Design and verification of portable direct shear tester with application to remolded colluvium geomaterials

The mechanical properties of colluvium strongly govern the stability of colluvial slopes, and they arc essential for the related analysis and design. Nevertheless, their measurement is not easy on account of heterogeneity in property and difficulty of sampling. This study attempted to evaluate the shear strength of remolded colluvium by means of a simple direct shear test in the field. A portable direct shear tester was designed to overcome the inconvenience and expensiveness of the conventional large-scale in-situ direct shear test. It can be easily assembled and applied for the silnplc field direct shear test. For calibration, the results of the portable direct shear tester were compared with the results of the laboratory direct shear tester for four different types of soil samples, i.e. standard sand, slate debris, arenaceous shale debris and mixture of gravel and sand. Correlation formulas were established based on the calibration, enabling the portable direct shear tester to measure and estimate the shear strength of remoldcd colluvium in field. This study primarily focuses on the colluvium in Central Taiwan, including the lateritic Dadu Terrace and the arcnaceous shale of Taiping-Wufcng mounts. The portable direct shear tester was applied to sites selected in these areas, and the results were furthcr analyzed and discussed.

卵砾石土抗剪强度指标原位直剪试验研究

现场大型原位直剪试验是测定卵砾石土强度指标的一种有效方法。通过对江南低山丘陵区典型卵砾石土4个试样的现场大型原位直剪试验,在获取卵砾石土抗剪强度指标的同时,还在试样剪切破坏后的破坏面上取样进行卵砾石土的颗粒粒径分析。试验结果表明:级配良好的卵砾石土原位直剪试验的剪切应力和剪切位移之间的关系曲线具有明显的峰值强度,并出现较稳定的残余强度;试验场地卵砾石土的黏聚力较低,而内摩擦角较高,卵砾石土的这种强度特性不同于一般的均质土体和碎裂岩体,与组成材料的性质、颗粒大小、粒径组成、粗糙程度、充填物的胶结程度和密实程度等因素有关。

堆石料与基岩面直剪试验

介绍了堆石料与基岩面的现场直剪试验方法.6个组次的直剪试验结果表明,堆石料与基岩面的抗剪强度指标随基岩面坚硬度的增大而增加,并随基岩面粗糙度的加大而加大.

土质边坡抗剪强度试验结果分析

通过对两个实际工程中边坡的现场剪切试验及室内直剪试验成果进行分析,认为现场试验较室内直剪试验更符合实际受力状态,应尽可能采用现场直剪试验确定的c、值作为边坡治理的依据。

都龙锡矿排土场松散岩土体原位直剪试验研究

介绍了都龙锡矿排土场主要是由采场爆破的岩石堆排而成,通过现场原位直剪试验,获得了排土场松散岩土体直接剪切时的剪应力-水平位移关系曲线,为矿山排土场边坡稳定性评价提供了较为真实的抗剪强度参数。

柳家凹黄土滑坡滑动机制研究

以豫西山区柳家凹黄土滑坡为研究对象,采用现场地质勘探和调绘的方法确定了滑坡的形态和性质;利用原位试验和室内试验确定了滑带土的强度衰减的影响因素和影响规律;采用现场监测等技术手段,确定了滑动深度。在此基础上,分析了柳家凹滑坡的活动历史、成因、范围和影响因素。调查和分析表明,柳家凹黄土滑坡的滑动机制可概括为古滑坡因路堑开挖和降雨而局部复活。古滑坡黄土体结构相对松散,抗剪强度较差。当古滑坡前缘土体被开挖后,古滑体失去前缘支挡,在自重应力和地下水共同作用下,古滑坡体前缘沿黄土层与砾石层交接面滑动带滑移破坏。根据古滑坡复活情况分析,柳家凹黄土滑坡为牵引式滑坡,当滑体前缘滑动后,后面的滑体陆续出现滑动,裂缝向纵深方向发展。

基于砂卵石土抗剪强度现场试验的全黏结式锚杆支护结构稳定性分析

洛阳砂卵石土现场直剪试验结果表明：对于含水率约为2％，粗粒含量P，约为78．66％的砂卵石土，黏聚力c=22～34kPa，内摩擦角φ=38°～40°。黏聚力和内摩擦角变化对预应力全黏结锚杆支护体系整体稳定性和锚杆轴力的影响分析表明：随着黏聚力的增加，砂卵石土层中锚杆轴力明显减小，基坑整体稳定性大幅增加。黏聚力增加约30kPa，基坑整体稳定性系数提高约11％～15％。

原位直剪试验装置的优化研究及应用

基于国内外学者对岩土体原位直剪试验方法和装置的研究成果,对原有的现场原位直剪试验方法和装置进行优化改进,汇集了4种创新点,改进后的原位直剪试验设备具有相对简单、操作方便等优点.通过室内直剪试验与该原位直剪装置的试验结果的对比以及工程方面的实际应用,验证证明其准确性和可行性,具有良好的推广应用前景.

