贵州玄武岩残积土崩解特性试验研究

完成了2种不同风化程度的玄武岩残积土的崩解特性试验,通过对原状、烘干1h、风干48h 3种情况下试块的浸水崩解曲线的分析后发现:棕红色残积土的崩解速度较快;由于含水率的不同,原状土完成崩解的时间最长,烘干1h的次之,风干48h的最短。不同条件下试块的崩解破坏形式是不同的,烘干、风干试样由于经历了干湿循环的作用而崩解速度加快,其中大量裂隙的出现是玄武岩残积土发生崩解加快的主要原因。研究结果为玄武岩残积土层的边坡加固方案设计提供了依据。

非饱和玄武岩残积土强度特性及其边坡稳定性分析

为探究非饱和土抗剪强度及其指标随含水率的变化规律,以毕威高速公路沿线某边坡黄褐色玄武岩残积土为研究对象,进行了控制含水率的直剪试验和土水特征曲线测试试验,通过Abaqus建立以此边坡为原型的有限元模型,在此基础上运用强度折减法对不同含水率的边坡进行稳定性分析,并结合试验所得的土水特征曲线分析基质吸力对边坡稳定性的影响。结果表明:随含水率增大,抗剪强度先基本不变后大幅度减小,黏聚力与内摩擦角均呈阶段性减小;基质吸力对抗剪强度的贡献随基质吸力的增大而逐渐减小并最终趋近于无影响;含水率对玄武岩残积土质边坡稳定性有较大的影响,边坡土体的含水率大于30%后,随含水率增加,边坡安全系数大幅度降低;含水率增大会降低土体的基质吸力,在边坡土体接近饱和时,基质吸力的丧失对边坡稳定性影响最大,此时边坡最易失稳滑塌。

雷州半岛玄武岩残积土的物质成分与结构特征

雷州半岛玄武岩残积土属于区域性特殊土,具有高液限、大孔隙比的较差的物理特性和高强度的较优的力学特性的异常组合,同时具有强收缩性、遇水湿化、易崩解的特殊性质。为探寻玄武岩残积土特殊的工程地质特性的机理,对其矿物成分、化学成分、结构形态、孔隙分布进行研究。结果表明,雷州半岛玄武岩残积土发育过程经历明显的富铝化、铁富集和盐淋失过程,黏土矿物以高岭石、三水铝石和伊利石为主,富含游离氧化铁、铝成分;微观结构类型为凝块结构和絮凝结构,游离氧化铁作为胶结物质以"包膜"形式包裹颗粒形成团聚体,增强了土的结构强度;孔隙以溶蚀孔隙以及团粒和絮凝体内微孔为主,微孔具有较大的比表面积和吸附能,吸水会产生较大的表面张力,引发软化、崩解现象。由于雷州半岛玄武岩残积土具有对水敏感,抗水性差特点,施工中应重点关注降雨引发的工程灾害。

雷州半岛玄武岩残积土的工程地质特性研究

雷州半岛玄武岩残积土属于区域性特殊土,全面系统地评价玄武岩残积土的工程地质特性对于该地区建设、地质工程勘察具有重要指导意义。玄武岩残积土是由玄武岩经过长期缓慢的风化分解与红土化作用形成,土层分布具有上细下粗的结构特征。黏土矿物以高岭石类为主,含有较多的游离氧化铁、铝。微观结构以凝块和絮凝结构为主,粒径小于1μm的微孔占总孔隙70%以上。特殊的物质构成与结构形态导致其具有高孔隙率、低密度、高液限的物理特性,但强度较高的力学特征。该土的膨胀性小,但收缩性较大,夯击压实效果差,抗水性差,浸水饱和后力学性质劣化明显,同时对温度与湿度等环境因素敏感,在炎热多雨的气候影响下,颗粒间胶质容易发生脱水老化,导致结构强度减损,微观尺度上结构扰动、破坏,遇水产生严重的崩解现象与较大的湿陷变形,实际工程应关注强收缩势与降雨积水引发的工程灾害。

