不同粒组含量下堰塞坝溃决过程的试验研究

【目的】堰塞坝结构松散、颗粒级配范围宽,易发生漫顶溃决,严重威胁上下游人民的生命财产安全。为进一步探究相同粒径范围内不同粒组含量条件下堰塞坝的溃决过程,【方法】以“11.3”金沙江白格堰塞坝为参考原型,开展了溃决模型水槽试验。【结果】结果显示,堰塞坝的溃决过程可以划分为渗流与过流、溯源侵蚀、溃口发展及衰减平衡四个阶段。溃口流速与溃决流量均呈现先增大后减小的过程,但峰值流量滞后于峰值流速。另外,溃决水流冲击力在溃口发展阶段持续增大,在衰减平衡阶段开始下降,而水流重度在溃口发展阶段表现出一定范围内的波动。随着中值粒径的增大,溃决流量峰值减小、峰现时间延迟、溃决水流冲击力峰值减小,下游泥沙淤积区长度变短、厚度变大。【结论】研究结果进一步揭示了相同粒径范围内的不同粒组含量对堰塞坝稳定性、溃决过程和溃决参数的影响,可为堰塞坝灾害的风险评估和应急处置提供参考。

砂质黏性紫色土粒组缺失对降低持水特性的影响

紫色土结构松散、具高生产性,但具有较弱的抗侵蚀能力,侵蚀后表现出土壤干密度减小、细颗粒流失严重等现象,影响其持水特性。为探讨紫色土降雨侵蚀后土壤持水特性的变化,该研究选取砂质黏性紫色土在降雨条件下最易变化的3组粒组(>0.250~0.500、>0.075~0.250、0~0.075 mm),开展广义吸力范围内粒组缺失的土-水特征曲线(soil-water characteristic curve,SWCC)试验,分析粒组缺失对砂质黏性紫色土持水特性的影响。结果表明:1)粒组缺失会降低土体持水特性,在边界效应区和过渡区最为明显,残余区影响较小。缺失粒组质量分数与进气值和残余含水率呈反比;2)使用粒径参数(限制粒径、平均粒径、中值粒径、有效粒径)表征土体级配状况,建立土体级配曲线与SWCC特征值的关系,发现除有效粒径,其余参数均与进气值和残余值呈线性反比关系;3)使用Fredlund-Xing模型对不同方法所得数据进行拟合,发现使用单一试验方法所得数据结果拟合优度较高,但SWCC明显偏离其余试验数据点。提出获得准确的紫色土全吸力SWCC仅需确定吸力最大值,并引入3种评价指标进行验证,拟合结果表明,此方法可有效缩短SWCC试验周期,为SWCC在三峡库区紫色土地区的工程运用提供了可靠的思路。

土的颗粒组成对其工程地生能的影响

土的颗粒组成是影响土体工程地质性能的一个因素，因此，各种土体中粉土粒组与粘土粒组含量比例是影响土体是否适宜作为路基填筑材料的重要标志。通过对湛江组、北海组中种土样以及火山岩、花岗岩、变质岩风化土颗粒组成的研究，认为广泛分布于雷州半岛的北海组及部分岗岩风化土（粉土粒组与粘土粒组含量比较接近）一般属于优良填筑土料。

考虑粒组分类影响的最小孔隙比分布及模型验证

最小孔隙比是确定岩土体的密实程度与孔隙特征的有效物理指标,如何快速有效地确定岩土体的最小孔隙比,可为岩土体的固结与稳定提供可靠参数。多数估算细粗混合材料最小孔隙比的模型参数与细粗粒径比一一对应,导致估算困难。在分析尾矿粒度组成、沉积规律和固结稳定的基础上,以8种不同粗细粒径,7~9种不同细粒含量尾矿为试验对象,拟合得到不同粒组尾矿最小孔隙比分布模型参数的函数关系;基于混合尾矿颗粒的粒组特征,给出了确定参数幂函数关系的指数值。分别采用模型参数要求粒组范围内的其他6组岩土材料和非粒组范围内的3组岩土材料进行验证。结果表明,考虑粒组分类影响下的模型,参数简单,对不同材料的最小孔隙比估算准确率较高,给出的最小孔隙比的分布规律合理,可为岩土工程领域最小孔隙比估算提供可靠的计算方法。

