基于相对结构度的水泥固化压实土力学与变形特性研究

由于胶结作用和孔隙结构的影响,结构性土的力学与变形特性显著区别于重塑土.为了解结构性土的特性,采用人工制备水泥固化压实土,并通过固结试验和固结排水剪切试验对其相对结构度及其衰变规律展开研究.详细分析了胶结作用和初始孔隙比对水泥固化压实土压缩特性与剪切特性的影响,并根据压缩试验结果建立了适用于水泥固化压实土的相对结构度发展式,最后采用所提出的相对结构度发展式对水泥固化压实土的剪切特性进行分析.研究结果表明,相对结构度的衰变速率随着水泥掺量的增大而减小,但初始孔隙比并不影响水泥固化压实土变形过程中相对结构度随塑性体应变的衰变速率;水泥固化压实土的峰值应力与相对结构度有关,并随着相对结构度的降低而减小.

浙西南山区高填方地基边坡压实土长期稳定性研究

为研究浙西南山区高填方边坡压实土长期稳定性问题,结合现场取样、室内试验与数值模拟计算方法,对压实土的力学性质、变形特征和稳定性的影响因素进行研究,采用Kelvin模型对Burgers模型的改进模型,得到了压实土的蠕变参数,结合有限元模拟软件研究高填方边坡的蠕变现象。结果表明,模型参数随着荷载增大逐渐减小,蠕变模型参数与压实度呈现正相关,与含水率呈现负相关。选择填筑材料应尽量选用最优含水率的材料,同时对填筑体进行压实,压实度应在90%以上。对于高填方边坡沉降和位移的控制,需要采取优化设计、加强排水设施、控制施工工艺和实施边坡加固等综合措施。

基于图像测量方法的非饱和压实土三轴试样变形测量

在控制吸力的非饱和土三轴试验中对试样进行变形测量,常规方法都存在一些难以克服的技术缺陷。数字图像测量技术的引入,为避免常规测量方法的技术缺陷对试验结果的影响提供了一种新的解决方案。同时,能够更加准确地测量受端部约束影响较小的试样中部1/3区域的局部轴向变形、径向变形和估算体积变形。在控制吸力条件下进行了非饱和压实土的三轴压缩试验,运用数字图像测量方法测量试样整体与中部1/3区域的变形,将两组试验数据进行比较分析,结果表明:端部约束对非饱和土试样变形有明显的影响,试样中部1/3区域的变形性质与试样整体存在明显差异,其试验结果更能反映非饱和土试样的基本变形性质。

压实土不固结不排水单剪、直剪试验对比

对国内外单剪、直剪试验装置进行调研,总结、分析单剪和直剪试验的优缺点。结合具体填方工程中的压实土体,利用一种类似NGI单剪仪的仪器,进行不固结不排水情况下单剪和直剪试验,并将结果进行对比。研究发现,压实土的黏聚力值,单剪比直剪低20.3%,内摩擦角低5°。结合国内外的研究成果,详细分析试验结果的差异所在。

基于含水量和干密度影响的压实土抗剪强度试验

为准确评价填土强度,对某高填方机场不同深度、不同方位原状土,不同土石比、不同压实度、不同含水量的重塑土进行直剪试验,建立考虑含水量和干密度共同影响的填土强度公式.结果表明:随着含水量的增加,土体抗剪强度降低,黏聚力和内摩擦角均下降,且含水量对黏聚力的影响比内摩擦角大;土体抗剪强度受含水量和干密度共同影响.原状土剪切方位不变时,随着深度的增加黏聚力先增大,之后基本保持不变或略微减小.含水量不变时,黏聚力随着剪切方位角度的增大而增大,内摩擦角相对黏聚力变化不大.重塑土在不同含水量状态下,干密度不同时抗剪强度指标变化差异较大,土石比为4∶6的土样抗剪强度略低于2∶8的土样.