不同干密度下玄武岩残积土土水特征曲线分析

采用美国SOILMOISTRUE综合压力板仪法,测试了原状与重塑玄武岩残积土样在不同密度下的土水特征曲线。试验结果表明:不同干密度下玄武岩残积土的进气值不同,干密度大的土样进气值较小,即相同含水率条件下土样的基质吸力随干密度的增大而增大;当基质吸力超过850kPa后,体积含水率随基质吸力的变化很小,重塑土与原状土土水特征曲线基本平行。进一步地采用Van Genuchten模型(简称VG模型)、Fredlund 3参数模型和Fredlund 4参数模型对试验所测的曲线进行了拟合,结果表明:VG模型能较好地拟合本次试验结果,同时给出了拟合参数,拟合的相关系数均大于0.99;对比Fredlund 3参数模型和Fredlund 4参数模型的拟合数据,可以看出假定残余含水率θr等于0是合理的,三种模型对玄武岩残积土土水特征曲线均具有良好的适应性,但VG模型拟合效果最为良好。

改性贵州玄武岩残积土的抗压强度试验研究

为了使贵州玄武岩残积土合理用于路基,通过采用石灰、粉煤灰、水泥三种改性材料按不同含量对其进行单掺、双掺、正交试验研究,同时考虑未浸水与浸水两种状态,测其抗压强度,得出最佳配比。实验结果表明:①单掺试验,改性残积土的抗压强度随着改性材料含量的增加而逐渐增大。石灰处理的改性土浸水时在8%达到最大值,粉煤灰处理的在未浸水时在15%达到最大值,同时浸水的试样全部崩解。②双掺试验,抗压强度均是随着含量的增加而增大,且石灰∶粉煤灰=1∶1的抗压强度比石灰∶粉煤灰=1∶2的高。③正交掺试验,得出试样的最佳配比为石灰8%,粉煤灰8%,水泥2%,同时得出石灰对玄武岩残积土的抗压强度影响最大。石灰、粉煤灰、水泥三种材料处理玄武岩残积土,其抗压强度均有不同程度的增加,故考虑三种材料混合处理玄武岩残积土对以后路基填料提供参考。

埃塞俄比亚玄武岩残积土工程特性初探

研究目的:结合埃塞俄比亚轻轨(一期)工程,通过测绘、勘探及室内试验综合勘察手段,全面了解玄武岩残积土地层岩性特征及物理力学性质,并对比国内工程做法及当地施工经验,探究玄武岩残积土的工程处理方案。研究结论:(1)玄武岩残积土不同于花岗岩残积土及一般黏性土,具有天然密度小、含水量大、孔隙比大、自由膨胀率、离散性较大等特性;(2)现场勘察宜采用原位测试、室内试验及工程物探等多种手段;(3)对玄武岩残积土进行岩土工程分析与评价可参照国内规范,但不宜照搬,施工中应搜集当地岩土勘察资料,借鉴其工程经验及做法;(4)该研究成果可应用于火成岩地区地下铁道及轻轨交通的岩土工程勘察。

美兰机场玄武岩残积土岩土工程特性试验研究

海口美兰国际机场场地广泛分布着玄武岩残积土,结合二期扩建飞行区、航站区及工作区的岩土工程勘察工作,分析该地区的区域地质构造,总结玄武岩残积土的地层岩性.通过静力触探试验、标准贯入试验、重型动力触探试验、平板载荷试验、反应模量试验等原位测试方法,探讨玄武岩残积土的承载力及变形特性.通过室内常规土工试验、膨胀及收缩性试验等,研究玄武岩残积土的物理力学特性.该项工作可供琼北地区岩土勘察、地基基础及地基处理工程借鉴.

重塑红棕色玄武岩残积土抗剪强度特性试验研究

红棕色玄武岩残积土属于强风化土,为了解其抗剪强度变化规律,对不同干密度、不同含水率的土样进行不固结不排水剪与固结不排水剪试验。试验结果表明:当含水率一定时,随着干密度的增加,土的抗剪强度增加;干密度一定时,随着含水率的增加,土的抗剪强度、黏聚力与内摩擦角均减小;经过固结后,土样的含水率较低时,主要通过提高黏聚力来提高抗剪强度;含水率较高时,则主要通过提高内摩擦角来提高抗剪强度。各条件下的试验所得抗剪强度指标可为工程设计提供参考。

