芯吸土工织物-泥岩混合土路基排水效果模拟研究

通过数值模拟定量研究了芯吸土工织物-泥岩混合土路基的排水效果,提出了具有最佳排水效果时的芯吸土工织物基质吸力和边坡植被吸力。研究结果表明:芯吸土工织物可以有效降低泥岩混合土路基体积含水率;随着芯吸土工织物基质吸力和边坡植被吸力的增加,路基排水效果逐渐增强。相关结论有助于指导泥岩地区基础工程的建设。

露天矿排土场土-泥岩混合体渗透特性研究

泥岩作为一种露天矿常见的岩石类型可作为排土场地层重构的隔水材料,利用自制土柱装置,按照正交实验设计原理,开展以土-泥岩混合体中的泥岩掺杂比例、泥岩颗粒度、土柱压实度、灌水量为可变因素的土柱渗透试验,通过观测湿润锋、土柱液面及烧杯积水高度的变化规律,探索土-泥岩混合体渗透速率及涵水率的渗透特性。结果表明,泥岩掺杂比例越高颗粒度越小,压实度越高,整体渗透速率越低,而灌水量越高混合体涵水率越高,此结果对露天矿排土场表层地层重构具有重要的参考价值。

钢板与砂泥岩混合填土接触面力学特性试验研究

基于直接剪切试验原理,研究了钢板与砂泥岩混合填土接触界面的剪切力学特性。试验中,钢板采用Q235钢材制作;砂泥岩混合土料采用弱风化砂岩和泥岩的破碎颗粒料按照5种不同的颗粒级配曲线以质量比8∶2配制。试验结果表明,钢板与砂泥岩混合填土接触界面的剪切应力-位移曲线可用双曲线拟合;抗剪强度可用摩尔-库伦强度准则来描述;抗剪参数粘聚力值随土体特性粒径d10,d30,d50,d60,d90的增大呈先减小后增大的抛物线型变化;摩擦角值随土体特性粒径d10,d30,d50,d60,d90的增大呈先增大后减小的抛物线型变化;粘聚力和摩擦角与土体不均匀系数和曲率系数的相关性不明显。

不同含石量下泥岩土石混合体剪切特性及细观破坏机制

为探究含石量对泥岩土石混合体剪切特性及细观破坏机制的影响,设计了含石量20%~80%共4组试样,分别在0.2、0.4、0.6、0.8 MPa这4种不同围压下进行室内大型三轴剪切试验,研究不同含石量试样的偏应力、体积应变及抗剪强度参数的变化规律;基于数字图像处理技术生成PFC 2D颗粒流数值模型进行一系列数值分析。结果表明:试样抗剪强度随含石量增大而不断增大。与其他类型的土石混合体不同的是,泥岩土石混合体在低围压下呈先剪缩后剪胀的变化规律,且含石量越高,最终剪胀效果越明显;在高围压下始终表现为剪缩,且含石量越低,剪缩效果越强。内摩擦角随含石量增大呈慢快慢的“S”型增长趋势,且在20%~80%含石量内增长较快;黏聚力随含石量增大不断降低,但下降速率逐渐减小。数值试验表明:土石混合体在剪切过程中存在拉剪混合破坏;随含石量增加,土石混合体骨架结构效应越来越显著,剪切带绕过块石,形成多个形状不规则的小剪切带。

炭质泥岩土石混合料大型直剪试验研究

炭质泥岩是一种特殊的泥岩,西南地区炭质泥岩土石混合料广泛分布。通过对不同炭质泥岩含量试样的大型直剪试验,研究了30%、60%、100%三种含量的炭质泥岩土石混合料抗剪强度指标的变化规律,并对天然和饱和两种状态下炭质泥岩土石混合料进行大型剪切试验研究,试验结果表明:相同法向应力下,炭质泥岩含量越大,抗剪强度越大;随着炭质泥岩含量的增大,混合土石料的内摩擦角变小,内聚力变大;天然状态的剪应力随着水平位移增大而增加,没有明显的峰值,而饱和状态的剪应力与水平位移关系曲线趋于水平。