非饱和压实土率相关变形特征与时效模型

为研究高填方路堤压实土率相关变形特征,对不同压实度的非饱和压实土分别开展了不同加载速率以及不同围压条件下的CD三轴剪切试验,探讨了不同工况下压实土的剪切强度指标;借助GDS饱和土静态三轴仪的围压控制器来间接测定非饱和压实土体变的途径。试验结果表明:压实土强度及变形特征具有明显的时间相依性,加载速率越大,压实土的抗剪强度越高,超固结变形特性越强,抗剪强度指标黏聚力c值增幅较大、内摩擦角φ值增幅较小;低围压下,压实土呈应变软化及剪胀变形,且压实度越高,应变软化及剪胀变形越显著,c值增加明显、φ值增加缓慢。采用基于下负荷面的弹黏塑性本构模型对路基压实土的率相关变形特征进行表征,预测结果与试验数据吻合良好,表明该模型适用于高填方路堤长期沉降分析。

路基压实土流变变形的力学表征及参数辨识

为了研究路基压实土的流变性质,利用改造的实验装置对3种路基压实土分别进行传统直剪、固结实验以及固结蠕变和剪切固结耦合蠕变实验,得到其基本力学性质和蠕变实验数据。借助这些实验数据,基于分数阶微积分理论和Mittag-Leffler函数建立压实土的三参数类Maxwell流变本构模型,通过引入Deborah数、采用含权值的面积判定函数以及逐点搜索的方式,实现该本构模型参数的自动辨识。结果表明建立的流变本构模型具有参数少、且能较好地吻合流变实验数据的优点,具有很好的应用价值。

含水率对路基压实土小应变剪切模量的影响规律

运营期内路基土的含水率会由初始碾压含水率逐渐增大至平衡含水率,含水率的变化将会导致路基土路用性能的演化。结合已有文献中压实土剪切模量随含水率变化的实测结果与室内补充试验数据,研究了不同条件下含水率及压实度对压实土剪切模量的影响规律。结果表明:压实度不变时,路基土剪切模量随含水率的增加而减小,且压实度越大,剪切模量降低得越快;在低含水率下,剪切模量随压实度的增大而增加,但在较高含水率下,剪切模量随压实度先增加后降低,且峰值模量对应的压实度随含水率的增加而减小;峰值剪切模量对应的含水率略小于最大干密度对应的最优含水率;压实土剪切模量随稠度呈先增大、后减小的趋势,但不同黏粒含量的土体获得峰值剪切模量的稠度状态不同,且峰值模量对应的稠度与黏粒含量具有良好函数关系。

考虑端部效应影响的非饱和压实土三轴试验研究

在非饱和压实土控制吸力条件三轴试验中,应用数字图像测量技术,可研究非饱和压实土试样考虑端部效应影响下的强度与变形特性。通过比较非饱和压实土控制吸力条件三轴试验中试样整体与试样中部1/3区域的试验结果,证明试样中部1/3区域受端部效应的影响较小,其试验结果更能代表非饱和土的实际受力变形特性,可以为研究非饱和土的应力–应变关系提供更为准确的试验数据。应用双应力状态变量方法分析试样的抗剪强度,结果表明,端部效应对抗剪强度方程的参数取值有较大影响。应用非饱和土Alonso弹塑性模型进一步研究端部效应对非饱和土数值计算结果的影响。

高填方路基压实土力学性状实验

在传统土工直剪和固结实验装置的基础上,通过对实验方案的适当改进,获得了高填方路基压实土的剪切应力-应变和固结应力-应变实验曲线,并对其力学特点进行了较深入的分析。结果表明：在高填方路基中路堤压实土剪切破坏应变在10%~20%,短期固结应变在1.5%~2%,长期固结应变增长在0.5%,其自身的变形不可忽略。

干湿路径对路基压实土剪切模量的影响规律研究

为探究气候变化诱发的路基土水分迁移对其力学性能的影响,在最优含水率和平衡含水率之间制备不同初始压实含水率的试件,经历干燥或湿润过程以模拟现场路基土的水分迁移,在此基础上进行非饱和土常含水率三轴剪切试验,分析其含水率、干湿过程、围压及孔隙比等因素对土体剪切模量的影响规律。结果表明:在最优含水率与平衡含水率之间,剪切模量与含水率具有良好的幂函数关系,且剪切模量随含水率的增加而减小;在相同含水率的条件下,由湿变干的剪切模量值比未经干湿变化的大,由干变湿的剪切模量值比未经干湿变化小;剪切模量随围压的增大略有增加,但较含水率及孔隙比而言,围压对剪切模量的影响较小;孔隙比越小,剪切模量越大,且含水率变化对剪切模量的影响在孔隙比较小时表现更加显著。

高填方路基压实土流变实验方法研究

在常规土力学实验装置基础上通过适当升级改造,实现了路基压实土的流变实验目的,形成了较为完整的路基压实土的流变实验方案,获得可用于路基设计的流变力学参数,并通过理论分析和实验数据验证了方法的可行性.实践表明本方法成本低、可操作性强,实验结果能较好地应用于工程设计和施工.

