干湿循环下强风化红砂岩土强度特性及边坡稳定性研究

强风化红砂岩土作为一种工程中常见的土体,在干湿循环条件下易受水文因素的影响,导致强度特性改变,对工程安全造成困扰。针对此类问题,文章通过对强风化红砂岩土进行干湿循环实验,测试其在干湿循环条件下的强度特性及干湿循环对边坡稳定性的影响。研究结果表明,当强风化红砂岩土干湿循环次数达到四次以上时,边坡的稳定系数小于1.0,会导致边坡失稳。

红砂岩土在低量级单点冲击荷载下的能量消耗

采用改装击实仪对赣南地区红砂岩土进行室内单点冲击试验,自制小环刀测量不同方案下红砂岩土的密度,电子万能试验机测试静压力作用下的压缩位移.试验研究表明,静压作用后单位体积土体的能量消耗值与其密度符合y=Ae-xt+y0关系;冲击荷载作用下,土体的粒径范围决定其竖直方向的密度变化幅度,粒径范围越大,级配越好,出现密度急剧减小的深度越浅;水平方向密度变化幅度均匀;冲击作用在土体表面形成的硬壳层阻碍了能量的传递,使能量消耗以竖向为主.研究成果对于强夯法处理地基的方案选择具有指导意义.

粗粒含量对红砂岩土静力压实能耗规律影响

为研究粗粒含量对红砂岩土静力压实能量消耗规律的影响,利用自制装置在电子万能试验机上进行了静力压实试验,得到6种不同粗粒含量红砂岩土静力压实试验的压力-位移关系,分析了粗粒含量和压实能量对红砂岩土压实特性的影响。结果表明:在相同的压实能量作用下,当粗粒含量为60%时,红砂岩土产生的压实位移最大;不同粗粒含量红砂岩土应变随单位体积静压功增加而增大,两者符合对数函数关系。

红砂岩土在四点冲击荷载下的冲击试验分析

为研究四点冲击荷载作用下红砂岩土的加固作用效应,改装手动击实仪,拆卸冲击锤固定装置,使冲击锤落距可以自主选择,对红砂岩土进行击实试验。根据试验得出的四点冲击荷载下4个冲击点所围成的正方形土柱的密度和抗剪强度的变化趋势,以及3个土层平均密度的变化,探索红砂岩土中能量的传递规律。结果表明:密度沿深度先变大后变小,距离夯点越近密度越大;抗剪强度随落距增长而增长,使其增长的主要原因是黏聚力;总冲击能持续增大到一定程度时,土体在上、下层面的平均密度的值存在一个转折点,3层土体的平均密度的变化最终将趋于一条直线。

红砂岩土在单点冲击荷载下的位移特征研究

利用改装的击实仪对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的竖向和水平位移。试验研究表明:在冲击荷载作用下,夯坑的累计夯沉量随夯击数增加的变化规律可分为增速较快和增速较慢两个阶段;坑底土体以竖向位移为主,坑周土体以水平位移为主;随着单击夯击能的增加(15N.m、20N.m、25N.m、30N.m),使土体产生显著位移的作用范围,在水平方向从3.0～3.5cm变化至6.0～6.5cm,在竖直方向从9.0～10.0cm变化至18.0～19.0cm;随着系统平衡状态程度的不断提高,夯击能用于提高系统平衡状态程度的能量减少,能量利用率降低,系统趋于某个与夯击能对应的相对稳定的平衡状态,不同的夯击能对应着不同的稳定平衡状态。

红砂岩土中夯击能的加固模式与加固范围研究

利用相同单击夯击能,通过改变土层厚度和击数对赣南地区红砂岩土进行室内单点冲击试验,采用自制小环刀取土测试不同位置土体的密度.试验结果表明,土体的累计沉降量与累计夯击能基本符合y=Ax/(1+Bx)的关系;夯击能在土中的传播存在着一定的影响深度,且随着能量的增加在一定范围内是逐渐增加的,但增长的幅度是逐渐减小的;在夯击能量的作用下,土体密度的变化在竖直平面内近似椭圆形分布;基于土体密实度改变的特点和沉降量与加固深度的关系,推导出加固深度和加固宽度的理论计算公式.

