的土体冻结试验,得到了相应的过冷温度和冻结温度;然后,基于热力学与经典成核理论给出了盐渍土冻结过程中的两种特征温度的理论计算模型,并与试验结果进行对比,验证了该模型的有效性;最后,分析了盐渍土特征温度的影响因素,重点考察了孔隙溶液中结晶盐析出对冻结温度和过冷温度的影响。结果表明,提出的模型可以实现对盐渍土冻结特征温度的有效预测。通过冻结特征温度随含盐量的关系曲线,可以得到结晶盐析出时的含盐量。冻结时孔隙溶液的浓度与冻结温度存在负相关关系,结晶盐的析出引起冻结时孔隙溶液浓度下降,从而使冻结温度升高。而结晶盐析出导致孔隙溶液浓度降低和土颗粒与冰晶接触角减小的双重影响,是盐渍土过冷温度的升高的原因。

硫酸盐渍土降温过程中的盐胀与冻胀特性

为研究降温过程中硫酸盐渍土盐胀与冻胀的内在联系,以冻结温度作为土体盐胀与冻胀的分界点,通过改变降温过程中盐渍土的水盐含量,控制盐胀与冻胀变形相对大小,开展了一系列盐渍土冻结变形试验,分析了水盐变化过程中,土体盐胀与冻胀的变化规律。结果表明降温过程中的盐胀与冻胀存在叠加效应,即总变形与总结晶体积之间不满足正相关关系,总变形受盐胀与冻胀强弱关系的影响,满足盐胀与冻胀的均势规律,即在盐胀变形与冻胀变形相等时,盐、冻胀总变形最小,总变形与盐胀比之间满足“M”形变化规律。研究结果对深入理解盐、冻胀变形的机理,建立盐、冻胀变形计算模型,以及开展盐、冻胀变形病害防治具有积极意义。

含盐量对水泥灰土强度特性的影响

通过对水泥灰土不同含盐量试样进行一系列三轴不固结不排水剪切试验,探讨了含盐量对水泥灰土剪切强度参数的影响,并从微观结构性上做出了合理的解释。试验结果表明:水泥灰土强度随含盐量的增加而增大,但当含盐量达到一定程度时,其强度又随含盐量的增大而降低,且含盐量存在一个分界值;此外,水泥灰土的脆断性受围压和含盐量等因素的影响,围压越小,含盐量越高,脆性就表现得越明显。

考虑局部含水率效应的浅层土体开裂过程与力学机制分析

裂隙的产生和发育会极大地影响土体的强度、变形和渗透特性,进而引发各种工程灾害。为了进一步探究土体开裂过程和裂隙的发育规律,试验对土体开裂前、开裂初期以及开裂中后期的局部含水率进行测试。结合土体随含水率变化的横向收缩特征,分析裂隙过程的力学机制,建立适用于浅层土体开裂全过程的定量化计算和判别公式。研究发现:土体在开裂前后的竖向含水率分布随着土体深度的增加而逐渐线性递增,其累计横向收缩率随含水率的下降而逐渐增大;通过浅层土体的表层含水率和土体深度,可以推导出适用于浅层土体的抗拉强度和张拉应力表达式,进而对浅层土体开裂的3个典型阶段进行定量化描述;在裂隙发育的初期,新裂隙的产生会导致土体张拉应力降低,将裂隙总长度、平均宽度、裂隙度等基本指标与张拉应力建立联系,能够清晰地对开裂初期的复杂变化过程进行解释和描述。此外,结合土体的初始缺陷、裂隙边缘的应力集中等特征,对裂隙发育过程进行了深入地分析讨论。

基于神经网络法对粗颗粒硫酸盐渍土地基渗透特性的试验研究

本次研究以河西走廊典型粗颗粒硫酸盐渍土地基为对象,通过室内重塑土样的溶陷特性试验,揭示粗颗粒盐渍土渗透系数及溶滤变形系数两个指标的影响因素及影响规律。试验模拟了150k Pa压力下上述两个指标在"含盐量—孔隙比"坐标平面上变化的神经网络曲面及其在平面内投影的等高线图。试验结果表明:经过冻融循环之后,盐分对周围土颗粒起到胶结作用,试样渗透系数降低,抗渗性能提高;孔隙比范围在0.43~0.52之间时试样的溶滤变形系数最大;当荷载超过150k Pa时,应力对溶滤变形系数的影响较为显著,而荷载小于150k Pa时,含盐量是溶滤变形系数的主控因素。

含细粒土夹层粗颗粒硫酸盐渍土盐胀实验分析

为研究含细粒夹层粗颗粒硫酸盐渍土经多次冻融循环后的盐胀特性,对取自甘肃河西走廊地区敦煌飞机场某天然料场的粗颗粒盐渍土进行了室内多次冻融循环盐胀实验。结果表明：含细粒土层与不含细粒土层的硫酸盐渍土的盐胀主要集中在-5-15℃,在这个温度区间盐胀量变化较小;随着温度的升高,盐胀量有所减少,升温过程中盐胀减少量约为降温过程中盐胀增加量的0.5倍左右,但最终都趋于一个大于零的稳定值。含细粒土夹层粗颗粒硫酸盐渍土的盐胀量大于不含细粒土夹层的盐渍土,且前者盐胀量是后者盐胀量的1.5倍左右。

