虎跳峡龙蟠右岸土石混合体野外试验研究

土石混合体是一种力学性质极其复杂的特殊的工程地质体,它的存在会对工程带来极大的危害。由于其物理力学性质较为复杂且试样难以采集,目前对它的研究还不够深入。为进一步研究土石混合体的变形破坏特征,对虎跳峡龙蟠右岸地区分布的土石混合体选取6个试验点分别进行了天然状态下(3个)和浸水条件下(3个)的原位大型水平推剪试验,取得一些有意义的研究成果。通过现场试验,得出了该区土石混合体在不同条件下的强度特征和应力–应变曲线,在此基础上归纳出土石混合体在天然状态下的全应力–应变曲线。同时对各试样的粒径级配关系辅以三维滑动面分析对土石混合体的变形破坏机制进行了探讨,解释这种特殊的地质体的内摩擦角偏高的内涵所在。提出在计算强度参数时应采用平均滑动面和对土石混合体的黏聚力起重要作用的关键粒径的概念。最后,对研究区分布的土石混合体的强度参数提出合理的参考值,为变形体的三维稳定分析奠定基础。

水下土石混合体的原位大型水平推剪试验研究

以虎跳峡龙蟠右岸地区分布的土石混合体为依托,对土石混合体在浸水条件下的力学响应进行了大型原位水平推剪试验,取得一些成果。通过现场试验,提出在采用水平推剪试验获得土石混合体的强度参数时,为了结果的可靠性计算滑面应采用平均滑面。同时,将试验区天然状态下和浸水条件下的土石混合体强度参数进行对比,得出了土石混合体的各强度参数在浸水前后的变化规律。最后,对试验区土石混合体在浸水下的强度参数提出了合理的参考值。

土石混合体野外水平推剪试验研究

根据白衣庵滑坡地区的滑带附近三级阶地的上部和残坡积层的3个野外大面积水平推剪试验,得出了土石混合体的变形特点和相关的抗剪强度参数,为白衣庵滑坡的稳定性分析提供必要的依据,同时也为其他滑坡类似材料的力学性质研究提供了一个可能的途径,具有很大的参考价值。

泥质页岩-粉质黏土土石混合填料原位水平推剪试验研究

土石混合料是由土和岩块(碎石)组成的复合体。混合料中土的种类不同,岩块的种类及含量不同,剪切破坏特征亦不同。由于对其剪切破坏机理研究还不够深入,在工程中难以确定这类填料的强度参数。为进一步探明土石混合填料的剪切破坏特征,对泥质页岩-粉质黏土混合填料进行了12个原位大型水平推剪试验,根据现场试验结果,将这类土石混合填料的水平推力-位移曲线划分为5个阶段,并对各个剪切破坏面进行三维还原,为土石混合体内部破坏机理的进一步研究奠定了基础。

贵州红棕色玄武岩风化土强度试验研究

在滇黔地区公路建设中,沿线边坡表层经常广泛分布着红棕色玄武岩风化土,厚度较大,风化程度较高,降雨作用对边坡的稳定影响较大。土质边坡的稳定性在很大程度上取决于土的抗剪强度指标,但目前对玄武岩风化土的强度缺乏系统深入的研究,给该地区工程建设带来了挑战。通过现场原位推剪试验和一系列室内土工试验,得出了该红棕色玄武岩风化土的抗剪强度指标变化规律、含水量对土体强度的影响、峰值强度和残余强度之间的差异,为边坡稳定性分析提供了必要的参考依据。

滇黔地区黄褐色玄武岩风化土强度试验研究

为了全面探索分析黄褐色玄武岩风化土的抗剪强度,通过现场原位水平推剪试验和室内三轴压缩试验以及直接剪切试验等一系列土工试验,得出了黄褐色玄武岩风化土体的抗剪强度指标变化规律,还分别在天然含水率条件下和饱和含水条件下进行室内土工相关试验,研究了含水量变化对土体抗剪强度参数的影响。