单点冲击荷载下红砂岩土的位移规律探析

利用4种不同的夯击能量（25N·m、30N·m、35N·m和40N·m）对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验。试验研究表明：在单点冲击荷载作用下，红砂岩土的累计夯沉量随击数的增加其变化过程表现为较快增长和缓慢增长两个阶段，25N·m、30N·m、35N·m和40N·m能级下累计夯沉量呈现两阶段的分界点分别为第7击、第8击、第9击和第10击，具有明显推后的现象；各方案下的累计夯沉量与击数之间基本符合公式Y=Ax／（1＋Bx）的关系；15N·m、20N·m、25N·nl、30N·m、35N·m和40N·nl能级下的累计夯沉量随着相应最佳击数的变化具有较好的线性特征；随着单击夯击能（25N·m、30N·m、35N·m、40N·m）的增加，发生显著位移的土体范围在水平方向上从4．5～5．0cm变化至6．0～6．5cm，在竖直方向上从13．5～14．0cm变化至17．0～19．0cm。

冲击载荷作用下红砂岩土能耗规律试验

选取寻乌南桥-龙川上坪公路路基红砂岩土为试验材料,利用动静组合加载试验装置,研究了红砂岩土峰值应力、吸收能、体积吸收能等与冲击次数和干密度之间的关系.结果表明:随着冲击次数增加,峰值应力呈"缓慢增长-急剧增长-平稳发展"3个发展阶段,拟合关系为logistic函数;随着冲击次数增加,红砂岩土试样的吸收能逐渐增加,且达到一定冲击量时,吸收能有减小趋势,吸收能与冲击次数存在二次函数关系,且相同冲击次数,干密度越大,试样吸收能越大;体积吸收能变化曲线呈S递增型,材料吸收能挤压土体颗粒间孔隙,主要表现为土体颗粒滑移,使土颗粒重新排列,增强了红砂岩土体抵抗外界冲击力;干密度对红砂岩土体积吸收能影响较大.

红砂岩土体加固的室内单点冲击试验分析

为了研究不同土层厚度的红砂岩土在不同夯击次数下的冲击荷载作用效应,利用相同单击夯击能,通过改变土层厚度和夯击次数对赣南地区红砂岩土进行室内单点冲击试验。通过预埋带编号的小钢珠测试土体的竖向和水平位移,采用自制小环刀取土测试不同位置土体的密度,总结了不同方案下红砂岩土的冲击荷载作用效应。试验结果表明,土体的累计沉降量与累计夯击能基本符合y=Ax/(1+Bx)的关系;土层厚度直接影响土体的最终沉降量,土层厚度越大,土体的最终沉降量也越大;对红砂岩土的冲击加固效果,坑内土体好于坑周土体;夯击能在土中的传播存在一定的影响深度,且土层厚度不同影响深度也不同。由此可知,土层厚度和夯击次数影响红砂岩土的冲击加固效果,其本质原因是两者影响冲击能量在土中的传递。

红砂岩土在多点冲击荷载下的叠加作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的空间位移,采用自制环刀取土测试不同位置土体的密度变化。试验研究表明,在冲击荷载作用下,中心点处的竖向位移和密度叠加效果随着击数或落距的增大而增强;竖向位移和密度叠加效果随着夯点间距的增大而减弱。随着击数的增加,中心点处土体粘聚力和内摩擦角都在增大。土体抗剪强度叠加效果随着夯点间距的增大而减弱,特别是在夯点间距从3.5倍增大到4倍锤径时,减弱程度非常明显。构成红砂岩土抗剪强度的关键因素是粘聚力。本文所取得的相关结论对红砂岩填土地基强夯加固的进一步研究、设计和施工具有一定的帮助。

