微生物—活性氧化镁固化盐渍土强度变化规律研究

利用微生物—活性氧化镁固化技术改良滨海细粒氯盐盐渍土,通过不同氧化镁掺量条件下固化盐渍土的无侧限抗压强度试验、直剪试验及水稳性试验,探究此方法固化盐渍土的强度变化规律及改良效果,试验结果表明:微生物作用可明显促进活性氧化镁反应,加速固化盐渍土;活性氧化镁掺量增加,固化盐渍土的无侧限抗压强度和抗剪强度均随之增大,20%氧化镁掺量的固化盐渍土的抗压强度和抗剪强度(法向应力为100kPa时)分别是未改良盐渍土的8.18倍和8.21倍;黏聚力随着活性氧化镁掺量的增加明显增大,而内摩擦角呈现先增大后减小的趋势;活性氧化镁掺量增加,固化后盐渍土的水稳系数也增大,可明显改善盐渍土的水稳性。

固化细粒氯盐盐渍土工程特性研究

在滨海盐渍土用于路基填料的工程背景下,对生石灰、生石灰+粉煤灰及生石灰+粉煤灰+水泥改良后的氯盐盐渍土进行击实试验、CBR试验、干湿循环试验和水稳性试验。试验结果表明:随着改良剂掺量的增加,固化盐渍土的最优含水率增大,最大干密度略微减小;改良后盐渍土的CBR值均远高于素盐渍土,单一生石灰固化盐渍土CBR值稳定在30%左右,双掺固化盐渍土CBR值先增加后减小,三掺固化盐渍土的CBR值增加明显,最高达88.5%;固化盐渍土在干湿循环作用下仅表面遭到破坏,整体未发生崩解,改良剂掺量越少,质量损失越多,干湿循环对三掺固化盐渍土的影响最小;固化盐渍土的水稳系数均在50%左右波动,能明显改善盐渍土的水稳性。

冻融循环对固化滨海盐渍土强度的影响规律研究

针对滨海区氯盐盐渍土开展了生石灰、粉煤灰和水泥改良试验,研究不同改良类型条件下,不同掺比的固化滨海氯盐盐渍土冻融循环前后及不同冻融循环次数下固化盐渍土无侧限抗压强度(UCS)变化规律,结果表明:冻融循环前后固化盐渍土的应力应变曲线呈现应变软化型,试件呈现脆性破坏,经过11次冻融循环后,单一生石灰固化盐渍土随生石灰掺量增加,UCS降幅减小,特别的是双掺固化盐渍土冻融后的UCS明显高于未冻融固化盐渍土,且掺量越大增幅越大,三掺固化盐渍土冻融前后的UCS变化不明显,且UCS均高于1500 kPa;三掺条件下冻融循环次数对固化盐渍土强度影响较小,可有效改善盐渍土抗冻融性。

基于D-P准则千枚岩变形破坏统计损伤本构模型研究

在分析岩石变形机理基础上,选用Drucker-Prager准则和推广的Lemaitre应变等价性原理,在统计损伤变形理论基础上考虑岩石初始损伤阈值,建立能表达绢云母千枚岩变形破坏全过程的统计损伤本构模型,对岩石三轴围压条件下应力-应变曲线进行拟合。引入损伤修正参数q对完全破坏阶段的变形过程进行修正,利用公式法代替传统比较法所得到的参数;修正后模型能更好地反映绢云母千枚岩处于完全破坏阶段变形特征,常规物理力学试验即可得到相应模型参数。探讨不同围压下分布参数对本构模型影响,验证该模型的准确性和可行性。

粗粒土三轴试验颗粒流细观参数敏感性分析

通过离散元软件PFC3D建立了粗粒土三轴试验模型,并对剪切过程进行了模拟,定性分析了宏观和细观参数之间的关系。结果表明,试样峰值应力随着围压和摩擦系数的增大而增大;弹性模量随着有效模量的增加而增加;刚度比对试样的泊松比影响较大;颗粒形状对试样的峰值应力影响较大,不规则颗粒试样的峰值应力比球体颗粒的更大。研究结果对粗粒土三轴试验离散元模拟的参数标定提供了一定的指导意义。

考虑初始压密阶段的千枚岩变形破坏全过程统计损伤本构模型

针对现有岩石本构模型在模拟初始压密阶段非线性变形时存在的不足,在分析岩石变形机理的基础上,将岩石抽象为由空隙和骨架两部分组成的材料,结合宏观与微观综合分析了岩石变形与空隙和骨架两部分变形之间的关系。选用Drucker-Prager准则并以含有大量初始微结构面的千枚岩为对象,对其在低围压状态下的全过程变形特征进行模拟研究。利用统计损伤理论建立岩石的本构模型,并给出相关参数的确定方法。将文章模型和已有相关模型的计算结果与试验曲线进行比较分析,结果表明,所建模型能够较好地反映荷载作用下岩石变形破坏的全过程,有效地验证了文章所建岩石损伤统计本构模型的合理性和优越性。

含石量对千枚岩土石混合体剪切特性影响的颗粒流数值模拟

以湖北宜巴高速咸池沟大桥下游处渣场中的千枚岩弃渣为研究对象,结合室内大型三轴试验,基于离散元软件PFC 3D,建立了大型三轴剪切试验数值模型,从宏观和细观角度分析了含石量对土石混合体剪切特性的影响以及试样变形破坏的机理。试验结果表明:试样的内摩擦角随含石量的增加而增加,黏聚力则随着含石量的增加呈现出先增加后减小的趋势,在50%含石量处取得最大黏聚力;剪切过程中试样的体应变表现为先剪缩后剪胀,含石量越高,剪胀性越强;从细观尺度上揭示了土石混合体在剪切中变形破坏的机理,初期的剪缩是由于加载板向下移动,试样被压密、高度减小所致,剪切中后期试样中部的颗粒朝向与竖直方向呈约45°的方向向两侧运动,形成两个共轭剪切带,试样在宏观上表现剪胀,随着含石量的增加,试样中部颗粒运动的速度更快,宏观表现出的剪胀性越显著。