重庆紫色土抗侵蚀能力的粒组效应研究

严重的水土流失导致不同粒径的土壤颗粒流失,改变了土壤的抗侵蚀能力。为研究粒组缺失对土壤抗侵蚀能力的影响,以重庆地区紫色土为对象,采用去掉某一粒组颗粒后的土壤作为试验用土,重塑制样进行控制围压与吸力的三轴试验。基于试验所得黏聚力c、内摩擦角φ等强度指标,分析土壤侵蚀机理。结果表明:(1)相对于无粒组缺失的试样,缺失较大粒径(0.25 mm以上)的试样内部颗粒间表面摩擦力和咬合力更大,缺失较小粒径(0.25 mm以下)的土壤颗粒间表面摩擦力和咬合力较低;(2)随着围压的增大,土壤抗侵蚀能力均得到显著提高,缺失较大粒径(0.25 mm以上)的试样级配良好,压实性好,抗侵蚀能力提高的比例更大;缺失较小粒径(0.25 mm以下)的试样级配不良,不易被压实,抗侵蚀能力提高的比例相对较小;(3)颗粒级配不同的土体在固结剪切中会形成悬浮-密实结构、骨架-密实结构和骨架-孔隙结构,且抗侵蚀能力大小排序为骨架-密实结构>悬浮-密实结构>骨架-孔隙结构,且当黏聚力大于10 kPa时,影响土壤抗侵蚀能力的主要是土壤的内摩擦角;(4)通过灰色关联法分析发现,中值粒径d30与黏聚力c、内摩擦角φ值关联度较大,有效粒径d10与c、φ值关联度较小,并且不均匀系数Cu、曲率系数Cc、限定粒径d60、d30、d10均对土壤抗侵蚀能力有显著影响。研究结果可以为重庆紫色土地区浅层滑坡和水土流失发生机理的研究提供试验数据和科学依据。

粒组缺失对紫色土抗剪强度的影响

为探究三峡库区紫色土因水土流失导致的部分粒组缺失情况下的力学特性,选用重庆地区典型的侏罗系沙溪庙组紫色砂岩发育而成的灰棕紫色土进行三轴固结排水剪切试验.根据三轴试验数据分别从抗剪强度指标和峰值抗剪强度贡献率两个角度分析.数据表明:1)从抗剪强度指标来看,在固结完成之后,相比缺失细粒土和细砂,缺失较大颗粒的土仍具有较高强度,并分析了在围压的作用下,不同土体结构与抗剪强度变化的关系. 2)从峰值抗剪强度贡献率来看,缺失较大粒径的试样得到了加强,反之试样强度被削弱,贡献率消除了不同粒径的含量差别较大的影响,研究结果对水土流失严重的紫色土地区的地基加固工程具有一定的参考价值.

冻融循环作用下砂土粒组变化的分形特征及其与长期强度的相关性分析

在季节冻土区施工时,冷暖交替所产生的冻融循环作用是寒区工程破坏的主要原因之一,还原土体受冻融作用时的性质和状态尤为重要。制备了不同冻融循环次数的砂土试样,使用球形模板压入仪测试冻结砂土的长期强度,利用分形理论以及显著性分析的方法研究了不同冻融循环次数下两种冻结砂土的粒组与长期强度的变化规律。结果表明:对于细砂(FS),分形维数DB与长期强度变化呈极显著正相关,其中≥0.15~0.20 mm和≥0.25~0.40 mm粒组与长期强度的拟合优度较好,为FS的优势粒级;对于中砂(MS),分形维数DB与长期强度呈微正相关,变化呈“竖向N”趋势波动,其中≥0.30~0.40 mm和≥0.40 mm粒组与长期强度的拟合优度较好,为MS的优势粒级;其他粒组含量与长期强度变化并无明显关联。冻融作用改变了土体中粗、细颗粒粒组的含量配比。同时,随着整体粒径区间的增大,优势粒级也随之增大,表现为冻结砂土的长期强度会随着某些粒级含量的增加呈现先降低后升高的趋势。研究结果可为受冻融作用地区长期强度的测定提供理论参考。

粒组尺寸缺陷对颗粒破碎极限分形维数的影响

现有颗粒破碎极限分形维数测量方法耗时长,结果准确度受实验条件影响非常大,实际测量过程中最大筛径和第二级筛径之间的颗粒粒径变化范围存在不完整现象。为了研究极限分形维数新简易测量方法和分析初始粒组尺寸缺陷对粗集料颗粒破碎极限分形维数计算结果的影响,本研究快速测量了两种不同粗集料颗粒堆积初始孔隙率,高效计算了两种粗集料的极限分形维数,通过理论计算方法分析了两种有粒径缺失初始粒组的颗粒破碎极限状态。结果显示:通过新实验方法准确测量出两种不同颗粒材料的极限分形维数都约等于2.6;当实际初始粒组平均尺寸大于理论初始粒组平均尺寸时,这种粒组尺寸缺陷对极限分形维数的计算结果不会造成误差;当实际初始粒组平均尺寸小于理论初始粒组平均尺寸时,该粒组尺寸缺陷对极限分形维数的计算结果会造成误差。

