考虑膨胀土超固结性的渗透特性试验研究

膨胀土是一种具有显微裂隙构造的超固结黏土,其渗透特性对卸荷工程稳定性的影响不容忽视,而膨胀土的裂隙性与超固结性息息相关,在研究膨胀土的渗透特性中引入超固结性,对于有效地进行膨胀土边坡设计及治理等十分必要。本文通过不同卸荷水平下的三轴渗透试验,研究超固结比以及不同固结方式(K_(0)固结和等压固结)对膨胀土渗透特性的影响,通过对比卸荷前后的渗透系数变化得到卸荷对原状土渗透特性的影响机制。进行不同水力梯度下的常水头渗透试验,得到原状膨胀土渗透系数与水力梯度间的关系曲线,对比应力作用下和无应力作用下原状土的渗透性规律,从而反映出应力作用对膨胀土渗透特性的影响。试验结果表明:超固结比越大,土体密实程度增大,渗透系数降低。相同轴向应力下,等压固结的土样渗透系数均比K_(0)固结的要大。轴向应力较小时,两种固结状态下的渗透系数非常接近,主要是受到试样内存在的裂隙的控制,随着轴向压力的增大,K_(0)固结土样更为致密,其渗透系数比等压固结状态下低。

黔中地区红粘土的超固结性及低密实度和变形特征

根据野外现场调查和室内的实验资料,对红粘土的超固结性及低密实度和变形特征进行讨论,指出红粘土是超固结土,但同时密实度很低。超固结及低密实度的特征对土的变形性能也有显著的影响。还研究了红粘土超固结性和密实度及变形随土的埋深反常规变化的规律,并对红粘土的前期固结压力提出新的认识。

红粘土的超固结性及低密实度和变形特征

本文根据野外现场调查和室内的实验资料，对红粘土的超固结性及低密实度和变形特征进行讨论，指出红粘土是超固结土，但同时密实度很低。超固结及低密实度的特征对土的变形性能也有显著的影响。文章还研究了红粘土超固结性和密实度及变形随土的埋深反常规变化的规律，并对红粘土的前期固结压力提出新的认识：

风化层土的粒度分形与固结性关系研究

为预测评价采动影响下风化土层的隔水性与工程地质性质变化,本研究探讨了粒度分维与固结性的关系。通过分形理论计算司家营铁矿震旦系石英砂岩风化残积土的10个样品的粒度分维值,回归分析孔隙比、孔隙度、粒度分维、细粒含量与压缩系数的相关性。计算得到司家营铁矿区石英砂岩风化残积土分维值在2.603 68～2.733 76之间。利用MATLAB中的Curve Fitting Tool得到分维值、细粒含量与压缩系数之间的二元二次回归关系式,粒度分维对土的固结性具有一定的指示意义。

海洋黏土超固结性和结构性对沉垫基础离底吸附力的影响

我国近海区域海床表面广泛存在一层深厚软黏土,具有一定的超固结性与结构性。自升式海洋平台沉垫基础的离底吸附力对海上平台的起浮回收影响显著。通过数值方法模拟了沉垫基础的作业工况,将可以描述土体超固结性和结构性的弹塑性本构模型通过UMAT子程序嵌入有限元软件ABAQUS中,采用可以描述材料强度破坏和刚度衰减的黏结接触模型模拟基础底与海床的相互作用,并通过现场模型试验对数值模型进行了验证。在此基础深入探讨了黏土海床超固结性和结构性对基础离底吸附力的影响规律。研究结果表明:沉垫基础上拔时,底部会产生负孔隙水压力,随上拔时间先减后增,且沉垫基础边缘位置率先发生离底;黏土超固结性越强,离底吸附力越大;黏土结构性越强,离底吸附力越小。

