聚丙烯纤维增强橡胶砂固结不排水剪切试验

鉴于橡胶砂作为回填材料时承载力低和变形量大的问题,采用加入聚丙烯纤维(PPF)的方法提高橡胶砂的力学性能,提出了聚丙烯纤维增强橡胶砂的半干拌式制备方法,通过48组聚丙烯纤维增强橡胶砂、普通橡胶砂和纯砂试样的固结不排水剪切试验,探究了聚丙烯纤维掺量和橡胶掺量等参数对聚丙烯纤维增强橡胶砂主要力学变形特征参数的影响.结果表明:聚丙烯纤维对橡胶砂弹性模量的影响较小;聚丙烯纤维增强橡胶砂具有先剪缩后剪胀破坏的特征,其偏应力与轴向应变关系为应变硬化型;聚丙烯纤维可有效提高橡胶砂的内摩擦角和黏聚力;聚丙烯纤维增强橡胶砂破坏偏应力的提升效果十分显著,最高可提高3倍.

对多级加荷三轴固结不排水剪切试验应用的探讨

通过单样CU三轴试验和多样CU三轴试验、分析,探讨了控制屈服应变和固结排水时间对土抗剪强度的影响.试验结果表明,对于多级加荷试验,第一级控制应变应相对较大,第二级控制应变应稍大,第三级应变应稍小;同时初步得出多级加荷试验下第一级固结度对抗剪强度影响较大的结论.

软土的不同固结度三轴固结不排水剪切试验浅析

软土对地基稳定性影响很大。软土工程性质较差,会对地基的稳定性产生不利影响。通过研究某人工岛项目软土的不同固结度三轴固结不排水剪切试验强度,得知随着软土固结度的增加,其三轴固结不排水剪的有效应力粘聚力和内摩擦角也逐渐增加。

干湿循环周次对川西红黏土影响的固结不排水剪切试验

选用成都市新津区红黏土,开展了针对经不同干湿循环周次ndw作用的土样的固结不排水剪切试验,研究地下水位季节性反复升降对川西红黏土力学特性的影响。结果表明:随ndw的增加,土样应力-应变曲线依次经历三个典型应力响应状态,分别为“应变硬化”型-“应变过渡”型-“应变软化”;在不排水固结剪切路径下,土样孔隙水压随ndw的增加呈现逐渐增长的变化趋势,且初期的增长速率较大,后期趋于平缓;随ndw的增加,有效应力路径曲线从最初的近似“S”型逐渐演化为“镰刀”型,干湿循环作用对土样的体应变产生较为显著的影响,随ndw的增加,干湿循环引起的土样体积压缩应变越小。

营口地区软土固结不排水剪切应力-应变归一化性状研究

通过对营口地区粘土三轴固结不排水剪切试验,得出在不同的固结压力下营口地区软土应力-应变曲线呈现硬化型特性,且土体中存在一种胶结构造直接影响软粘土的强度.同时对比分析了以(σ3)n、主应力差渐进值(σ1-σ3)ult为归一化因子的两种归一化方法的研究,并建立了相应的归一化方程可以对不同围压下的应力-应变曲线做出较好的预测.

重塑土不排水剪切应力-应变关系预测

通过不同含水率下的重塑土三轴固结不排水剪切试验,分别以固结围压和主应力差渐近值作为归一化标准因子,研究应力-应变曲线的归一化特性。在此基础上利用双曲线方程和BP神经网络建立重塑土应力-应变关系的预测模型,并对比两者的预测效果。结果表明:基于BP神经网络建立的预测模型可以考虑初始含水率和固结围压的影响,其拟合和预测精度比基于双曲线方程所建立的预测模型要高。

粘土固结不排水三轴连续剪与分级剪试验的对比

对15组粘土分别进行分级剪与连续剪试验,分析、对比、统计检验试验数据得出,两种方法所得的抗剪强度参数C、及C′、′无显著差异,而连续剪所得的C值与分级剪所得的C′值有一定的差别。只有通过对连续剪所得的C值进行适当修正,粘土的固结不排水连续剪切试验结果才更加接近分级剪切试验结果。