土拱效应理论研究现状及其进展

土拱效应是广泛存在的自然现象,是由于介质的不均匀位移导致土体表现出一种特有的空间效应。土拱效应是造成支护结构所受土压力与库伦理论、郎肯土压力理论的计算结果有一定差异的一个重要原因。虽然已经研究了100多年,但是土拱效应仍然还存在许多值得讨论的问题。本文从土拱理论研究的现状出发,将土拱问题从土拱存在的条件、基于土拱效应的桩间距、土拱效应的影响因素、桩土应力分担比的影响等方面对各问题分类阐述,并在总结已有成果的基础上着重指出争议之处,为进一步开展、完善土拱效应研究提出建议。

非饱和黄土特殊力学特性研究

通过对不同含水率下的原状非饱和黄土进行不同围压的固结不排水不排气非饱和三轴试验,研究了含水率、围压对原状非饱和黄土的强度和基质吸力的影响规律。结果表明:当含水率较低(如3.3%)时,随着围压的增大,非饱和黄土的强度逐渐增大,非饱和黄土也逐渐由应变软化型材料转变成弱应变硬化型材料;当含水率较高(如≥6.9%)时,即使在较低的围压下,非饱和黄土也表现为弱应变硬化型材料;固结过程中基质吸力随含水率的增大而减小,并在含水率超过约18%后迅速降低。

换填覆重法处理砂类硫酸盐渍土地基的室内模拟试验

为实现换填覆重法处理砂类硫酸盐渍土地基的量化设计,依据换填覆重法的原理设计并制作了试验仪器。通过室内模拟试验,研究了温度、含盐量、含水率、最小孔隙比等因素对砂类硫酸盐渍土试样膨胀的影响规律,探讨了换填覆重垫层设计的量化方法。研究发现,盐渍土膨胀的温度敏感区间是0~2.5℃,-5℃后试样只发生微小的膨胀变形;并不是最小孔隙比越小,砂类硫酸盐渍土试样的膨胀现象就越明显;含水率和含盐量对盐渍土试样膨胀变形的影响具有耦合作用;试样胀力增长率与体积膨胀应变呈现出很好的反相关性,冻-膨胀应力F_s和其通过反力装置直接作用于土样后产生的竖向应变Fe呈线性关系,线性系数与换填土厚度有关。其探索性试验仪器和方法对实际工程设计具有一定的参考价值。

天然粗颗粒硫酸盐渍土盐胀量剧变界限的试验探讨

本文通过一系列室内冻融循环试验,研究了粗颗粒硫酸盐渍土的盐胀特性及其影响因素,明确了粗颗粒硫酸盐渍土盐胀变形剧烈增长的含盐量及孔隙比界限值,这将为工程上判断盐渍土地基盐胀程度提供简便易行的勘察手段。试验结果表明,影响硫酸盐渍土盐胀大小的主要因素为含盐量和孔隙比,且各个因素彼此影响。当含盐量大于1%,且孔隙比小于0.43时盐胀较为剧烈。在冻融循环过程中盐胀量是一个累计叠加的过程,其胀率越来越小,最后逐渐趋于稳定。

双圆夹层钢管混凝土的组合弹性模量理论

采用厚壁圆筒空间轴对称弹性力学方法,考虑钢管与混凝土受力后的变形协调关系,建立夹层钢管混凝土的组合弹性模量计算模型;然后,计算分析和讨论含钢率、混凝土强度等级、泊松比等对夹层钢管混凝土组合模量的影响,并得到夹层钢管混凝土等组合模量曲线.研究结果表明:夹层钢管混凝土组合模量随着总含钢率的增加不断增大,当总含钢率不变时,与内外含钢率无关;随着钢管和混凝土的泊松比、混凝土强度等级以及混凝土和钢管弹性模量的增大,组合模量不断增大;夹层钢管混凝土与普通钢管混凝土对混凝土的紧箍效应基本相同.

含盐量对水泥灰土压缩性的影响

通过对水泥灰土进行不同含盐量的Na2SO4溶液浸泡后的固结试验研究,得到了含盐量、养护龄期对水泥灰土的压缩性指标的影响规律.结果表明:随着含盐量的增大,水泥灰土的压缩系数呈现出先减小后增大的趋势,在达到含盐量7%之前,压缩系数随着含盐量的增大而减小;当含盐量为7%时,压缩系数减为最小;含盐量超过7%后,压缩系数开始增大,压缩模量的变化规律与压缩系数相反.随着养护龄期的增长,水泥灰土的压缩系数不断减小,并且在初期(<20天)压缩系数随龄期增长变化较快,而在后期(>20天)压缩系数随龄期增长变化较慢,压缩模量与养护龄期的关系曲线则呈相反的变化趋势.

河西风电场粗颗粒盐渍土地基病害与防治探讨

粗颗粒盐渍土地基病害是河西风电工程地基基础长期安全与稳定性的主要威胁,但目前在大倾覆力矩和360°方向循环荷载作用下的风电场粗颗粒盐渍土地基处理方法的研究和工程经验甚少.通过对敦煌粗颗粒盐渍土的现场勘查和查阅大量文献,系统地阐述了风电机组的荷载形式、地基要求、河西粗颗粒盐渍土的工程性质及其影响因素.根据公路、机场等领域已有的粗颗粒盐渍土研究成果和防治经验,为河西风电场粗颗粒盐渍土地基的防治方法给出建议和依据.