论粘土与粘土岩的超固结性

有些粘土及粘土岩,其“滑动破裂面上的平均剪应力,远较试验室里以常用剪力仪测得的剪切强度为小。”。太沙基还把“试验室强度与现场强度之比”称为不稳定系数,并指出特殊事例中此系数竟达到5。这种不稳定的粘土在我国分布甚广。给道路、水利建筑工程带来巨患。各国学者将这种粘土称为裂隙粘土、膨胀土或超固结粘土。由于此类土工程性质的研究具有巨大的经济价值和学术意义,六十年代起各国专家千方百计寻求解答。

裂土的超固结性及原位测试结果分析

前言裂土的三大特性之一就是超固结性。超固结作用使土体产生下列效应:1、超固结形成的超压密状态,使土体的结构强度增高;2、超固结使得锁固于土体中的水平应力较正常固结土更大。对于半无限体的裂土地层而言,这种超固结效应形成了较稳定的应力状态,但是当开挖了堑坡以后,侧向失去支撑,边坡在大水平应力的作用下,将产生侧向变形,原来闭合的裂隙张开,土体结构松弛,强度降低,同时。

膨胀土超固结特性及其对地基沉降计算的影响分析

对于铁路、公路的膨胀土地段路基，经常会遇到地基沉降理论计算值远大于实测值，进而使得处理措施过于保守的情况。本文以云桂线膨胀土地段路基 DK619＋430断面为例，通过取原状土试样开展K0固结试验、现场沉降观测和理论计算，对膨胀土的超固结特性及其对地基沉降计算的影响、路基临界填高等进行了分析。结果表明：云桂线弥勒膨胀土地基15 m 深度范围内具有明显的超固结性，超固结比为4.10～1.08，且沿地基深度方向呈衰减变化；弥勒膨胀土地基6 m深度处（0～6 m范围的地基附加应力最大）由超固结状态开始进入正常固结状态的路基临界填高为7.2 m，填高小于该值时地基沉降量很小；考虑超固结性的膨胀土地基沉降计算值与实测值很接近，远小于不考虑超固结性的沉降计算值。膨胀土地基沉降计算应考虑超固结因素，避免膨胀土地基处理措施过于保守，节约投资。

膨胀土强度特性的研究进展与探究

【目的】进一步研究膨胀土抗剪强度的影响因素,深入探讨膨胀土最本质的膨胀特性对抗剪强度的影响机理。【方法】在总结国内外膨胀土抗剪强度特性主要研究成果的基础上,将膨胀土抗剪强度的影响因素归纳到膨胀土的胀缩性、裂隙性和超固结性三种特殊性质中。基于非饱和土抗剪强度理论,针对膨胀土膨胀前后有效抗剪强度指标的变化做出了科学假说,并采用改进的直剪试验装置和激光粒度仪进行了试验验证。【结果】膨胀土抗剪强度的变动性与自身的三种特殊性质密不可分;饱和直剪试验中有效黏聚力与有效内摩擦角均随干密度的减小而呈双曲线下降趋势;膨胀土膨胀后粒径小于0.1 mm的颗粒含量明显增加,且干密度越大,其累积含量变化越大。【结论】膨胀土强度衰减的微观机制是膨胀土固相颗粒在晶格膨胀作用下产生破碎与分离,使颗粒级配发生改变,这是造成膨胀土强度指标出现差异的重要因素。

双层地基一维固结平均固结度敏感性分析

针对竖向固结系数可能服从Gamma分布、对数正态分布或Beta分布,利用两点概率估计理论进行双层地基一维固结平均固结度的敏感性分析,研究了竖向固结系数变异性和分布概型对平均固结度的影响,为进一步开展多层地基固结的可靠性分析打下了基础。