三维激光扫描技术在地表巨粒组粒度分析中的应用

传统颗粒分析因难于对巨粒组进行筛分测试,而忽略了其对岩土物理参数的影响。该研究应用数字化三维激光扫描技术,增加巨粒组的颗粒分析。通过数据采集、点云数据配准、噪音点去除和颗粒轮廓提取获得某堆积物地表数据。并结合室内颗粒分析结果绘制全颗粒累计曲线。与传统累计曲线比较,该曲线不均匀系数变大,级配变好,孔隙度和渗透性发生变化。

粗粒组对细粒类填土力学性质的影响分析

粗粒组含量、粗粒粒径对细粒类填土应力-应变特性及抗剪强度具有重要影响。通过单变量原位大面积剪切试验分析了不同粗粒组含量下细粒类填土的应力-应变特性和抗剪强度,并对原位测试土体进行室内试验的颗粒分析,进而分析粒径对细粒类填土的抗剪强度和应力-应变特性的影响规律。试验结果分析表明:土样的峰值剪应力与粗粒组含量呈正相关关系,当试样颗粒限定粒径d_(60)在0.020～0.050 mm时,随着颗粒限定粒径的增大土体的峰值强度和内摩擦角φ增大,而粘聚力c缓慢减小;当颗粒粒径d_(60)大于0.050 mm,随着颗粒限定粒径的增大,土体的峰值强度和内摩擦角φ增大幅度、粘聚力c减小幅度均加大。

焉耆盆地土壤颗粒分析试验及其研究意义

土壤的颗粒组成是土壤最基本的物理性质,是计算与测定土壤其他特征参数的基础。细粒土壤的颗粒组成多利用密度计法来测定,试验耗时较长。对研究区335个土样利用密度计法测定其颗粒组成的结果发现:密度计的读数时刻t和该时刻对应的悬浮液中最大颗粒粒径d之间存在显著的非线性负相关(Spearman相关系数为-0.999),两者关系曲线的拟合公式(5)为:t=43.956d-2.068(R2=0.997)。利用公式求得dpc=2μm(粉粒与黏粒界限值)所对应的时间tpc=10.5 h;而对土样中各粒度组分质量分数的分析发现,砂粒和粉粒质量分数(ws,wp)之间存在显著线性负相关(Pearson相关系数为-0.972),两者关系曲线的拟合公式(6)为:wp=86.6-0.929ws(R2=0.945)。利用上述结果,对密度计法的测定时间进行了压缩,利用式(5)的计算结果将试验时间缩短至10.5 h(简捷法),而利用式(6)则缩短至0.5 h(公式法),与常规法所需24 h相比,简捷法与公式法的工作效率分别是常规法的2.3倍与48倍。公式(5),(6)同时也存在条件限制及自身不足,使用时应谨慎。希望能将简捷法推广至其他试验条件或其他土壤采集区,而公式法则能为研究区以后的土壤颗粒分析与第四系地层成因研究提供参考。

超大粒径块石填料路用工程特性现场试验研究

隧道及路堑开挖产生的超大粒径块石填料已经广泛用于山区高速公路高路堤填筑,然而其路用工程特性鲜有研究,掌握超大粒径块石填料的路用工程特性可为确定高路堤的填筑质量控制方法提供指导。依托贵州盘兴高速公路高路堤填筑工程,设计大铁盒系列试验开展超大粒径块石填料级配特征、分形特征、压实特征及破碎特征等路用工程特性研究。研究振动碾压前后超大粒径块石填料的颗粒级配特征,并基于分形理论分析压实后块石填料的粒度分布特征。开展不同初始“超大粒组”块石含量条件下超大粒径块石填料的压实试验,探讨初始“超大粒组”块石含量对其压实密度产生影响的内在机理。研究超大粒级块石填料的破碎特征,揭示颗粒破碎过程对其级配特征和压实特征的影响机制。研究结果表明:压实能量作用下,超大粒径块石填料由级配不良状态逐渐达到级配良好状态,压实后其粒度分布符合分形分布特征。初始“超大粒组”块石含量为40%时,超大粒径块石填料的压实密度达到峰值。随着颗粒破碎的发展,超大粒径块石填料的级配特征参数及压实密度逐渐增大、空隙比逐渐减小并均趋于稳定。研究结果为更好地将超大粒径块石应用于山区高速公路高路堤的填筑工程实践,提供了试验参考和技术依据。

粗粒土含水量室内确定方法研究

采用烘干法对雅安—西昌高速公路路基填料粗粒土土样进行含水量确定,分析其误差,并用粒组法确定含水量,即分别确定土样各粒组的含水量,再根据土样的典型级配进行加权平均,计算出土样的含水量,结果表明,粒组法可以很好地避免由于级配所引起的误差。

宜阳地区罗圈组水下岸坡冲积扇的沉积特征

罗圈组作为冰川沉积物,已为地学界所重视。作者从地层层序、粒组分析和沉积环境等沉积学角度分析,初步认为它不管是冰川沉积物或是冰川—重力流改造沉积物,均应属水下岸坡冲积扇的沉积物。

