基于PIV劈裂试验膨润土抗拉强度公式的修正

用于高放废物深地质处置库的压实膨润土砌块因绑扎起吊,会受到拉应力的作用产生拉张裂隙进而影响其使用效果,因此系统研究膨润土的抗拉强度具有重要工程实际意义。基于粒子图像测速技术对压实膨润土进行了一系列的劈裂试验和直接拉伸试验,探求快速且准确获得膨润土抗拉强度的试验方法,同时基于PIV劈裂试验对膨润土抗拉强度公式进行了修正。试验结果表明:压实膨润土的抗拉强度随着含水率的增加呈先增加后减小的趋势,当含水率为13%时其抗拉强度最大。应力-位移关系曲线、位移矢量场和裂隙特征在阶段性划分中存在明显的一一对应关系。当压实膨润土的含水率和初始干密度均相同时,劈裂试验获得的抗拉强度大于直接拉伸强度。采用Frydman提出的修正系数2g和PIV劈裂试验获取的变形参数对劈裂抗拉强度进行修正,修正效果较好。同时在经典巴西劈裂公式基础上引入一个简化修正系数K,结合PIV劈裂试验结果也可快速、准确地获得压实膨润土的直接拉伸强度。

基于粒子图像测速技术的黄土径向劈裂试验研究

用粒子图像测速(PIV)测试系统对黄土原状样和重塑样进行了一系列劈裂试验,同时用压汞仪对黄土原状样和重塑样进行了微观结构定量对比分析,探讨结构性、初始干密度对抗拉强度的影响。试验结果表明:当试样劈裂破坏时,原状样峰值荷载比重塑样的大,重塑样的峰值荷载随着初始干密度的增加而增加。由位移矢量场可知,原状样劈裂破坏时主裂隙倾斜,次生裂隙不发育;重塑样劈裂破坏时主裂隙呈径向垂直,次生裂隙较发育;不同初始干密度重塑样的裂隙发育形态基本一致。当初始干密度相等时,原状样的累计汞压入量曲线和孔径分布密度曲线均高于重塑样,原状样的集聚体间孔隙比重塑样的多,但由于原状样具有明显的结构性,因而原状样的抗拉强度比重塑样的高。随着初始干密度增加,重塑样的累计汞压入量曲线向下移动,孔径分布密度曲线峰值向左移动,集聚体间孔隙逐渐减小甚至消失,导致抗拉强度随着初始干密度增大而增加。

广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性试验研究

为探讨广吸力范围内国道G310路基黄土水力力学特性,采用WP4C仪、压力板法、滤纸法和蒸汽平衡法对其开展持水特性试验,用全自动直剪仪对具有不同初始干密度和不同吸力的试样进行强度特性试验,并结合压汞试验进行微观分析。根据上述试验数据提出快速预测抗剪强度公式。试验结果表明:随着初始干密度的增加,积聚体间孔隙体积发生收缩,积聚体内孔隙占主要作用。广吸力范围内试样的土水特征曲线随着初始干密度增大而向右上方偏移,而孔隙比随吸力的增加基本不变。抗剪强度随着初始干密度增大而增大,且随着吸力增加而增加。应力-应变曲线低吸力范围呈应变硬化现象,高吸力范围呈应变软化现象。利用Khalili&Khabbaz模型预测的抗剪强度值与实测值非常接近,因此该模型可用于预测广吸力范围内非饱和黄土的抗剪强度。