反复剪切作用下砒砂岩土壤力学性能试验

为分析砒砂岩土壤的力学性能,该文根据砒砂岩土壤的粒径分布特点,对比分析3种不同粒径（≥0.5~1 mm、≥0.25~0.5 mm、〈0.25 mm）,4种不同含水率（5%、8%、11%、14%）土壤试样在法向压力50~300 k Pa作用下反复直剪的力学性能,得出以下结论：1）不同粒径的砒砂岩在第1次剪切中剪应力出现峰值,第2、3、4次的剪应力与剪切位移关系曲线呈微硬化型。粒径范围为≥0.25~0.5 mm的砒砂岩峰值强度和残余强度均最低;2）砒砂岩随含水率增加,峰值强度和残余强度均有所降低。粒径范围为≥0.5~1 mm的峰值强度和残余强度受含水率影响最显著;3）进一步拟合得到了砒砂岩法向位移和剪切位移的函数关系,可以较好地反应砒砂岩剪切过程的剪胀规律。该研究为砒砂岩区水土流失及边坡稳定问题的防治提供力学依据。

反复剪切作用下的红黏土力学性能试验研究

为研究反复剪切作用下红黏土的力学性能,对山西地区红黏土进行了4种不同含水率和4种法向压力作用下的反复直剪试验。试验结果表明:含水率对红黏土的抗剪强度和残余强度均有影响。随着含水率的增加,抗剪强度和残余强度均呈降低趋势,强度指标内摩擦角和黏聚力均随含水率的增加而减小。在相同含水率下,随着竖向应力的增加,抗剪强度呈增加趋势。本文提出一种求反复剪切以后红黏土内摩擦角和黏聚力的方法,与现有方法进行比较,得到两种方法计算结果的差别。该研究为边坡稳定问题的防治提供理论依据。

含水率对重塑红黏土反复抗剪强度影响试验研究

红黏土性质的稳定与安全生产息息相关,抗剪强度作为红黏土强度特性之一,与红黏土的稳定性密切相关。为探究含水率对红黏土反复抗剪强度的影响,以山西长治地区的重塑红黏土为研究对象进行反复直剪试验。试验结果表明:无竖向压力时,随着剪切次数的增加,抗剪强度减小并趋于稳定值,第2次剪切达到抗剪强度时对应的剪切位移小于第1次剪切时的位移,稳定剪切时对应的剪切位移大于第1次剪切时的位移;抗剪强度与含水率呈负线性关系,且抗剪强度为土体的真黏聚力,随着含水率的增加先增大后减小。当施加竖向压力后,抗剪强度随着含水率的增加而减小;利用抗剪强度表达式拟合得到内摩擦角和黏聚力,其中黏聚力随着含水率的增加先减小后增大;通过真黏聚力计算得出新的内摩擦角,2种分析方法得出的内摩擦角基本接近且均随着含水率的增加而减小,减小幅度逐渐增大。定义黏聚力差异指数比来研究真黏聚力与黏聚力之间的差异,分析得到黏聚力与真黏聚力的差异指数比在0.75~9.96之间,当含水率为19.5%时黏聚力差异指数比达到最小。利用所建立的相关经验公式,能够为红黏土地区矿山岩土勘察、设计和开挖过程中土性参数的合理选取提供一定参考。

液限对南阳原状膨胀土抗剪强度影响的研究

为探讨膨胀土液限与黏粒含量的关系,以及液限对膨胀土峰值强度摩擦角和残余强度摩擦角的影响,利用电动应变控制式剪切仪和ShearTracⅡ反复直剪仪对26种原状膨胀土进行快剪试验(快剪、饱和快剪、饱和固结快剪)和反复剪试验。结果表明:膨胀土液限与黏粒含量呈良好的线性正相关关系;不同状态下试样的峰值强度大小顺序为饱和固结快剪强度>快剪强度>饱和快剪强度;随着液限增加,峰值强度的摩擦角逐渐减小,且液限对饱和快剪摩擦角的削弱作用强于对其他两者的削弱作用,当液限超过57%后,饱和快剪摩擦角略微增大,但不明显,三者摩擦角大小排序与峰值强度排序相同;低法向应力下,饱和样残余强度应力位移曲线的应变软化特性相较天然样有所减弱,峰态也逐渐减弱或消失;随着液限增加,试样残余强度摩擦角呈多项式逐渐减小趋势。