粗粒土击实土样含水率试验方法的改进

针对粗粒土击实土样含水率试验方法这一问题 ,在分析了《土工试验规程》中含水率试验方法的严密性后 ,提出了一种分粒组取样测含水率 ,然后加权平均计算全料含水率 ,弥补了规程中试验方法的不足。在许多工程中应用 ,效果很好 ,为工程提供了准确可靠的试验数据 ,同时完善了粗粒土击实试验方法。

不同击实功对废砖骨料粒径的变化影响

以建筑垃圾废旧砖为原材料,进行击实试验,分析不同击实功条件下,废弃砖骨料工程性质的变化规律。研究代替天然骨料作为路基填料的可行性。对废弃砖进行破碎;采用颗粒筛分试验使用标准筛进行筛分;采用击实试验,分析不同直径粒组在不同击实功的百分率变化。试验结果表明:废旧砖骨料随着击实功的增加,各粒组颗粒的百分率随着粒组直径的减小而逐渐趋向平稳,而直径最小的粒组无太大变化。

阵发性睡眠性血红蛋白尿症患者的T淋巴细胞对粒系和红系？…

目的：研究阵发性睡眠性血红蛋白尿症（ＰＮＨ）患者的Ｔ淋巴细胞对粒系和红系祖细胞影响。方法：分别将ＰＮＨ患者和正常人外周血制备的植物血弟素刺激的Ｔ淋巴细胞条件培养液（ＰＨＡ－ＴＣＭ）加入粒系和红系祖的培养基中，用于ＰＮＨ患者和下沉脸的粒－巨噬系集落形成单位的（ＣＦＵ－ＧＭ）和红系爆式集落形成单位（ＢＦＵ－Ｅ）的培养。结果：在含有ＰＮＨ患者的ＰＨＡ－ＴＣＭ的培养条件下。

粗粒土颗粒破碎多重分形特性研究

粗粒土的颗粒破碎影响其强度、刚度和变形,故引入分形理论量化破碎程度。依据粒度分形曲线存在折线性,阐释界限粒组含义,提出以界限粒径为限,分段概化土体多重分形特征,计算其多重分形维数D(r),总结D(r)增量变化规律,建立增量计算模型,量化颗粒破碎程度。理论及试验分析表明:等效替代缩尺方法减小D(r),对界限粒径影响不显著,缩尺前后颗粒分形特性保持一致;不同尺寸颗粒破碎概率不同,粗粒段破碎概率高于细粒段破碎概率。细粒段D(r)增量随干密度的增加先缓慢增大后急剧增大,随围压增大而减小,其增量与干密度及围压为指数函数关系;粗粒段D(r)增量随干密度增加先增大后减小,其增量与干密度及围压呈高次非线性规律。据此建立考虑干密度及围压影响的D(r)增量模型,用MatLab作多元非线性回归分析求解系数,对比模型值与试验值分布规律,分析其残差置信度。研究结果表明模型结构合理,可为评价粗粒土多重分形特性及量化颗粒破碎效应提供一种简便有效的方法,可提高粗粒土工程应用科学性及可靠程度。

基于Markov链的岩土材料颗粒破碎演化规律研究

从单一粒径组颗粒破碎演化规律角度入手,研究了多粒径组颗粒破碎演化规律。首先,提出了能够描述单一粒径组颗粒破碎状态的两参数Weibull分布函数;此外,提出了多粒径组颗粒有效破碎概率概念;在上述基础上建立了一个能够较好的描述多粒径组颗粒破碎演化规律的Markov链模型,选取了不同岩土材料、试验条件和颗粒大小下的试验数据对该模型进行了验证,表明提出的模型能够描述各种试验条件下多粒径组颗粒破碎的演化规律。

Strength and plasticity improvement induced by strong grain refinement after Zr alloying in selective laser-melted AlSiMg1.4 alloy

In order to enhance the mechanical properties of the selective laser-melted(SLM) high-Mg content AlSiMg1.4 alloy,the Zr element was introduced.The influence of Zr alloying on the processability,microstructure,and mechanical properties of the alloy was systematically investigated through performing microstructure analysis and tensile testing.It was demonstrated that the SLM-fabricated AlSiMg1.4-Zr alloy exhibited high process stability with a relative density of over 99.5% at various process parameters.Besides,the strong grain refinement induced by the primary Al3Zr particle during the melt solidification process simultaneously enhanced both the strength and plasticity of the alloy.The values for the yield strength,ultimate tensile strength,and elongation of the SLM-fabricated AlSiMg1.4-Zr were(343±3) MPa,(485±4) MPa,and(10.2±0.2)%,respectively,demonstrating good strengthplasticity synergy in comparison to the AlSiMg1.4 and other Al-Si-based alloys fabricated by SLM.