人工冻融海相黏土微观孔隙特征试验研究

针对海相黏土的强结构性,结合微观孔隙特点,定量分析了压汞试验海相黏土冻融及压缩前后进汞压力与进汞增量的变化关系,获得了4种工况下的土体孔径、孔表面积的定量变化规律。结果表明,原状软黏土经冻融、压缩作用后孔隙分布发生改变,各类孔隙在数量分布上也发生改变,部分较大的孔隙破裂分解成中小孔隙,或部分小孔隙连通成狭长的中大孔隙,孔隙变化情况复杂;同冷端温度条件下冻融及压缩后,孔径-对数进汞增量曲线对应峰值处,最大进汞增量及对应孔径差异较大;对于冻融后的压缩土,在外荷载作用下,峰值处对应的最大进汞增量均降低约50%,孔径与进汞压力为负对应关系。

基于工业X-CT的人工冻结软黏土细观变形特征试验研究

为探索人工冻结软黏土细观变形特征,对原状软黏土开展4种不同冷端温度冻结条件下封闭系统单向冻融试验,对冻融前后的试样分别进行三维工业X-CT扫描,重构各土样冻融前后的三维X-CT数据模型。通过对比各组试验冻融前后土样细观结构形态的定量变化特征,构建了冻融体积收缩率与冻结冷端温度的定量关系。结果表明,软黏土冻融体积收缩率与冻结冷端温度呈指数衰减关系。工业X-CT作为一种无损检测手段,能够有效表征软黏土冻融前后细观变形特征。

红黏土改良铜尾矿砂用作路基填料的工程特性研究

尾矿砂用作公路路基填料,是尾矿综合利用的有效途径之一。本文以江西地区典型红黏土改良铜尾矿砂,对江西红黏土和铜尾矿砂的基本物理特性进行定量研究,并开展不同红黏土掺量(10%、20%、40%、60%)和不同铜尾矿砂粒径组(0.25~0.5mm、0.1~0.25mm、0.075~0.1mm、<0.075mm)条件下混合料的比重、渗透系数、压缩特性及重金属离子迁移试验等,研究其工程特性。研究结果表明:铜尾矿砂颗粒粒径越小,渗透系数就越低,颗粒粒径<0.075mm时较0.25~0.5mm条件下降低73.85%。黏土掺量越多渗透系数越低,黏土掺量为60%时较掺量为10%相比下降82.36%;铜尾矿砂颗粒粒径越低孔隙比变化率越高,颗粒粒径<0.075mm时孔隙比变化率最高为0.6。黏土掺量增加其孔隙比变化先降低后增高,黏土掺量40%时孔隙比变化率最低为0.32。黏土掺量为60%时孔隙比变化率为0.45;红黏土掺量越高,对重金属离子阻滞作用越明显,黏土掺量为80%时较未掺入红黏土的铜尾矿砂Mn、Cu、Zn离子浓度分别下降66.74%、52.64%、30.27%。

铜尾矿砂—红黏土混合料三轴剪切特性

利用江西地区分布广泛的红黏土与铜尾矿砂混合,采用三轴试验研究不同粒径组(0.25~0.5 mm、0.1~0.25 mm、0.075~0.1 mm、<0.075 mm)和不同红黏土掺量(10%、20%、40%、60%)条件下铜尾矿砂—红黏土混合料抗剪强度和变形特性。结果表明:铜尾矿砂粒径越大,土体抗剪强度越大,且在红黏土掺量为40%时抗剪强度最高;尾矿粒径为0.2~0.5 mm条件下其应力~应变关系具有明显的应变硬化现象,粒径小于0.25~0.5 mm条件下其应力~应变关系具有明显的应变软化现象;铜尾矿砂—红黏土混合料的割线弹性模量在围压300 kPa时,随着轴向应变的增大呈先快速减小后缓慢减小,最后趋于平缓;修正的邓肯—张模型可以很好地描述铜尾矿砂—红黏土混合料非线性变形的显著特性;依据试验数据得出不同条件下修正的邓肯—张模型参数m、n、l值,模型拟合吻合度高,说明修正的邓肯—张模型参数的可靠性较高。