不同水环境下土石混填地基水平推剪试验研究

为了研究土石混填地基的承载特性与变形机理尤其是不同水环境对其有何影响,在特制的地槽内分别开展正常条件、饱水浸泡、干湿循环作用下的土石混填地基水平推剪试验研究,得到试样在不同条件下更加完整的破裂面、抗剪强度及推剪变形曲线。研究结果表明:土石混填地基的抗剪强度主要源于其内部土石料之间的相互摩擦、咬合等作用;在正常条件下可表现出良好结构性,其破裂面会发展到底面之下一定深度;干湿循环对试样的黏聚力有较大影响,对其破裂面、内摩擦角及推剪变形过程影响有限;饱水浸泡对试样的破裂面、抗剪强度及推剪变形过程均有很大影响,尤其是试样抗剪强度会大幅度降低,故在相关工程实践中须予以足够重视。

循环荷载下土石混合体力学特性野外试验研究

土石混合体是一种物理、力学性质非常复杂的不连续介质。以云南某高速公路土石混合体边坡为例,分别对选取的3个试验点进行了单调加载、循环加载一次及多次循环加载试验,获取了其相应的剪切位移-剪切应力关系曲线,并对其曲线特征进行分析研究。通过对试样三维滑动面的形态分析,指出由于土石混合体三维滑动面的不规则性,利用传统的二维计算方法难以得到较为准确的强度参数。基于三维极限平衡理论,提出了土石混合体水平推剪试样强度参数的三维数据计算方法。并利用该方法得到了研究区土石混合体的相应的强度参数及残余强度参数。

三维极限平衡法在原位水平推剪试验中的应用

原位水平推剪试验是一种常用的试验方法,但由于在对类似与土石混合体这类极度不均匀的岩土体进行试验时,其滑动面通常极为不规则。作者在三维极限平衡理论分析的基础上,推导出了野外大型原位水平推剪试验在考虑三维滑动面时的强度参数计算方法,并采用VC++.NET编制了相应的数据处理系统(HPT-3D),为原位水平推剪试样提供了新的处理技术。将该法应用于虎跳峡龙蟠右岸土石混合体的现场水平推剪试验中,得到了一些有益的结论。

碎石土地基的大型原位水平推剪试验与单环注水试验

为研究广州地铁十八号线陇枕停车场碎石土地基的力学强度特性及渗透规律,在典型的碎石土地基上选取了7个原位试验点,分别进行了颗粒级配分析、大型水平推剪试验和单环注水试验。研究结果表明:陇枕停车场碎石土地基呈现出缺乏中间粒径的不连续级配特征;碎石土地基强度指标与含石量关系密切,当含石量小于63%时,有效黏聚力随着含石量的增加迅速下降,有效内摩擦角随着含石量的增加迅速增加;当含石量超过临界值63%时,有效黏聚力和有效内摩擦角几乎没有变化;碎石土地基的渗透系数和含石量呈正相关关系;含石量为63%是陇枕停车场碎石土地基抗剪强度参数和渗透稳定性的关键特征值。

残积土及全风化层土原位水平推剪试验研究

水平推剪试验是测定土的抗剪强度指标的大型原位试验,以厄瓜多尔德尔西水电站工程区广泛分布的残积土及全风化层土为研究对象,通过开展大型原位水平推剪试验,取得该类土石混合体的抗剪强度参数c、φ值,并对其变形破坏特征进行研究。试验结果表明,土石混合体的抗剪强度指标与其含石率、材料强度、结构联接强度均有一定程度的关系,其力学特性介于土体和岩体之间,试验后推剪应力—应变曲线有明显的阶段性,能反映土石混合体的变形特征。相比于室内试验,在原位进行水平推剪试验取得的成果更能代表残积土及全风化片麻岩的抗剪强度特性。

高填方路基原位水平推剪试验研究

为了避免土石混合体的离散性对水平推剪试验产生的滑动面带来的不规则性影响,并解决由此带来的土力学参数获取困难的问题,开展了系列原位水平推剪试验,采用近距离摄影测量技术构建3D试验现场模型,同时结合Matlab编程与Geomagic软件的相关处理,提出了一种新的原位水平推剪试验三维模型建立方法,并通过此方法获得了某高填方路基的土力学参数。从处理效果可知,该方法合理有效。

