不同水泥掺量胶结钙质砂的导热性能及微观结构分析

钙质砂的导热性能影响周围土体的传热过程,引起不同环境温度下钙质砂的工程力学性能变化及灾害效应。基于热针法分析5种不同水泥掺量(P_(s)=5%、7.5%、10%、12.5%、15%)胶结钙质砂的导热系数变化规律,利用SEM、MIP、NMR技术综合揭示该过程中胶结钙质砂微观孔隙结构变化的本质特征,在此基础上阐释热特性演化的微观机理。试验结果表明:胶结钙质砂的导热系数λ随水泥掺量P_(s)的增大而递增,P_(s)小于10%时,λ呈线性递增,P_(s)大于10%时,λ增长缓慢;随着水泥掺量P_(s)的增大,胶结钙质砂中孔隙数量越来越少,孔隙占比下降明显,但P_(s)增大到10%后,总孔隙面积、孔隙数量、孔隙率等微孔隙结构参数变化减缓;不同水泥掺量胶结钙质砂的导热系数λ与其微观孔隙结构变化呈负相关关系,本质原因在于凝胶状的水泥水化产物连续填充了胶结钙质砂孔隙,降低了其孔隙率,改善了砂样内部传热,宏观表现为其导热系数λ随水泥掺量P_(s)的增大而增大。

基于南水模型的钙质砂应力-应变关系模拟

钙质砂是一种海洋生物成因的特殊岩土材料,具有颗粒性状不规则、易破碎的特点,表现出与石英砂不同的力学性质。为模拟钙质砂在不同应力水平下的应力-应变关系,首先分析南水模型的不足:即无法描述应力不变情况下应变无限增长的特点和不能描述钙质砂的剪胀性;然后通过在切线模量中引入应力比与峰值应力比的比值,合理考虑了颗粒破碎的影响;提出了切线模量和切线体积比与应力比间的函数关系式,使得改进后的模型能较好地描述应变-体变关系。同时,将孔隙压力系数引入到孔隙压力表达式中,较好地模拟了三轴不排水剪切试验结果。与现有的模型相比,改进后的模型表达式简单易懂,参数获取更为方便。

六偏磷酸钠浓度对柳州红黏土颗分试验的影响

柳州红黏土是一种特殊土,具有较多的团粒结构,依据土工试验规范及对试验方法所作相应改进,开展了不同浓度的六偏磷酸钠颗粒分析试验(密度计法)。试验结果表明:柳州红黏土适宜采用0.06%~0.07%的六偏磷酸钠进行分散(相对于1 000 m L),在此浓度区间六偏磷酸钠的分散效果最佳,有较好的稳定性。此结论明确了土试样差异性对颗分试验结果的影响,使得出的结果更精确。根据试验结果,对六偏磷酸钠的作用机理进行了分析和讨论。

基于修正邓肯-张模型模拟红黏土应力-应变关系

分析了原状红黏土的应力-应变关系,从结构性损伤角度进行分段描述:硬化型应力-应变关系分为2个变化阶段,而软化型则分为3个变化阶段。为准确模拟其应力-应变关系,基于结构性修正邓肯-张模型,提出了一种计算损伤参数的方法,并进行原状红黏土三轴固结不排水试验模拟计算,发现模型能较好地反映土体应力-应变在不同阶段的发展规律,其中表征损伤发展速率的参数a^∗与围压以及应力-应变关系曲线类型有关,取值范围在0.15~0.35,对红黏土弹塑性模型的建立具有参考意义。