Shear Strength Behavior of Two Landfill Clay Liners

Direct shear tests were conducted to obtain both the shear strength ofcompacted clay liners (CCLs) specimens and the interface shear strength between compacted clay linerand base soil. These experiments were conducted under the conditions of five different watercontents. The experimental results show that shear strength of both CCLs and CCLs/base interfacedecreases with the increase in the water content of CCLs and base soil. In addition, the considerateconcentration of NaCl in leachate has no deteriorating effect on the shear strength of liners.Triaxial shear tests were also conducted on clay liner specimens to obtain total and effective shearstrength under a fast compression. The shear strength parameters with total stress are φ=18. 5°and c=30 kPa for clay-bentonite, and φ=48. 5° and c=90 kPa for sand-bentonite and those witheffective stress are φ'= 27. 2° and c'=25 kPa for clay-bentonite, and φ'=35° and c'=100 kPa forsand-bentonite, respectively. These results indicate that the compacted clay-bentonite shows normalconsolidation, but that the compacted sand-bentonite exhibits over-consolidation.

江苏沿海饱和粉土三轴试验的研究

以江苏沿海饱和粉土473组试样为基础,通过试验,比较系统地分析研究该区域饱和粉土的三轴UU、三轴CU(测孔压)试验指标和直剪试验指标,并探讨了各类指标间相互关系,为海域工程建设中评价粉土的抗剪强度提供了借鉴。

饱和度变化对非饱和粉质粘土抗剪强度的影响

边坡工程中的土体多为非饱和土,其抗剪强度的研究对于分析边坡稳定性十分关键.但在实际工程中,由于非饱和土的饱和度多没有规律,且孔隙比与含水量又各不相同,因此为了找出非饱和土抗剪强度指标受饱和度影响的变化规律,本研究采用制备重塑土样的试验方法进行三轴和直剪试验,旨在找出相同孔隙比和不同饱和度条件下重塑土样在不同制样方法和不同剪切试验下的抗剪强度指标的变化规律.试验表明:非饱和土在不同的制样方法和实验条件下,其抗剪强度指标的变化规律差别较大,因此在工程实际运用过程中,在分析边坡稳定性时应查明边坡非饱和土体的形成原因,要对应分析其饱和度对土体抗剪强度的影响,这对工程实际中的边坡稳定性分析具有重要的指导意义.

含CO_2水合物沉积物力学特性研究

参照我国南海神狐海域含天然气水合物富集区沉积物的特点,配制近似粒径的泥质粉细砂作为水合物的赋存骨架,利用含天然气水合物多功能设备制备含CO_2水合物泥质粉细砂,进行三轴剪切试验,研究水合物对赋存介质的强度与变形特性的影响。试验结果表明:在净围压相同的情况下,随着水合物饱和度增大,含CO_2水合物沉积物的强度和刚度都增大并出现剪胀现象,土样黏聚力也有明显上升,但对内摩擦角影响不大。在饱和度相同的情况下,随着围压的增大,土样的强度逐渐增强,应变硬化趋势明显,且剪胀趋势减弱。

含天然气水合物饱和粉质沉积物三轴剪切试验

为开发中国南海粉质储层中丰富的天然气水合物能源,对水饱和状态下含天然气水合物粉质沉积物进行力学特性研究。根据南海水合物岩心粒径曲线人工配制了粉质沉积物,并基于“先生成-再饱和-后固结”方法制备了水饱和状态下含天然气水合物粉质沉积物,并在较低有效围压条件下开展了一系列三轴排水剪切试验。研究结果表明:(1)较低有效围压下粉质沉积物破坏强度随水合物饱和度增加呈现近似线性增长,水饱和状态下含相同饱和度水合物沉积物的破坏强度明显低于气饱和状态下其强度;(2)饱和度为40%的天然气水合物使粉质沉积物黏聚力增长了约4倍,内摩擦角则增长了约5.2°;(3)当有效围压增大时,纯粉质沉积物体应变持续减小,含水合物粉质沉积物体应变则先增后减;粉质沉积物体应变均随水合物饱和度增大而减小,而其体应变差值则逐渐缩小;(4)水合物胶结作用会降低沉积物初始固结程度,而沉积物剪切变形特性主要受到初始固结程度、水合物胶结作用和有效应力因素综合影响。因此,水合物饱和度降低导致的黏聚力降低、二次固结和剪切变形可能是中国南海天然气水合物开采诱发粉质储层变形的重要原因。

K_0固结粉质黏土非共轴特性试验研究

为研究主应力轴定向旋转条件下K_0固结饱和粉质黏土的强度特性和变形特性,利用GDS三轴试验系统,进行K_0固结饱和粉质黏土三轴定向剪切试验,研究不同大主应力方向角β时K_0固结饱和粉质黏土的应力–应变发展规律及应力–应变非共轴现象。结果表明:当β<45°时,K_0固结粉质黏土表现为轴向压缩变形为主,其抗剪强度随着β的增大而增加;当β=45°时,试验变形以扭剪变形为主;当β>45°时,试样轴向由剪缩变形转换为剪胀变形,径向和环向表现为挤缩变形,其抗剪强度随着β的增大而减小,土体抗剪强度最大值出现在β=60°时,而非纯扭剪试验β=45°时。K_0固结粉质黏土在τ_(zθ)/σ_(c0)-(σ_z-σ_θ)/(2σ_(c0))平面上强度包络线近似呈抛物线形。除纯扭剪试验外,其余组试验结果表明K_0固结粉质黏土应力–应变关系表现出明显的非共轴现象。上述研究成果为复杂应力路径条件下K_0固结饱和粉质黏土的力学特性及其本构关系研究提供了科学依据。