根-土复合体抗剪强度影响因素研究

为比较根-土复合体组分及法向应力对其抗剪强度的影响程度,选取四川省喜德县冕山镇坡面(安宁河流域砾砂区)云南松根-土复合体和素土作为研究对象,通过室内直剪试验获得其抗剪强度,烘干试验获得各组分质量,利用根-土复合体的干土质量、水质量和干根质量进行Pearson相关分析,构建回归分析模型计算根-土复合体各组分质量与抗剪强度的标准化回归系数。结果表明:根-土复合体的干土质量与干根质量间存在显著负相关关系(P=0.002<0.01,r=-0.792),根-土复合体中水质量与干土质量和干根质量之间均无显著相关关系(P>0.05);云南松根-土复合体中干土质量、干根质量和水的质量与抗剪强度的标准化回归系数分别为0.06、0.03和0.03,表明干土质量对根-土复合体抗剪强度的影响程度较水的质量和干根质量的影响程度大;与素土的内摩擦角和黏聚力相比,云南松根-土复合体的内摩擦角增加了1.31%~1.97%,黏聚力增加了16.71%~34.74%。

花岗岩残积土抗剪强度与微观结构特征

对不同水的质量分数(含水率)及不同压实度的花岗岩残积土试样开展三轴试验和电镜扫描试验,探究土样的抗剪强度特性与微观孔隙结构之间的关系,从微观角度揭示花岗岩残积土的抗剪强度衰减机理。试验结果表明:花岗岩残积土试样的应力-应变曲线呈现应变硬化特征,抗剪强度随着含水率的升高而降低,随着压实度的增加而增加,且在围压应力较低时,花岗岩残积土试样对含水率及压实度的敏感性更强;从微观角度,花岗岩残积土试样的中孔隙和大孔隙的占比随着含水率的升高而增加,随着压实度的增加而减少。

海底隧道泥水盾构始发端头加固范围研究

依托于青岛地铁跨海隧道某区间盾构始发案例,通过综合考虑盾构几何尺寸、板块强度理论以及土体滑移理论对理论公式进行了改进,确定了纵向加固长度h=16.1m;根据土体扰动极限平衡理论计算得出相应的径向加固范围:隧道两侧的加固长度为B=3.75m,拱顶为H_(1)=5.64m,拱底为H_(2)=3m,与实际加固范围相差不大;针对工程地质特点,提出了一种综合洞门素墙、“U”型素墙、套管咬合桩以及后退式注浆的盾构始发端头加固方式,可为青岛地区跨海隧道盾构始发提供参考。

西北地区水库黄土库岸稳定分析

水库库岸失稳是水利水电工程中常见的边坡变形方式。由于水库蓄水,水位上涨,引起地下水位升高,岩土体内的断层、裂隙和空隙中的水压力发生变化,使岩土体的强度指标弱化,将可能引起古滑坡体复活或促成新的不稳定滑体。初步探讨了对西北地区中小型水库的库岸稳定机理,通过研究分析,提出了库岸稳定预测的计算方法。

边坡工程中抗滑群桩工程特性的数值分析

针对建立抗滑群桩的设计方法问题,分析了抗滑群桩在水平推力作用下的力学行为.以重庆江东边坡的典型断面为例,应用有限元程序CORE3D分析了群桩的桩间颗粒土的土拱区域,结合桩的荷载位移曲线、土拱效应解释了土体应力传递到抗滑桩的规律,通过对影响土拱效应的参数,如桩间距、土体厚度、抗滑桩嵌入深度和桩径等的深入研究,提出了相应的群桩布置参数估算公式.研究成果在重庆江东边坡的防护工程设计中得到了应用,并取得了较好的效果.

主应力轴旋转对土体性状影响的试验进展研究

对目前国内外主应力轴旋转条件(包括单向旋转和循环旋转)下土体性状研究的室内试验进行系统的分析与总结,得到以下结论:土体在不排水主应力轴旋转条件下产生孔压积累,这在主应力轴循环旋转中特别显著,且通常大于等剪应力幅度的动三轴或扭剪试验产生的孔压,并可建立与某种应变增量的函数关系,此外孔压开展的速率与程度受到土体原生各向异性的影响,但当试样所受剪应力水平较低时,上述影响的程度减弱。而在主应力轴循环旋转过程中,孔压还与主应力轴的转幅或循环次数等因素有关;主应力轴循环旋转并没有导致有效内摩擦角的显著变化。相当一部分试验结果表明,不论主应力轴旋转时的排水条件如何,只要采用归一化的强度标准,土体后续的抗剪强度并不受主应力轴旋转的影响,但也有一些试验表明,排水条件下主应力轴旋转引起原生各向异性轴的同步旋转,导致同一方向旋转前后的定向抗剪强度不尽相同;土体在主应力轴旋转条件下的主应变增量方向往往介于主应力增量和主应力方向之间,而旋转过程对土体后续加载路径中的应力–应变关系是否产生影响主要依赖于主应力轴旋转过程中产生的应变积累水平。此外,还建议可从孔压、强度、应力–应变关系3个角度出发,进行高剪应力水平、高频率主应力轴旋转试验,并深入研究各个应力因素对主应力轴旋转下土性的影响。