膨胀土的强度与力学特性

通过三轴试验与侧限压缩试验,研究了膨胀土的强度、超固结性和压缩指标;建立了胀缩指标与抗剪强度的关系,分析了膨胀土的结构特征、矿物成分及外界条件等因素对其变形和强度的影响。研究结果表明:膨胀土具有超固结性,且超固结性越明显,从峰值强度达到稳定强度状态时所需的变形越大,抗剪强度也越大;裂隙越发育,其压缩性越高,超固结性越弱,抗剪强度指标越小。给出了膨胀土抗剪强度指标的变化范围:固结排水条件下的粘聚力变化范围为19.8～25.5 kPa,内摩擦角变化范围为10°～19°;固结不排水条件下的粘聚力变化范围为23.0～35.3 kPa,内摩擦角变化范围为3°～14°;不固结不排水条件下的粘聚力变化范围为37.0～55.0 kPa,内摩擦角为0°。

现代黄河水下三角洲软土沉积物工程地质特性

现代黄河水下三角洲沉积体系中存有许多对工程不利的软土夹层和透镜体，它们主要是由高含水、高孔隙性的粘土质粉砂和粉砂质粘土组成，由于形成时的快速沉积和波浪作用等因素，使其具有明显的欠固结性，且其固结程度随深度变化呈无规律状．另外，因为软土中粘粒含量较高，颗粒问的水胶联结和静电引力与分子引力联结，而使其具有明显的触变性，从而使其较低的强度在受到破坏后也难以恢复．

双液注浆法技术在砂土体固结中的应用研究

本文结合海南某灌渠8#暗涵顶管工程中水泥水玻璃双液注浆法施工实例,在海南岛长年多雨,地下水丰富、地质条件复杂的情况下,极易塌方的砂性土体在双液注浆法作用下迅速形成固结体,为顶管开挖顶进施工创造有利条件。同时,介绍了双液注浆技术的适用范围、技术特点、施工要点及注意事项,通过8#暗涵顶管工程整体施工情况,反映出双液注浆法固结砂性土体的适用性、安全性、高效性,为今后类似地质条件下的地层处理提供借鉴参考。

水工建筑渗漏封堵材料强度试验研究

为了开发适用于水工建筑在渗漏情况下的可靠封堵材料,基于试验的方式探究3种混凝土注浆材料对水工建筑渗漏封堵效果,并基于材料可注性、固结性和混凝土的凝结时间评价3种材料的封堵性能,由此确定了一种堵水效果佳、耐久性能强的新型封堵材料。研究结果表明:试验配得的双液浆材料B拥有极佳的封堵性能,其极佳的可注性降低了注浆堵管风险且满足壁后饱满填充性,在满足结石强度和安全稳定性前提下保证了经济性。材料的终凝时间随水灰比的升高而延长,当水灰比为0.6且材料A和材料B的用量最少时,初凝和终凝时间均最短,而其他对初凝和终凝时间的影响因素基本可忽略。受到材料种类、含水量以及环境等因素的影响,3种材料的初凝时间差别较大,且缺乏规律性。该研究可为水工建筑渗漏封堵材料的研制、性能测试以及封堵效果评估等提供支持。

膨胀土工程地质特性研究进展

根据近年来国内外学者围绕膨胀土工程地质特性取得的研究成果,着重从胀缩性、裂隙性、超固结性、强度、渗透性、微观结构及工程处治技术等几个方面总结了该课题的研究现状及进展,得到如下认识:(1)胀缩性主要取决于强亲水性黏土矿物含量、水/力边界条件及初始状态,在干湿循环条件下具有不可逆性,关于胀缩机理学界存在不同的观点;(2)裂隙性是膨胀土区别于一般土体的显著特征之一,裂隙的存在会极大破坏土体的整体性,弱化力学性质,是许多工程地质问题的直接或间接原因,裂隙形成过程与膨胀土矿物成分、微观结构和干燥过程中的内应力发育状态有关;(3)超固结性使膨胀土具有较大结构强度和水平应力,易在开挖过程中引起较强的卸荷效应,是促进边坡失稳的重要因素;(4)膨胀土的强度随干湿循环次数增加而逐渐降低,并最终趋于稳定,其中裂隙发育和土结构调整在此过程中起关键作用;(5)渗透性在很大程度上受裂隙的控制,但目前关于两者之间的定量关系还缺少系统研究;(6)微观结构反应了膨胀土的形成条件和应力历史,是决定其宏观物理力学性质的主要因素,开展微观结构研究是掌握膨胀土宏观性质本质规律的重要途径。在工程处治技术上,本文重点介绍了近些年发展起来的膨胀土路堤物理处治技术和路堑边坡柔性支护技术。最后,针对该课题的研究现状,笔者提出了今后的研究重点和方向,主要包括胀缩性和力学性质的各向异性、裂隙形成的力学机理、裂隙形态特征与工程地质特性之间的定量关系、宏-微观力学模型耦合问题及多场耦合作用下膨胀土工程性质响应特征等。