红砂岩土在四点冲击荷载下的冲击试验结果分析

为了对红砂岩土在四点冲击荷载下的效应进行分析研究,对手动击实仪进行改装,将其中的冲击锤进行拆卸,使其可以自由选择落地的距离,然后以此击实仪对红砂岩土进行冲击荷载的击实试验。结果表明:土层的平均密度会随着深度的变化而不断变化,先变大后变小,且距离夯点越远,其密度越小;土体的抗剪强度会随着落距的增加而不断增加,而当土体的总冲击能量达到一定程度时,土体的上层和下层的平均密度会出现一个转折点,最终其平均密度会处于一个稳定值。

单点冲击荷载下非饱和红砂岩土的加固机理研究

为探究非饱和红砂岩土中夯击能的加固机理,通过设计室内单点夯击试验,分别从宏观和微观两个角度进一步分析了土体的加固过程。研究表明,不同方案下土体的累计夯沉量发生明显变化的分界点分别在第5击、第6击和第7击,即为最佳夯击数;土体的累计夯沉量与累计夯击能正相关,基本符合的关系;坑底中心土体的密度随夯击能的增加而增大,坑周表层土体密度随夯击能的增大而先增大后减小。

红砂岩土与建筑渣土混合料路用性能研究

文章分别对红砂岩风化土、建筑渣土的物理力学性质进行了室内研究,对两者混合制成不同配合比的试件进行筛分和重型击实试验,对击实后试件进行承载比(CBR)试验,并通过得到的CBR值计算对应的回弹模量参数。结果表明,混合料随着建筑渣土掺入率增加,最佳含水率不断减少,最大干密度先增后减,混合料在建筑渣土掺入率为60%时得到的CBR值和回弹模量最大,在红砂岩土中掺入一定比例的建筑渣土,可以使材料的路用性能提高。

微生物诱导矿化修复阿尔寨石窟红砂岩壁面酥碱病害试验研究

阿尔寨石窟寺是内蒙古地区规模最大且保存最为完整的石窟寺建筑群,其蕴含了珍贵的关于历史、宗教、科学、文化的艺术价值,被誉为“草原上的敦煌”。由于当地典型的沙旱寒区气候特征,酥碱成为石窟壁面最为严重的病害之一,目前阿尔寨石窟正处于保护阶段,因此通过室内对病害进行模拟和研究尤为重要。本研究通过微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,对以红砂岩风化土为基质的壁面的酥碱病害进行修复,通过激光粒度分析了病害前后土颗粒粒径的变化,提出酥碱高度、酥粉体积、盐壳厚度的量化指标用以评价病害的发展程度。基于微生物矿化技术生成矿化覆膜对病害进行抑制,推荐使用微生物菌液浓度OD_(600)大于1.5的具有耐盐碱性能的矿化菌株,修复后酥碱高度下降幅度大于20%,酥粉体积下降幅度大于30%,盐壳厚度下降幅度大于25%。研究成果对生物矿化技术应用于红砂岩石窟壁面的酥碱病害的修复进行试验验证和可行性评估,为绿色生态环保的岩壁病害修复与加固技术的推广应用进行科学预研。

非饱和红砂岩风化土土水特征及降雨对其边坡稳定性的影响

为防止非饱和红砂岩风化土边坡因水分状态的变化出现失稳破坏,对其开展土水特征及降雨作用下稳定性变化研究。首先,针对不同初始干密度、初始质量含水率条件下的非饱和红砂岩风化土进行脱湿试验,得到其土水特征曲线,通过分析其规律,提出改进指数函数模型,并与F-X模型进行对比。应用该模型进行数值模拟,分析降雨强度及时长对边坡稳定性的影响。结果表明:在参数更少、表达形式更简洁的条件下,改进的指数函数模型达到了与F-X模型相近的拟合精度,并且对残余含水率的估算结果更准确,对红砂岩风化土具有更好的适用性;在降雨持时相同时,降雨强度增大,坡体饱和度增加,边坡稳定性降低;随着降水持时延长,0~6 h段边坡稳定性显著降低,之后稳定性下降较小;短时间的强降雨对于红砂岩风化土边坡稳定性影响较大。