黏粒含量对磁县段膨胀土抗剪强度影响的试验研究

利用电动应变控制式直剪仪及直剪/残余剪切试验仪对南水北调磁县段不同黏粒含量的原状膨胀土进行快剪、饱和快剪、饱和固结快剪和反复直剪试验,研究黏粒含量对其抗剪强度的影响。研究表明:饱和后试样的抗剪强度明显降低,固结后强度提高,且饱和作用对黏粒含量较大的中膨胀土强度的削弱作用更为显著,固结作用对黏粒含量较小的弱膨胀土强度的"治愈"作用更显著;随黏粒含量的增大,黏聚力逐渐减小,内摩擦角则先减后增,其临界值在32%左右;峰值强度后的抗剪强度降低幅度随黏粒含量的增加而增大;土体的峰值强度τf随黏粒含量则先减后增,变化趋势比较平缓;残余强度τr随黏粒含量增加逐渐减小,成指数关系;残余强度内摩擦角φr与黏粒含量成对数关系,黏聚力cr则比较离散。

不同因素影响下层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性试验研究

为了获得不同初始颗粒粒径分布和含水率对层间错动带颗粒破碎和剪切强度特性的影响,通过对比泥夹碎屑、泥夹粉砂、全泥型3种不同层间错动带类型与现场3种不同含水率(10%、7%和3%)试样在法向压力2～10 MPa作用下的反复直剪试验和剪切面颗粒粒径分析试验结果,可得出以下结论:①粗颗粒越多(d60越大),采用相对颗粒破碎势Br量化的颗粒破碎程度越大;②较干颗粒(低含水率)由于磨损产生了更多的细小颗粒,而较湿颗粒(高含水率)由于破裂和摩擦产生了较大颗粒;③粗颗粒仅对峰值抗剪强度产生一定的影响,且粗颗粒越多,残余强度包线非线性越强;④黏聚力和内摩擦角随含水率线性减小,且低含水率试样残余强度包线非线性最强;⑤残余内摩擦角随颗粒破碎后的黏粒含量(<2μm)线性减小。提出的残余内摩擦角初步预测公式可供实际工程参考。

土体强度恢复对边坡稳定性影响分析

南京市高淳区胥河两岸历史上汛期发生过多次滑坡,对于某些在滑坡体附近实施的工程,如何在保证安全的前提下最大程度地节约施工成本且缩短工期,一直以来都是众多设计和施工单位探寻的重要课题。文章通过现场取样对该地区土体进行反复剪试验,深入探讨土坡的滑动后强度恢复物理力学机制。并基于Phase软件针对某泵站基坑工程项目滑坡后不同恢复时间条件下的场地状况进行稳定性分析,以及支护结构比选,最后综合工期、安全性、造价得出滑坡后该场地的最佳施工方案。研究结果对于同类型的工程具有一定的参考意义。

瓦屋山水电站厂房区红层岩体古滑坡稳定性研究

红层岩体以其岩体结构的软硬相间及软弱夹层发育而在边坡稳定方面表现为＂易滑地层＂。瓦屋山水电站厂房区边坡为顺向坡,砂岩类岩石与黏土岩类岩石呈缓倾、互层状（倾角10°~20°）产出。构造与表生改造作用下,在这两类软硬相间的岩石界面上常形成分布较为连续的软弱夹层,这类岩体较易沿软弱夹层产生顺层滑动。地质历史时期,瓦屋山厂房区就是在这样的地质背景下,形成了多个古滑坡体,如颜湾和庙子岩古滑坡,它们在自然状态下已基本稳定。随后因风化剥蚀等作用,古滑坡体形态被改变或被来自后缘斜坡的坡残积层所掩埋,使其在勘察期间难以被发现。庙子岩滑坡即是这样一个被掩埋的古滑坡体坡,施工开挖过程中,由于切脚及降雨作用,使其重新滑动复活。本文以反复剪试验得到的滑动面抗剪参数,采用边坡稳定极限分析能量法（Energy Method Upper Baond Limit Analysis）,简称EMU法,对庙子岩古滑坡在各种工况下的稳定作了计算,并据其结果采取了相应的抗滑处理。本文可作为红层岩体地区该类型滑坡勘察和工程处理设计的参考。