不同水化状态下的压实膨胀土应力-应变-强度特征

为探讨水化状态对饱和压实膨胀土应力-应变-强度特征的影响,以压实度为95%的荆门弱膨胀土为研究对象,开展了2种典型水化状态下的固结与三轴试验,其中第1种水化状态采用常规饱和方法,第2种水化状态为试样自由膨胀至稳定状态。结果表明:(1)受变形约束条件与渗径的影响,不同水化状态下体膨胀率有较大差别;(2)第2种水化状态下的饱和压实膨胀土具有更大的硬化指数λ与膨胀指数κ、较小的弹性剪切模量,其有效内摩擦角为第1种水化状态下的77.2%,体现出膨胀土饱和强度的变动性;(3)2种水化状态下的固结曲线均呈现出明显的屈服现象,其屈服应力分别为123.2 kPa与94.5 kPa;(4)第1种水化状态下,低围压下试样应变软化与剪胀,高围压下应变强化与剪缩;第2种水化状态下试验围压范围内均发生剪缩和轻微的应变软化;(5)2种水化状态下试样在固结与剪切过程中均表现出超固结性,这种超固结性并非完全由先期固结压力所致,而是试样受荷过程中膨胀受到约束造成的;(6)不同水化饱和状态下初始孔隙比不同,膨胀势也不同,膨胀势与外部约束条件、排水条件、应力状态相互作用,造成其应力-应变-强度特征的差异性。

控制沉降真空预压停泵的标准研究

通过真空联合堆载预压处理软基的现场试验,对控制停泵的标准(即沉降速率<5mm/月)进行分析。结果表明:该标准显然过于严格,难以达到;即使能够达到造价也过高,因此也是难以应用的。综合考虑软土卸载再加载压缩变形特性和超载引起软土超固结性,在卸载标准上进行修正,推求出实际施工停泵前允许沉降速率。

裂土堑坡土体抗剪强度的确定方法

一、前言裂土作为一种特殊土,给工程建设造成的损害是众所周知的。它有粘土的共性,但因特殊的膨胀性、超固结性及裂隙性,因而造成强度与一般粘土有很大差异。本文将从这三方面研究它的强度特性及确定方法。试验土样的物理性质见表1。

裂土地区挡土墙上承受的膨胀力分析

一、引言由于裂土具有超固结性及膨胀性,尤其是卸荷膨胀及遇水膨胀对挡土墙会产生附加的膨胀力。所以在裂土地区修筑挡土墙不能只单纯去考虑土压力。但是,目前实际采用的设计方法中均没有直接考虑膨胀力,而是间接地从力学指标、工程措施等方面予以重视。其原因是人们对膨胀力的作用形式及大小没有得到充分的认识。这样必然会造成措施不当或浪费。本文在调查研究的基础上依据挡土墙土压力的实测结果研究膨胀力的分布形式,并提出计算方法。

裂土的湿化——兼论阜淮线路基病害

—、前言裂土的三性(裂隙性、膨胀性、超固结性)已被大家公认,但是它的另一特性却被人们忽视了,这就是湿化性。所课湿化(Slaking)就是块状物质由于吸水崩解成细粒的现象。例如,将块状砂糖投入水中则会冒气泡而随之崩解;生石灰加水后伴随发热而湿化崩解成粉末的消石灰。这些都是众所周知的湿化现象。