压实土模量的概念和应用

土体模量是土体的基本性质之一,常常用于土体变形和强度计算,土体模量的选取和精确测量对工程实践有着十分重要的意义。本论文对土体在工程中比较常用的模量进行了比较和分析,先从基本概念出发,揭示各种土体模量(比如:弹性模量、变形模量、无侧限压缩模量、动弹性模量以及承载板试验系数等)的本质,然后,分析各种模量之间的换算关系,最后介绍这些模量在实际工程中的应用。

激光图像检测压实土密实度的方法研究

为了检测压实土密实度,搭建了激光图像检测密实度装置,并研究了该检测方法.选取压实土吸收系数、散射系数、激光光斑周长、图像灰度梯度作为神经网络模型的输入特征参数;最后,利用BP神经网络预测密实度.结果表明:(1)BP神经网络经过85次学习后达到了要求的误差;(2)利用系统预测的密实度数值与环刀法检测值相比较,平均绝对误差为0.115和平均相对误差为12.57%.因此,该检测方法检测压实土密实度是可行的.

压实土孔隙结构特性演化的定量分析

人工压实土被广泛用于土石坝、路基与垃圾填埋场等重要土工构筑物,其工程力学特性的控制与评诂是土工构筑物长期稳定性的关键。压实土工程力学特性控制的主要内因在于制备形成的孔隙结构,而压实土的孔隙结构主要受土体的初始状态影响。开展了粉土与黏土压实孔隙结构影响因素的研究,同时利用低场核磁共振技术对孔隙结构演化进行定量测定。结果表明:初始含水率、干密度对压实土的孔隙大小及分布有重要影响,且这种影响对粉土与黏土并不相同。压实土的优势孔径随初始含水率的增大先增加后减小,同时干密度增大抑制了初始含水率对压实土孔隙结构的影响。研究识别了压实细粒土孔隙结构演化定量表征的关键参数。

压实土施工标准的试验探讨

从保证压实土均匀性的角度出发 ,经过试验对比 。

击实土电阻率特性试验研究

简要介绍了土的电阻率理论,通过试验得出了击实土电阻率与其含水率、击实次数的关系,分析了含水量及击实次数影响击实土电阻率的机理,并探讨了土电阻率理论研究中的问题及应用前景。

压实条件及细粒含量对压实土动强度的影响研究

为了深入研究压实条件与细粒含量对土动强度的综合影响,对湖南省五种不同级配的土开展了循环荷载三轴试验,探讨了含水率、干密度、饱和度对不排水动强度的影响规律及机理,分析了不同细粒含量压实土所呈现的动强度特征差异,并引入以压实度和饱和度为自变量的方程来定量表述动强度。研究结果表明:在一定的压实能量下,达到最大干密度的土并不一定具有最大的不排水动强度,对于细粒含量较大的土,动强度由压实度和饱和度同时决定,而对于细粒含量较小的土,动强度基本只受压实度的影响;利用动强度预测方程可以在不掌握击实曲线的前提下预测压实土的不排水动强度,并可以在控制饱和度的前提下得出满足目标不排水动强度所需的压实度。

激光图像在压实土密度检测中的应用

阐述激光图像在压实土密度检测中的原理,搭建激光图像检测压实土密度装置.图像灰度在半径上的变化率随着压实土密度的增加而变大,可实现压实土安全无损检测.

基于微焦点X-CT技术的压实土内部均匀性判断

通过微焦点X-CT技术扫描获取了同一压实土样9个不同层位的微结构图像,借助于MATLAB软件对图像进行了高、低帽变换增强处理和阈值化分割处理。利用IPP软件强大的尺寸测量和计数分类统计功能,测量了试样9个不同层位颗粒单元体和孔隙的平均面积、平均直径、平均周长等微结构参数,对压实土内部不同层位颗粒单元体和孔隙的形态特征进行了统计分析。结果表明,同一压实土样,各层位颗粒单元体和孔隙的平均面积、平均直径沿试件高度方向变化均不大,但平均周长的变化较为明显。