浙江飞云江流域玄武岩残积土滑坡降雨入渗柱状实验研究

浙江飞云江流域广泛发育玄武岩残积土,土体松散,具有膨胀性、可塑性,在人类工程活动及强降雨作用下极易引发滑坡地质灾害。为掌握玄武岩残积土滑坡的成灾机理,选择玄武岩残积土典型滑坡——马济头滑坡,设计了降雨入渗柱状实验,模拟ABA和BAA两种降雨工况条件下土体内地下水入渗规律。结果表明:降雨期,土柱内土体体积含水率逐渐增大至最大值;间歇期,土柱内土体体积含水率减小幅度与土柱深度呈反比。ABA和BAA两种降雨工况的湿润锋入渗曲线形状均为直线型,湿润锋入渗速度不随深度发生变化,且湿润锋入渗速度与降雨强度呈正比。不同降雨工况下,土体体积含水率响应速度差异较明显。

重塑红棕色玄武岩残积土的残余强度试验研究

以重塑红棕色玄武岩残积土为研究对象,利用环剪仪对不同干密度、不同含水率的土体进行了不同加载方式下的多级环剪试验。探求了在大剪切位移下,土样干密度、含水率、加载方式及剪切速率对土体峰值强度和残余强度的影响。试验表明:试样的剪应力-剪切位移关系曲线呈应变硬化型,试样的状态对其峰值强度和残余强度均有影响,且该土样的峰值强度和残余强度差值较小。相同干密度的试样在同一加载方式下,各强度指标随含水率的变化趋势近似一致。峰值强度、残余强度、内摩擦角指标都随着剪切速率的增加而明显增大,但剪切速率对凝聚力指标的影响在不同的加载方式下并不一致。

重塑玄武岩残积土抗剪强度的试验研究

文章以重塑玄武岩残积土为研究对象,采用直剪试验测定了不同干密度、含水率下土体的抗剪强度及其强度指标,得到了黏聚力和内摩擦角随含水率的变化规律;通过滤纸法测定了不同干密度条件下残积土的土水特征曲线,结合直剪试验结果,分析了基质吸力对抗剪强度的影响规律。结果表明:随含水率增大,黏聚力呈先增大后急剧减小趋势,内摩擦角呈逐步减小趋势;在试验所得基质吸力范围内,随基质吸力增大,抗剪强度先增大后不变,非饱和抗剪强度参数φ~b逐步减小且最终趋于0°,即基质吸力对抗剪强度的贡献是有限的;竖向荷载对φ~b有较大的影响,竖向荷载越大,φ~b越大。

改性玄武岩残积土的水理特性试验研究

采用不同比例石灰、粉煤灰、水泥对玄武岩残积土进行改性处理的两种不同改性玄武岩残积土,对其进行崩解特性试验和干湿循环下抗压强度。结果表明:玄武岩残积土在很短的时间内崩解,改性土在经历24 h之后,仍无崩解现象;改性土在刚开始的7次干湿循环下抗压强度明显的增大,之后随着干湿循环次数的增加而降低,最终两种改性土的抗压强度有相等趋势;并得出与天然的玄武岩残积土相比,改性土具有很好的水稳性。这为玄武岩残积土地区环境对工程建设的影响提供数据参考。

玄武岩残积土环剪试验研究

为准确了解土体大剪切位移下的力学特性,利用环剪仪对不同剪切方式、剪切速率下玄武岩残积土的峰值强度与残余强度进行研究,找到适合玄武岩残积土的剪切方式和剪切速率,并在此基础上分析干密度与含水率对峰值强度和残余强度的影响。试验结果表明:已经形成剪切面的试样,能很快达到残余强度状态,预剪与多级剪所得试验结果偏大,应选用单级剪;剪切速率对峰值强度影响较大,而对残余强度影响相对较小,剪切速率大的试样出现"漏水"与"挤土"现象,容易对结果造成偏差;随着干密度的增大,峰值强度增大,残余强度先减小后不变;含水率越大,峰值强度和残余强度越小,玄武岩残积土存在明显的遇水软化现象。研究结果可为玄武岩残积土坡的稳定性分析与灾害防治提供参考。

考虑干湿循环影响下玄武岩残积土渗透系数的试验研究

利用常规的渗透仪和恒温恒湿箱对贵州玄武岩残积土进行了干湿循环下的渗透试验,探讨了玄武岩残积土的渗透系数与循环次数的关系。研究结果表明:渗透系数随干密度的增大呈递减趋势,最终趋于稳定,大量裂隙的发育是土样发生渗透的主要通道;由于游离氧化铁的存在,棕红色残积土经一次干湿循环后土样发生破坏,而黄褐色玄武岩残积土,经过7次干湿循环后,渗透系数趋于稳定,且比原来提高2个数量级,但试样没有发生破坏。采用非饱和土力学原理,分析不同干密度、不同循环次数对残积土透水影响的作用机理,为玄武岩地区的工程建设提供数据参考。