高压力下层间错动带残余强度特性和颗粒破碎试验研究

针对某水电站层间错动带的原状样与重塑样,模拟现场地应力条件,在试验法向应力高达10 MPa条件下开展了反复直剪试验。试验结果表明:原状样峰值强度高于重塑样,但强度下降较快,二者残余强度趋于一致;此外,试样发生了大规模的颗粒破碎,采用颗粒相对破碎势Br量化重塑样剪切面附近区域与非剪切面附近区域颗粒破碎程度,对比发现,前者颗粒破碎程度高于后者,且破碎机制不同;剪切面颗粒破碎是高压力下残余强度包线非线性的根本原因:剪切强度的下降(残余强度与峰值强度的比值)与Br和S2(试验前后小于粒径<2μm颗粒含量的比值)呈线性关系,颗粒破碎导致的能量释放和不断产生的黏粒(<2μm)降低了剪切强度。

贵州红棕色玄武岩风化土强度试验研究

在滇黔地区公路建设中,沿线边坡表层经常广泛分布着红棕色玄武岩风化土,厚度较大,风化程度较高,降雨作用对边坡的稳定影响较大。土质边坡的稳定性在很大程度上取决于土的抗剪强度指标,但目前对玄武岩风化土的强度缺乏系统深入的研究,给该地区工程建设带来了挑战。通过现场原位推剪试验和一系列室内土工试验,得出了该红棕色玄武岩风化土的抗剪强度指标变化规律、含水量对土体强度的影响、峰值强度和残余强度之间的差异,为边坡稳定性分析提供了必要的参考依据。

滇黔地区黄褐色玄武岩风化土强度试验研究

为了全面探索分析黄褐色玄武岩风化土的抗剪强度,通过现场原位水平推剪试验和室内三轴压缩试验以及直接剪切试验等一系列土工试验,得出了黄褐色玄武岩风化土体的抗剪强度指标变化规律,还分别在天然含水率条件下和饱和含水条件下进行室内土工相关试验,研究了含水量变化对土体抗剪强度参数的影响。

镍铁矿渣加筋土强度试验及其路基填筑技术研究

如何利用镍铁矿渣废料进行滨海浜塘软土地基处理,文章开展了初步的研究。针对镍铁矿渣含有玻璃纤维的特征以及新旧镍铁矿渣存在的粒度成分差异,文章通过烘干-浸水大面积反复直剪试验开展了研究,结合拉拔试验结果分析了玻璃纤维及含水量对镍铁渣抗剪强度和拉拔强度的影响。在此基础上提出了新镍铁渣的预处理措施,并讨论了水沉法压实工艺的适宜性,提出了水淬镍铁渣加筋土垫层填筑施工要点。

柳家凹黄土滑坡滑带土残余强度特性研究

柳家凹滑坡为古滑坡复活型,滑动带位于黄土层与砾岩层中间的红色黏土层,由于路堑开挖扰动和地下水作用使滑带土性质弱化造成了滑坡的发生。取滑带土的原状土样试件和重塑土试件进行室内反复直剪试验,研究了大剪切位移条件下滑带土的强度衰减特性,获得了滑带土的残余强度指标。对试验土试件的峰值强度和残余强度进行统计,结果为滑带土的残余强度远小于其峰值强度,cr约为cf的0.4倍,φr约为φf的0.7倍。

土质边坡土体抗剪强度室内外试验研究

结合具体的滑坡工程,通过8个现场水平推剪试验和4组室内反复直剪试验研究了滑带土的抗剪强度指标变化规律、含水量变化对土体强度参数的影响、峰值强度和残余强度之间的差异等.试验结果表明,对于渐进式滑坡,坡体一般有足够的时间形成其滑动面,因此这类边坡的稳定性依靠的应该是它的残余强度,而不是峰值强度.同时,含水量的变化对土样抗剪强度有很大的影响,遇水作用后其强度下降很快,并随着含水量的增加,土体的峰值强度降低,剪切变形增加,这些特性对边坡稳定性非常不利.最后,与室内直剪试验相比,现场水平推剪试验更能按土体实际受力情况来确定试验应力路径,能保证土样的原始结构和含水状态,并沿潜在的滑动方向进行大面积剪切,是一种合理有效的试验方法,试验所得结果值与土体真实值较接近,其结果一般对工程设计是可靠的.