土石混合料填方体原位剪切试验方法探讨

土石混合料中物质组成复杂、结构分布不规律,采样进行室内试验相对困难,因此最好通过现场原位剪切试验获取某特定工程最具针对性的力学参数;但超粒径颗粒的存在,使得将常规原位剪切试验运用于土石混合料力学参数取值时存在诸多问题,会对试验结果造成不可忽视的影响。对原位直剪试验和原位水平推剪试验这2类常见试验中存在的问题进行分析和对比。结果表明:原位水平推剪试验更适用于土石混合料此类非均匀体;通过对比几组原位试验结果,发现2类原位剪切试验得到的内摩擦角相近,但是黏聚力的值差异性较大。最后,对土石混合料原位水平推剪试验的参数取值提出了建议。

基于傅里叶近似法的S-RM细观损伤过程研究

为了明确土石混合体(S-RM)的细观损伤演化过程,基于现场水平推剪试验,采用离散元数值模拟方法,开展S-RM水平推剪数值实验研究,分析S-RM的力学特性和细观损伤演化特征.基于傅里叶近似法,提出微裂纹各向异性定量评价方法.根据S-RM变形破坏过程中微裂纹各向异性演化特征,划分了S-RM水平推剪细观损伤阶段,通过分析各细观损伤阶段的裂纹扩展特征及发展规律,揭示了S-RM剪切滑动面形成机理.试验结果表明,微裂纹各向异性程度随着剪切位移的增加而增强,当主裂纹形成后不再有明显变化,微裂纹主要分布在0°~45°与135°~180°;微裂纹的产生主要由于颗粒间的拉应力导致,拉裂纹的各向异性程度明显大于剪切裂纹;土体中微裂纹的贯通导致多条宏观裂纹的形成,由于块石的翻转宏观裂纹逐渐扩展形成一条绕石宏观主裂纹,S-RM沿着主裂纹滑移形成绕石剪切滑动面;滑动面的倾角为34°,与主裂纹倾角和微裂纹在0°~90°的平均角度一致.

土石混合体抗剪强度原位水平推剪试验研究

水平挤出法推剪试验是一种在现场进行的原位剪切试验,它比大面积直剪试验更能沿着土的软弱面方向发展,是测定土石混合体强度的一种有效方法。通过对云南省功东高速公路沿线K39~K41工点高边坡地区典型土石混合体试样的现场原位水平推剪试验,采用平均滑动面作为计算滑动面计算得到了该区域土石混合体抗剪指标,有效避免了将土样带回实验室测试对土体造成扰动产生的数据误差。同时,对试样剪切破坏后的破坏面上取样进行了碎石土颗粒粒径分析,分析了土石混合体的尺寸效应对抗剪强度指标的影响,揭示了土石混合体在原位受剪情形下的变形破坏规律。试验表明含石量的不同是影响土石混合体抗剪强度指标的重要因素,含石量较高的土石混合体在水平剪应力达到峰值发生破坏后整体结构尚未丧失,承载力没有明显降低。本次试验为沿线高边坡的稳定性评价提供了有效的参考价值。

灰岩-粉质黏土混合填料原位水平推剪试验研究

土石混合料是由土和岩块(碎石)组成的复合体。混合料中土的种类不同,岩块的种类及含量不同,剪切破坏特征亦不同,由于对它的剪切破坏机理研究还不够深入,在工程中难以确定这类填料的强度参数。为进一步探明土石混合填料的剪切破坏特征,对灰岩-粉质黏土混合填料进行了5个原位大型水平推剪试验。根据现场试验结果,将这类土石混合填料的水平推力-位移曲线划分为5个阶段,并对各个剪切破坏面进行三维还原。

土质边坡土体抗剪强度室内外试验研究

结合具体的滑坡工程,通过8个现场水平推剪试验和4组室内反复直剪试验研究了滑带土的抗剪强度指标变化规律、含水量变化对土体强度参数的影响、峰值强度和残余强度之间的差异等.试验结果表明,对于渐进式滑坡,坡体一般有足够的时间形成其滑动面,因此这类边坡的稳定性依靠的应该是它的残余强度,而不是峰值强度.同时,含水量的变化对土样抗剪强度有很大的影响,遇水作用后其强度下降很快,并随着含水量的增加,土体的峰值强度降低,剪切变形增加,这些特性对边坡稳定性非常不利.最后,与室内直剪试验相比,现场水平推剪试验更能按土体实际受力情况来确定试验应力路径,能保证土样的原始结构和含水状态,并沿潜在的滑动方向进行大面积剪切,是一种合理有效的试验方法,试验所得结果值与土体真实值较接近,其结果一般对工程设计是可靠的.