非饱和重塑压实粘土的三轴剪切试验

为了研究潮湿多雨地区粘性土路基的压实特性,基于非饱和土理论,用非饱和土三轴仪,对不同粘土试样进行了不同围压下的三轴不固结不排气剪切试验,分析了压实度及剪切过程中孔隙压力对剪胀的影响。试验结果表明:剪胀与压实度、围压密切相关;当孔隙水压力为负时,孔隙气压力随剪胀和剪缩的变化而变化,而孔隙水压力总表现出先减小后稳定的趋势;当孔隙水压力为正时,孔隙水压力、气压力均随剪胀和剪缩的变化而变化,水压力、气压力曲线为两条相互平行的曲线。这一结论与以往剪胀、剪缩只与孔隙气压力有关的结论不同。

三轴剪切过程中软黏土的微观结构及分形特征

土的物质组成和内部结构是决定土物理力学性质的主要因素;当土性质变化时,土中孔隙大小和形状变化最直观.为研究三轴剪切过程中软黏土微观结构变化特征,利用扫描电子显微镜获取了软黏土在不同应变速率和不同应变阶段的三轴固结不排水剪切试验后土试样的SEM图像;计算得到了软土的等效孔径和孔隙(颗粒)分维值.研究表明,该软黏土具有团粒-絮凝结构.试验前后软黏土中的孔隙均以小孔径、中孔径为主,大孔径孔隙分布较少;大孔隙主要存在于原状土和剪切破坏后土样中.剪切过程中存在一个影响孔隙分布随应变速率变化的应变阈值.软黏土具明显分形特征,孔隙分维值为1.891~1.750,颗粒分维值为1.825~1.908;在剪切过程中,颗粒分布分维值增大,孔隙分布分维值减小,孔隙大小和形状变化最显著.

固结对黏性土抗剪强度的影响研究

针对天然沉积黏性土原状土样开展三轴固结不排水剪切和不固结不排水剪切对比试验,探讨固结对抗剪强度及其指标的影响规律。结果表明:土样在固结不排水剪切和不固结不排水剪切试验下,两者抗剪强度变化趋势大致相同,都随着土样含水率的增加而降低;不固件不排水剪切的黏聚力略高于固结不排水剪切的黏聚力,两者黏聚力均随着含水率的增加而降低,内摩擦角变化不明显;固结与不固结不排水剪切下,液限高的黏聚力高于液限低的试样的黏聚力,随着含水率的增加两者间的黏聚力逐渐接近;无论何种固结方式,在归一化含水率w*后黏聚力均与归一化含水率w*呈线性关系,随着归一化含水率w*的增加,黏聚力逐渐降低,内摩擦角变化不明显。

固化黄土力学特性三轴试验研究

为进一步认识固化黄土的力学特性,以郑州地区黄土为试验材料,制备不同固化剂掺量的试样,并在标准养护条件下养护至试验龄期后饱和。应用GDSTTS标准应力路径三轴仪,开展固结不排水(CU)剪切试验,主要研究围压、固化剂掺量以及养护龄期对固化黄土力学特性的影响。试验结果表明:郑州地区固化黄土具有显著的结构性,其应力应变曲线呈现出应变软化特征,并可用驼峰型三参数表达式描述;同时,增大围压和固化剂掺量以及延长养护龄期,固化黄土的峰值应力及残余应力都增大、养护龄期超过一定时间后,其对固化黄土强度的影响趋弱。

