含水率对非饱和砂土似黏聚力影响试验研究

目前工程上对待砂土地基时,都是将其作为完全无黏性土来对待;也就是将其黏聚力笼统的作为零。这种方式在理论研究中,简化了很多问题;但是在工程应用中,忽视似黏聚力的存在,有时候会带来诸多的不便,甚至是工程造价的翻番。为了研究非饱和砂土的似黏聚力,以工程实例"西咸能源金融大厦的基坑支护项目"为依托,选取了西咸新区,沣河以东,渭河以南交汇区域的砂土,进行了多组不同含水率、相同干密度的砂土的三轴、直剪以及基质吸力试验。试验结果表明:砂土的似黏聚力随着含水率的变化,呈现出由零先急速增长、然后增速放缓、再增速变大增长至峰值;并可以短暂维持峰值阶段,最后逐渐降低为零的结果。同时验证了砂土的直剪试验在工程上的可用性及安全性。其结论可以为非饱和土的研究提供参考。

非饱和砂土似黏聚力影响因素的实验研究

针对非饱和砂土似黏聚力问题,通过直剪实验,分析含水率w、颗粒级配与掺土量等因素对非饱和砂土似黏聚力的影响。研究结果表明:当2%≤w≤10%时,非饱和砂土似黏聚力随含水率的增加而增加,且增加幅度较大;含水率w=10%时,该值达到峰值;当10%<w≤13%时,非饱和砂土似黏聚力随含水率的增加而减小。当11%<w<13%时,4组不同颗粒级配曲率系数的非饱和砂土似黏聚力值分别减小为零;非饱和砂土的似黏聚力随着颗粒级配曲率系数的增大而近似于线性减小,良好级配比不良级配的似黏聚力大。随着掺土量的增加,非饱和砂土的似黏聚力基本呈线性增长趋势,且掺土量对似黏聚力的影响较大。含水率与掺土量对非饱和砂土似黏聚力的交互影响作用显著,颗粒级配与含水率、掺土量对非饱和砂土似黏聚力的交互影响作用不显著。

砂土含水率对DAS振幅响应影响的试验研究

利用分布式声波传感(DAS)技术和地下通讯光纤网进行周界安防(入侵)监控、管道泄漏监测、交通状况评估等是城市安全动态监测的新方向。为探究DAS监测过程中暗光纤周围岩土介质含水率变化对DAS振幅响应特性的影响,设计了小球撞击圆盘与小球直接撞击砂土面二种激振方式下五种质量含水率0%、5%、10%、15%和20%砂土的DAS振幅响应试验。试验结果表明:(1)小球自由下落撞击砂土面激发的振动信号和传感光纤圆环布设可提高DAS信噪比,试验装置可靠性高、试验结果重复性好;(2)受砂土似黏聚力和声波传播衰减两个因素共同影响,DAS信号振幅随砂土含水率变化存在一个临界含水率。当砂土含水率小于临界含水率时,DAS信号振幅随含水率增大而减小,而当砂土含水率大于临界含水率时,DAS信号振幅随含水率增大而增大;(3)因砂土似黏聚力作用和小球撞击时能量转化的差异,小球与砂土的接触形式对DAS振幅响应有显著影响。研究结果为城市地下工程安全动态DAS精细监测提供理论依据。

金尾矿与土工格栅界面摩擦特性的试验

尾矿坝加筋设计时,土工格栅与尾矿界面摩擦特性是影响加筋结构安全稳定的重要因素。通过室内拉拔试验,分析了上覆压力、含水率和拉拔速率3个试验条件对筋-尾矿界面摩擦参数的影响。结果表明:含水率对似黏聚力和似摩擦角的影响显著,但随含水率增大似黏聚力与界面摩擦强度变化趋势一致,都呈现先增大后减小的规律,在含水率变化情况下的界面参数选取中主要考虑似黏聚力;拉拔速率对似摩擦角比对似黏聚力的影响大,且似摩擦角与界面摩擦强度都随拉拔速率增大而增大,但似摩擦角增大速率逐渐减缓,随拉拔速率加大,对界面参数的主要影响开始由似摩擦角向似黏聚力转变;在不同尾矿含水率或拉拔速率情况下似摩擦系数均随法向应力增大呈非线性递减,可用二次抛物线拟合反映二者关系,且含水率对似摩擦系数的影响比拉拔速率对其的影响大,而在法向应力一定情况下,似摩擦系数随含水率的变化与对应界面参数似黏聚力的变化规律相同,随拉拔速率的变化与对应的界面参数似摩擦角的变化规律相同。

某地新近沉积砂卵石地层现场直接剪切试验成果分析及探讨

通过在砂卵石地层中进行的现场直剪试验,来验证这种地层并非像一般的“无黏性土”地层那样,黏聚力为零,而是具有显著的黏聚力数值。另外,通过对砂卵石地层的结构进行深入分析,认为其具有的“叠瓦状结构”是产生“似黏聚力”的主要原因,从而达到了试验验证与理论分析的高度吻合。本研究成果不仅具有理论意义,更具有在岩土工程设计及降低工程造价方面的实际意义,值得进一步深入、系统研究。