夯土类古建筑现场直接剪切试验研究

在文物保护工程现场,采用堆载法进行了现场直接剪切试验。通过现场直接剪切试验与室内土工试验成果的对比,分析了不同试验条件下夯土的抗剪强度指标的差异,试验结果表明:对于成分复杂或含较大颗粒杂质的夯土建筑,建议采用现场直接剪切试验获取夯土的抗剪强度指标,可以更客观、更准确地反映夯土体实际的抗剪状态,有利于评价夯土体的抗剪强度水平。现场直接剪切试验得出的夯土抗剪强度指标小于室内直接剪切试验得出指标值。若无现场直接剪切试验条件,为进行古代夯土保护工程安全稳定性验算,可将室内土工试验测定的粘聚力值、内摩擦角值进行适当折减,折减系数建议为0.7~0.8。

原位直剪试验测试强风化岩体强度参数的数值模拟

简述了某强风化岩的原位直剪试验,并采用数值模拟手段对试验进行模拟还原。结果表明,模拟得到的土体强度参数与试验值较为接近,在一定程度上证明了数值计算方法的准确性。而后对试样的应力变形特性进行了分析,试样剪应力云图大体呈现工字型分布,也即试样两端的剪应力较大,而中部的剪应力相对较小,试样在约束刚度较大的位置(如靠近铁质剪切盒)或具有一定凹角的接触面上(如剪切盒的边角处)存在明显的应力集中现象。通过数值模拟计算,一方面可以更为全面地展示原位直剪试验结果,揭示在试验中所无法获取的信息,另一方面,模拟结论也能够跟试验成果互为佐证,以便将其可靠地推广应用到滑坡的防治研究中。

惠州地区全风化花岗岩现场直剪试验研究

采用堆载法对天然状态下未扰动全风化花岗岩进行现场直剪试验,获得了不同正应力作用下的剪应力-剪应变关系曲线以及法向位移-剪应变关系曲线,对其应力应变关系进行了分析。结果表明,未扰动全风化花岗岩在剪切过程中随着剪应变的不断发展均呈现出不同程度的应变软化,土样所受正应力越大,其峰值剪应力越大。正应力较小时(0 kPa、50 kPa),剪切过程中土样不断向上变形,呈剪胀;随着正应力的增大,土样逐渐从一直剪胀转变为先剪缩后剪胀。对各土样的峰值剪应力-正应力进行线性拟合,得出了该未扰动全风化花岗岩的c、φ值,为边坡稳定分析及设计优化提供参考。

惠州某220 kV变电站复杂边坡设计与分析

超高边坡及其软基处理一直是变电站设计的难题。通过分析某220 kV变电站工程复杂边坡,填方边坡采用强夯置换及设置坡脚排水棱体的软基处理方法,挖方边坡采用锚杆格构梁支护,最后通过GeoStudio程序及现场直剪试验对设计结果进行了复核。取得了预期的效果,旨在为复杂边坡设计提供案例实践经验。

全风化粗粒花岗岩现场直剪试验研究

全风化粗粒花岗岩粗颗粒含量较多,而且粗颗粒含量对土体的抗剪强度特性具有一定的影响。实际工程中全风化粗粒花岗岩不扰动土样采取较困难,抗剪强度指标一般取经验值。本文开展了全风化粗粒花岗岩现场直接剪切试验,对比分析了试验结果与以往经验值,最后提出了全风化粗粒花岗岩的抗剪强度指标建议值。

湖北咸宁核电站场平工程原位直剪试验研究

结合湖北咸宁核电站场平工程,从试点的选择、试件制备、试验布置、设备安装、荷载施加等方面探讨了水平推挤法试验的关键步骤。根据试验记录和现场资料,得出了抗剪强度参数,绘制了土体破坏剪切压力与位移的关系曲线。

高温后珊瑚海水海砂混凝土直剪力学性能及损伤演化

为探究高温后珊瑚海水海砂混凝土(CSSC)直剪力学性能及其损伤本构关系,以经历最高温度T、恒温时长H为变化参数,设计并完成了高温后CSSC直剪试验。通过试验观察了高温后CSSC直剪破坏形态,获取了相应的应力-位移曲线,得到了T、H对CSSC剪切强度、体积膨胀及质量损失的影响规律,对比分析了高温后CSSC损伤演变过程。研究结果表明:高温导致CSSC内部出现不均匀温度场,并出现表面龟裂、边角崩裂等现象;随着T及H的增加,CSSC剪切承载力逐渐降低,体积膨胀率和质量损失率逐渐增大。当T>400℃后剪切强度下降速率加快;T=800℃时CSSC直剪强度仅为常温下的39%。最后,提出了高温后CSSC直剪强度计算方程及其损伤演化过程。

输电线路戈壁碎石土地基现场直剪试验

针对西北750kV输电线路建设的甘肃河西走廊地区戈壁滩碎石土地基的特点,选择3个具有代表性试验场地进行了现场直剪试验。结果表明:戈壁滩碎石土具有粘聚力,3个试验场地碎石土的粘聚力分别为10.2kPa、23.0kPa和15.3kPa,内摩擦角分别为39.6°、43.4°与47.0°。试验结果可作为该地区输电线路掏挖原状土铁塔基础设计的依据。

大孤山铁矿排土场散体粒度分形特征的分析研究

排土场大量堆存的散体容易诱发泥石流、滑坡等地质灾害,研究散体的物理力学性质是分析排土场边坡稳定性的重要环节。该文应用分形几何理论和现场原位大面积直剪试验,通过对大孤山铁矿排土场散体粒度和抗剪强度进行分析研究,建立了不同级配散体抗剪强度指标c值、φ值与分维数D之间的关系,初步论证了分形几何理论在联系散体微观构成与宏观力学性质中的作用。