级配效应下珊瑚砂不排水剪切特性研究

采用三轴固结不排水剪切试验,对基于Dinger-Funk方程得到的5种不同级配的珊瑚砂进行剪切特性研究,并以中值粒径d_(50)作为评价区分珊瑚礁砂级配的指标。结果表明,珊瑚砂的峰值偏应力与级配参数的中值粒径d_(50)呈线性关系,随着中值粒径d_(50)的减小而增加;珊瑚砂的剪胀程度随着级配中最大颗粒粒径的减小(d_(50)减小)而提高,但随着有效围压的增加而降低;珊瑚砂的内摩擦角与黏聚力在随级配变化时,二者表现为对立的增长趋势:当黏聚力表现为增加时,内摩擦角减小,反之内摩擦角增大;珊瑚砂的抗剪强度参数在当级配中的最大颗粒粒径为1~2 mm时出现异常值;珊瑚砂的有效内摩擦角随着级配的中值粒径d_(50)的增大呈线性增长关系。

河漫滩沉积层粉土力学性质改良试验研究

针对河漫滩沉积层粉土用作路基填土或用于边坡工程时的路基冲刷破坏及滑移破坏的工程病害问题,提出采用土壤稳定剂和聚丙烯纤维对沉积层粉土进行物理力学性质改良。直接剪切试验结果显示,两种改良材料均能较好地提高粉土的黏聚力(c)。其中,土壤稳定剂改良粉土的最佳稀释浓度为1∶200;聚丙烯纤维改良粉土的最优参数为纤维长度12 mm、纤维掺量0.2%。三轴固结不排水剪切试验显示,土壤稳定剂和聚丙烯纤维复合改良效果更显著,低围压条件下土体应力应变曲线为应变软化型,在高围压条件下土体应力应变曲线转变为应变硬化型。因此,在工程应用中推荐将土壤稳定剂和聚丙烯纤维复合以改善粉土的物理力学性质。

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土强度特性试验研究

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土(RST轻质土)是一种由原料土、废弃轮胎橡胶颗粒、水泥和水混合而成的新型轻质填筑材料。它不仅可以减小资源浪费和环境污染,还具有轻质高强的优点,可以改善填土的工程性质。为了研究其抗剪强度特性,对不同配合比的废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土,进行常规三轴固结不排水剪切试验,得出了固结不排水剪破坏形态及应力应变曲线、孔压应变曲线形态。结果表明随着橡胶颗粒含量的增加,RST轻质土的应力应变曲线从软化型向硬化型过渡。试验还得出了材料配比对固结不排水剪切试验下RST轻质土的抗剪强度、抗剪强度指标及孔隙水压力系数的影响规律,并从强度机理和土体骨架结构的角度分别解释了材料配比影响抗剪强度指标和孔隙水压力系数的原因,结果表明RST轻质土的强度可以用灰土比进行线性拟合。研究成果可作为进一步研究这种新材料本构关系的依据。

根土复合体的抗剪特性研究

为了研究根系对土体的加固效应,模拟矿区排土场边坡恢复植被油松样地的含水率与土壤密度,以根径和埋根方式为控制因素,制备根土复合体,利用全自动三轴仪,进行了固结不排水（CU）剪切试验。结果表明,与素土相比,根系能够提高土体的极限主应力差,增强土体抵抗破坏的能力。根土复合体是一种特殊的弹塑型材料,其主应力差与轴向应变曲线呈光滑非线性特征,随着围压的增大,表现出由应变硬化型向应变软化型转型的特征;围压对极限主应力差影响显著,埋根方式、根系直径对极限主应力差的影响不显著。随着根径的增加,不论是水平埋根还是垂直埋根,根土复合体的粘聚力均为增加的趋势;垂直埋根的根土复合体则随着根径的增加内摩擦角增大,而水平埋根的根土复合体的内摩擦角则有轻微的减小。根土复合体的Wu-Waldron根粘聚力模型修正系数K″范围为0.11～0.37。