红砂岩土在单点冲击荷载下的作用效应

采用改装的击实仪对赣南地区红砂岩土进行室内击实试验,通过预埋带有编号的钢珠测试土体的空间位移,采用自制环刀取土测试不同位置土体的物理力学性质变化。试验研究表明,在冲击荷载作用下,红砂岩的粘聚力增长幅度远大于内摩擦角的增长幅度;对红砂岩土的空间击实效果,坑底土体好于坑周土体,轻锤高落好于重锤低落;研究成果对强夯地基处理等冲击荷载下土体的作用效应有比较重要的理论和实际意义。

路基工程黄土改良红砂岩试验及路用性能

结合汾石高速施工工程,针对路基工程黄土改良红砂岩试验及路用性能展开研究,阐述了施工区域红砂岩结构特征及崩解机理,通过力学性能试验,分析了各黄土掺量下红砂岩改良土路用性能变化规律。研究结果表明:当黄土掺量为30%、含水率为8%时,改良土最大干密度为2.11g/cm3,其路用性能显著提升,各项力学指标满足路基施工要求。

加筋红砂岩风化土强度和变形特性

红砂岩风化土是湖南公路路堤工程中应用较多的填筑材料,采用直剪试验研究了不同压实度的红砂岩风化土的强度和变形特性,以及加筋对其工程性质的影响。试验表明,随压实度增大,红砂岩风化土的峰值抗剪强度明显提高,但主要由粘聚力的增大引起,随剪切位移增大,粘聚力减小,抗剪强度大幅度降低,其应力–应变曲线呈现随应变软化型。加筋提高了红砂岩风化土的峰值抗剪强度和残余强度,更重要的是明显减小了峰值后强度的降低幅度,且达到峰值抗剪强度的剪切位移增大,峰值区域增宽,土体延性提高,改善了红砂岩风化土的强度和变形特性;对于不同的加筋层数和不同的筋材模量,以及在不同的压实度和试验竖向压力下,加筋对红砂岩风化土的强度和变形特性的改变不同;根据试验结果,还对红砂岩风化土的工程性质以及加筋的抗剪作用机理进行了初步探讨,阐述了加筋材料在土的应力–应变关系中的主要功能和作用。

红砂岩填土压实厚度对压实能量消耗规律影响试验研究

为研究红砂岩填土压实能量消耗规律,利用自制装置在电子万能试验机上进行静载荷压实试验,得到5种不同厚度红砂岩填土压实试验的压力–位移关系,分析填土压实厚度对压实能量消耗规律的影响.结果表明:红砂岩填土在压实过程中的压力与位移之间近似呈指数关系;不同厚度土层压实位移随压实能量的增长趋势基本一致,压实能量随土层厚度增加而大;压实过程中消耗的单位体积静压功与产生的压实位移近似呈对数关系;填土干密度随单位体积静压功增大而增加;压实到相同干密度,所消耗的单位体积静压功随压实厚度增高而增大,故适当减小填土压实厚度将有利于降低能量消耗.

红砂岩风化土室内冲击试验研究

通过改变锤重和土柱高度两个因素来设计击实试验方案,研究红砂岩风化土在不同方案下,单位面积冲击能与冲沉量、土体干密度的关系;锤击数N与抗剪强度的关系.根据试验得出的冲击荷载作用下红砂岩风化土的加固作用效应,来探讨红砂岩风化土冲击加固规律.试验结果表明:单位面积冲击能与平均冲沉量之间基本符合公式y=Aln(x)+B的关系;填土的高度直接影响着土体的最终冲沉量值;随着单位面积冲击能的增加,土体的干密度增加;增加锤重比减少土柱高度对于抗剪强度增加的影响要大些.这些试验成果可为以后研究冲击荷载在红砂岩填土地基上的加固作用效应提供参考.