结构性土体固结压力的力学效应

针对黄土、盐渍土、红土、下蜀土、软土以及添加水泥和石灰固化后的吹填土等特殊土体表现为结构强度高、先期固结压力大,且地表土超固结比十分高,存在随着土层深度的增加,前期固结压力值减小的反常规现象,开展了土体结构力、结构强度和结构性土体等一系列问题的研究.通过对大量试验资料的分析,讨论了影响土体前期固结压力的主要影响因素,包括土体胶结类型、成因特点、原岩结构以及环境等因素;根据原状土和重塑土的圧缩曲线半定量地确定结构强度值;并探讨了结构力的形成机制.研究结果表明:土体结构强度受到影响则导致土体前期固结压力发生改变;前期固结压力实质上是由传统定义上的前期固结压力与结构强度两部分构成;结构力即为颗粒之间形成的固化胶结连结力.最后给出了结构强度和结构性土的定义.

西安地裂缝带土体动强度特性试验研究

地裂缝场地动力响应一直以来是地裂缝灾害研究涉及的薄弱环节。由于地裂缝的存在,场地变得不完整和不连续,进而场地动强度参数将发生变化,而场地动强度参数的变化又直接影响地裂缝场地动力响应。针对临潼—长安断裂带内最北侧的f_(c1)地裂缝,开展了裂缝带两侧土体动强度特性试验,获得了动应力应变时程曲线及不同围压下动强度与破坏振次关系曲线,从而得到了不同破坏振次下地裂缝带两侧土体的动强度参数。试验结果表明:地裂缝带两侧土体的动应变随着围压的增大越容易达到破坏,而对于同一围压不同动应力幅值的土样,其土样所受的动应力幅值越大,越容易达到破坏;地裂缝带两侧土体的动强度随固结围压的增大而增大,动内黏聚力c_d及动内摩擦角φ_d随着破坏振次的增大而减小;不同类型土体动强度表现出差异性,其中Q_3(L_1)黄土动强度略大于Q_2(L_2)黄土,Q_3(S_1)古土壤动强度最小。

渗流对土体抗剪强度的影响

土体的抗剪强度是土体的主要强度指标之一。当土体中存在渗流时 ,由于水流的力学、物理、化学等作用 ,会使土体的抗剪强度发生变化 (主要趋势是使抗剪强度降低 )。定量分析了各种情况下渗流作用对土体抗剪强度指标 φ ,c、有效应力及切向力的影响 ,得到了渗流作用下土体抗剪强度的定量表达式 。

渗流对土体抗剪强度的影响

土体的抗剪强度是土体的主要强度指标之一。当土体中存在渗流时 ,由于水流的力学、物理、化学等作用 ,会使土体的抗剪强度发生变化 (主要趋势是使抗剪强度降低 )。本文定量分析了各种情况下渗流作用对土体抗剪强度指标、有效应力及切向力的影响 ,得到了渗流作用下土体抗剪强度的定量表达式 ,并给出应用算例 ,说明了渗流对土体抗剪强度的明显影响。

路基粗粒土抗剪强度影响因素分析

粗粒土由于其优良的工程性质,在中国高速公路与铁路路基填筑中得到了广泛的应用。通过调研国内外大量的研究成果,分析了影响粗粒土抗剪强度的主要因素,探讨了这些因素对抗剪强度的影响机理。分析结果表明:粗细颗粒比例、颗粒本身的性质、应力状态、含水率、剪切速率以及粒径大小等是影响粗粒土抗剪强度的主要因素;粗粒土的抗剪强度主要决定于颗粒间形成的土体结构强度以及颗粒本身的特性,即所有影响土体结构强度以及颗粒本身特性的因素,均可对其抗剪强度产生影响。

宝鸡峡塬边渠道高边坡变形破坏分析及削坡设计

土体含水量是影响高边坡稳定的重要因素。本文对宝鸡峡灌区总干98km高边坡变形破坏原因进行了探讨，并提出高边坡治理设计坡型。

单节理岩体强度试验研究

从理论和经验两方面阐述单节理岩体的强度特征及其确定方法,结合实际的隧道工程岩体,对加工制备的5组完整岩石和含单节理岩石样品进行室内轴向压缩强度试验,应用基于细观离散的三维颗粒流程序PFC3D仿真室内试验结果,从而确定出数值试验中相应岩石和节理的基本细观输入参数。在此基础上,通过对实际工程进行地质调查构建节理岩体结构的理想地质模型,输入岩石与节理的基本细观参数,实现对大尺度单节理岩体进行数值预测的强度试验,并获得实际工程岩体的应力—应变关系及相关的强度特征。试验研究表明:节理的存在降低岩体的强度,改变岩体的延性;岩体中同组的不同节理间存在相互的强度弱化作用,作用的结果导致岩体的总体强度下降,因此简单地分步应用单节理理论预测含多节理的岩体强度是不可行的;基于岩体结构,应用室内试验与数值试验相结合确定大型节理岩体强度的方法是可行的。

