饱和重塑黏性土固结过程的孔径分布特性研究

对饱和重塑黏性土采用不同加载速率进行排水固结,将不同加载时段的试样进行核磁共振(NMR)测量,分析横向驰豫时间T2分布、T2谱面积变化与孔隙的关系,研究饱和重塑黏性土固结过程的孔径分布特性。结果表明:饱和重塑黏性土试样初始阶段的横向驰豫时间T2为两谱峰,分别代表大小孔径的孔隙,随着加载的进行,各试样组试样孔径逐渐向较小尺寸转移,最终变成致密均匀的小孔径孔隙;恒载一定时间后,孔径变化不再明显,说明孔隙中可流动流体已排尽,此时完成排水固结;根据加载速率与最大孔压的正相关关系得到一分界速率,合理推断控制加载速率小于该值,则主固结阶段即完成排水固结。

合肥地区重塑黏性土细观结构演化三轴CT试验

为研究非饱和黏性土的细观结构演化特征,采用CT-多功能土工三轴仪,对合肥地区重塑黏性土在不同吸力、不同净围压下进行了非饱和固结排水三轴试验,得到了土体内部结构演化的CT图像、CT数平均值和方差.研究结果表明：净围压对土体细观结构演化影响显著.净围压较低时,土体经短暂压密后,原有孔洞消失,产生裂纹,裂纹宽度和长度随时间扩展较快——吸力越大,裂纹扩展、贯通程度越显著;CT数平均值减小0.26%-4.16%,方差增大15.82%-37.80%,说明土体密度变得不均匀.净围压较高时,土体整体被压密,一般无裂纹产生;CT数平均值增大1.22%-14.87%,方差减小10.02%-83.37%,说明土体密度变得更均匀,土体更致密.

重塑黏性土固有压缩特性的探讨

Burland于1990年提出重塑土的固有压缩特性,为定量评价天然沉积结构性黏性土的力学性质提供参考依据。通过对四种液限的重塑土进行大量的室内一维固结试验,重塑土样的初始含水率调整扩大为液限的0.7～2.0倍,探讨了初始含水率,液限对重塑土固有压缩特性的影响。结果表明:重塑土压缩曲线不仅与土的液限有关,还受初始含水率的影响;在较低固结压力下,采用Burland引入的孔隙指数不能将不同初始含水率的重塑土压缩曲线归一化,但当固结压力超过约25kPa时,各种压缩曲线均可较好地归一化至重塑土的固有压缩曲线(ICL);此外,重塑土固有压缩参数并非仅与土的液限有关,试验实测的结果显示出与Burland的固有压缩参数经验有一定的偏离,结合试验结果对其进行了修正。

排水距离对重塑黏性土一维压缩特性的影响

以河南某地饱和重塑黏性土为研究对象,利用改装的固结仪,分别对不同高度的试样进行了固结试验,研究了排水距离对饱和黏性土一维压缩特性的影响.试验表明,单面排水试验中测得的试样不排水面处的孔隙水压力并没有在加载的瞬间达到最大值,且达到按Casagrande作图法确定的主固结完成时间时,试样中仍存在一定的孔隙水压力有待消散.而且,排水距离对饱和土的固结特性和流变特性有着显著的影响.在相同的固结压力作用下,当排水距离较短时,固结系数随排水距离的增大而略微减小,当排水距离较大时,固结系数则随排水距离的增大而明显增大;但次固结系数与排水距离的关系则正好相反.

饱和重塑黏性土一维固结状态下应变率效应的经验模型研究

为考察饱和重塑黏性土应力应变率的相关响应,本文基于主次固结耦合思想设计了单轴恒定应变率固结试验,以取自西安北郊重塑饱和后的土样为研究对象,在0.9~55.4%/h的加载速率范围内开展试验研究,依据试验曲线的特征定义了表观固结阻力,并分析其应变率效应。试验结果表明:当轴向应力小于表观固结阻力时,无明显的应变率效应,反之,应变率效应表现明显;试验土样在竖向应变率增大62倍时,其表观固结阻力平均增大60.2%。根据表观固结阻力体现的应变率效应,借助其为中间变量建立时间隐式率相关的经验本构模型,该模型参数简单,代表的物理意义明确,对研究饱和重塑黏性土的应变率效应具有较好的理论参考价值。

重塑非饱和黏性土UU抗剪强度参数与饱和度的关系

土的饱和度是基于水分状态和密度状态的一个衍生变量。存在因应水分状态变化和因应密度状态变化的两类饱和度变化过程。根据23组不同水分状态和密度状态的UU三轴压缩试验结果,讨论了重塑非饱和黏性土抗剪强度参数与饱和度的关系。数据分析表明,黏聚力和与水分状态相关的饱和度的关系是强非线性的,和与密度状态相关的饱和度的关系是准线性的。内摩擦角和与水分状态相关的饱和度的关系是强非线性的,和与密度状态相关的饱和度的关系是弱非线性的。

自适应固结状态下饱和重塑黏性土的K_0率相关特性研究

为研究饱和重塑黏性土的K_0率相关特性,采用自适应一维K_0固结仪进行固结试验。根据试验所得数据分析不同加载速率条件下K_0值对固结变形的影响,建立率相关数理式进行定量描述,并探寻K_0最大值的求解。研究结果表明:静止土压力系数K_0在试验设计的不同固结阶段影响不同;在加载固结段,符合加载速率越快,K_0值越大的规律;在恒载固结段,K_0值的变化与前期加载无关,均体现出随应变增加而减小的趋势。K_0具有过程值,且K_0最大值与加载速率正相关,若忽略该影响,对工程可能造成安全隐患。

不同加载速率条件下饱和重塑黏性土的微观变形特性试验研究

对具有相同初始状态的饱和重塑黏性土采用不同加载速率进行固结,并在不同加载阶段对试样进行核磁共振测量,通过定性分析横向驰豫时间T_(2)分布或T_(2)谱面积变化与孔隙的关系,研究饱和重塑黏性土的变形微细观响应。结果表明:饱和重塑黏性土的固结初始阶段的T_(2)谱由两个峰组成,随着加载固结的进行,大孔径孔隙逐渐闭合成小孔径孔隙,最终的T_(2)谱形态都是单峰;加载较快土样在加载初期,受排水滞后的影响,其T_(2)曲线谱的变化趋势不明显,恒载足够长时间后,无论加载速率快慢,土样的T_(2)曲线谱最终形态极为相似,说明加载速率只对土样的中间状态产生影响,最终状态由试样初始状态决定。