新岩滑坡膨胀性软岩Duncan-Chang模型及归一化特性研究

延边地区公路沿线广泛发育一种膨胀性较强的软岩,具有较强膨胀性,致使这一地区公路边坡出现了多处滑坡现象,带来了较大的危害。为了描述该地区岩土介质材料的强度及变形特征,分析吉林省在建汪延高速公路上的新岩滑坡的稳定性并为支护设计提供基本参数,通过现场取样,进行室内固结不排水剪切试验。试验表明:试样的应力-应变关系曲线为典型的双曲线,在低围压下,土体表现出弱应变硬化型,在高围压下,土体呈现明显的应变硬化型。结合Duncan-Chang模型,对实验结果进行分析,得到了D-C模型参数,并在此基础上,研究该地区膨胀土的归一化特性,结果表明,当归一化因子为(σ1-σ3)ult时,归一化程度最好,同时建立了应力-应变关系特性的归一化方程,能较好预测应力-应变关系。

基质胶结对土石混合体强度变形特性影响

利用应变控制式静力三轴剪切仪,对具有不同胶结程度和含石量的土石混合体试样进行了固结不排水剪切试验;通过对制备的土石混合体试样的应力-应变关系、孔隙水压力变化、有效应力路径和抗剪强度指标等试验结果的对比分析,探讨了不同胶结程度土石混合体试样的差别及产生原因。试验结果表明:不同胶结程度土石混合体破坏方式可分为剪切带破坏和鼓肚变形破坏两种基本类型;胶结使得土石混合体应力应变关系和孔隙水压力变化与未胶结土石混合体差异明显,胶结作用对土石混合体的剪胀和软化特性影响显著。在块石软硬程度、形状及试样密实度相近的条件下,不论是否胶结或胶结程度如何,土石混合体有效内摩擦角φ’与无量纲粒度分布特征参数D50WBP/D60具有较好的线性相关性。试验结论为确定不同胶结程度土石混合体强度提供了参考。

轴对称条件下水泥土强度特性试验研究

通过水泥土等p三轴剪切试验、常规三轴固结排水剪切试验(CD)与三轴固结不排水剪切试验(CU),对水泥土力学特性进行研究,讨论水泥土的应力～应变曲线变化特点和强度特性。试验结果表明:水泥土的应力～应变曲线为软化型,软化程度与围压有关;不同应力路径对水泥土强度有一定的影响,但影响程度较弱;小围压作用下水泥土具有剪胀性,类似强超固结土;高围压下,水泥土类似弱超固结土;残余强度均随围压的增加呈线性增大,CD试验残余强度高于CU试验,残余强度与峰值强度的比值随围压的增大而增大,增大速率逐渐减小;水泥土CU试验的有效强度包线与CD试样强度包线基本一致。

原状黄土割线模量变化规律试验研究

土体的变形与强度一直是岩土力学领域的两大主题,土体破坏的宏观表现就是变形。因此,在外荷载等因素作用下,土体的变形特点与过程也可以从宏观上反映土体强度变化的本质。基于对陕西杨凌原状Q3黄土进行不同剪切速率下的三轴固结不排水剪切试验研究,发现其割线模量随应变的增大而呈幂函数减小。在临界剪切速率的前后,割线模量随应变的增大而减小的幅度变小。在同一初始含水率下,围压越大,弹性模量值也越大;初始含水率越大,不同围压下的割线模量随轴向应变的变化曲线越稀疏。高含水率下的曲线变化趋势比低含水率下的曲线变化趋势要平缓。

RST轻质砂强度特性试验研究

为了研究RST轻质砂抗剪强度特性,对不同配合比的RST轻质砂进行常规三轴固结不排水试验,得到在不同条件下的应力应变关系曲线.研究发现,初始相对密实度越大,软化现象越明显;橡胶颗粒掺量的影响随应力水平的不同而变化,而且抗剪强度指标随橡胶颗粒掺量的增加呈现明显减小的趋势;粒径不同时,RST轻质砂的峰值应力存在差异性,掺加的橡胶颗粒最佳粒径为不大于0.5mm;固结围压对峰值应力比和残余应力比的影响较大.研究成果可作为进一步研究这种新材料本构关系的依据.