固化铅污染土的干湿循环耐久性试验研究

在商用高岭土、膨润土与商业黄砂混合物中加入硝酸铅溶液,添加水泥和石灰两种固化剂,采用室内压实制样方法获得固化的铅污染土试样。进行干、湿循环试验,测试固化体的质量损失和无侧限抗压强度等参数随干、湿循环次数的变化规律,评价固化铅污染土的干、湿耐久性。测试结果表明,本试验8种配比的试样都满足干、湿循环的要求;黏土矿物为膨润土的试样干、湿循环耐久性比黏土矿物为高岭土的试样要差;水泥固化土的干、湿循环耐久性要略优于石灰固化土;加入8 000 mg/kg的铅可略增大土体的抗干、湿循环耐久性。水泥和石灰固化/稳定化重金属污染土时。

城市环境下的水土作用对土强度的影响

在对南宁市水化学场进行历史分析的基础上，对南宁市天然水化学场进行模拟，以模拟溶液作为土体的浸渍液，研究变异后的水化学场对土体强度的影响。

土体小应变特性的研究进展

大量实测资料表明 ,在工程实际中大部分土体的变形在 0 0 1%～ 0 3%之间。但由于仪器精度的限制及人们意识的不足 ,直到近年来人们才逐渐意识到研究小应变土体特性的重要性 。

基于原位直剪试验的岩土体力学特性研究

岩土体力学参数是分析露天开采矿井边坡稳定的必要基础数据,原位直剪试验是获取岩土体可靠力学参数的重要方法。以内蒙古白云鄂博西矿露天边坡为工程背景,提出一种改进的原位直剪试验装置,即通过将型钢用锚杆锚固于岩土体内为垂直液压千斤顶提供作用反力的方式替代堆载装置,开展矿区典型岩土体力学特性研究。结果表明:不同区域及类型的岩土体,其内聚力的偏差较内摩擦角更大;岩土体的微观构造及宏观结构显著地影响着岩土体力学特性与剪切面破坏形态;这种改进的原位直剪试验装置在实际操作中是切实可行的,可为矿区边坡稳定性计算分析提供重要的参考依据。

无黏性粗粒土强度的三轴尺寸效应

为研究粗粒土抗剪强度的三轴尺寸效应,进行了相同试样尺寸条件下不同最大粒径无黏性粗粒土的三轴压缩试验。试样直径101 mm,试验土料最大粒径分别为2 mm,5 mm,10 mm,20mm,40 mm,且具有自相似分形结构以避免几何填充特性对尺寸效应的影响。试验结果表明,随着最大粒径增大,无黏性粗粒土的抗剪强度增大,线性和非线性抗剪强度参数皆有增大的趋势;当最大粒径大于试样直径的1/5时,三轴试验中无黏性粗粒土的抗剪强度具有明显的尺寸效应。

湿陷性黄土区某长输管道黄土陷穴灾害研究

通过对某油气管道(兰州至渭源段)沿线黄土陷穴的研究,较系统的分析了该线黄土陷穴发育规律及管沟黄土陷穴的成灾原因、致灾过程和机理,认为该线黄土陷穴发育具有一定的规律性;其成灾的本质原因为填土土体强度低,此外气候水文条件和微地形地貌也是主要因素;并初步将陷穴致灾过程划分成4个阶段及定性地分析其在3类微地貌单元的3种致灾机理,为长输管道沿线黄土陷穴灾害的防治提供依据。

含软弱夹层的层状岩体流变力学特性试验

依据工程地质结构制作含软弱夹层的层状岩体试样,采用全自动三轴流变伺服系统进行三轴流变力学试验,研究含软弱夹层的层状岩体的流变变形规律及加速流变特性,依据岩体各级应力水平下的稳态流变速率确定岩体的长期强度,为工程岩体流变数值试验参数辨识提供参考。根据流变试验结果,提出反映不同岩层流变力学性质的层状岩体流变模型,在模型中引入损伤变量,使流变模型可以准确反映多层状岩体在不同应力水平下的损伤流变特性。对提出的非线性损伤流变模型进行参数辨识,拟合曲线与流变试验结果较吻合,验证了非线性损伤流变模型对层状岩体的适用性。