竖向应力对非饱和玄武岩残积土土-水特征曲线的影响

为探究应力作用对土-水特征曲线的影响,采用非饱和土固结仪,测得了由低到高多级竖向应力作用下的重塑红棕色玄武岩残积土土-水特征曲线,并在此基础上分析了竖向应力对玄武岩残积土土-水特征曲线的影响,利用参数模型对试验结果进行拟合,获得了土-水特征曲线的模型参数,并探讨了其变化规律。结果表明:竖向应力对土-水特征曲线有不可忽视的影响,竖向应力越大,土体水分越不容易排出且减少的速率越慢,土体残余含水率越大,增加相同的基质吸力时,竖向应力越大水分排出量越少,曲线越平缓;模型的拟合效果较好,随着竖向应力的增大,参数B0、t增加,参数B1减小,得到各参数与竖向应力的定量关系式,建立了可以考虑较大范围竖向应力的土-水特征曲线函数表达式。

贵州重塑黄褐色玄武岩残积土残余强度试验研究

以重塑黄褐色玄武岩残积土为研究对象,利用环剪仪对不同干密度、不同含水率的土体进行了不同加载方式下的多级环剪试验,探求了在大剪切位移条件下,土样干密度、含水率和加载方式对土体峰值强度和残余强度的影响。试验表明:试样的剪应力-剪切位移关系曲线呈应变软化型;对同一干密度土样,其峰值强度和残余强度随含水率的变化受每级固结后的状态影响较大;随着含水率的增大,残余黏聚力逐渐减小,而残余内摩擦角在较小的范围则小幅增大。对于同一含水率土样,干密度与峰值强度和残余强度均呈负相关关系,即峰值强度和残余强度均随着干密度的增大而减小。

非饱和玄武岩残积土剪切特性试验研究

非饱和土中的基质吸力对其抗剪强度特性有重要的影响。选取贵州毕威高速公路沿线的玄武岩残积土样,采用非饱和直剪仪进行控制基质吸力的剪切试验。试验结果表明,在不同的基质吸力和净法向应力作用下,重塑试样由于结构性遭到彻底破坏,应力应变关系表现为应变硬化型。在300 kPa的基质吸力范围内,基质吸力对黏聚力影响显著,对有效内摩擦角基本无影响。非饱和玄武岩残积土的抗剪强度与基质吸力基本呈线性关系,非饱和抗剪强度参数φ-b=19.4°,验证了非饱和土双应力状态变量抗剪强度公式的适用性。

微生物诱导碳酸盐沉积技术固化红棕色玄武岩残积土的试验研究

在微生物诱导碳酸盐沉积(MICP)理论基础上,以贵州省毕威高速公路的红棕色玄武岩残积土为研究对象,用巴氏芽孢杆菌(Sporosarcina pasteurii)和营养盐(尿素和醋酸钙的混合物)对其进行环保固化处理。通过直剪和固结试验探究微生物固化对玄武岩残积土宏观力学性能的影响;并用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析,以及显气孔率分析等检测方法揭示其微细观机理。试验结果表明,玄武岩残积土经微生物固化后,抗剪强度大幅提升,黏聚力c平均提升了193.3%,内摩擦角φ平均提升了12.3%;其压缩性能也得到大幅改善,压缩系数a_(v1-2)平均降低了40.1%,压缩模量E_(s1-2)平均提升了41.45%。由X射线衍射分析得知,微生物固化生成了大量的碳酸钙;扫描电镜、能谱分析和显气孔率检测结果显示,微生物固化生成的碳酸钙均匀地填充了土体内部孔隙并将土颗粒胶结在一起,改善了土体的力学性能。

强夯法加固玄武岩残积土有效加固深度探讨

琼北地区广泛分布着玄武岩残积土,结合海口美兰国际机场二期扩建飞行区地基处理试验段工程实例,总结琼北玄武岩残积土的岩土工程特性,选取原位测试指标作为强夯法有效加固深度的判别标准.通过地基处理前后的静力触探试验、标准贯入试验、重型动力触探试验对比分析,探讨强夯法加固玄武岩残积土的有效加固深度,该项工作可供琼北地区同类地基处理工程借鉴.