Compression characteristics of saturated re-compacted glacial tills in Tianmo Gully of Tibet, China

Glacial tills are highly compressible soils composed of loosely cemented sandy silt particles.Their role,for instance,as initial filler materials in geo-technical projects along temperate glacier regions warrant a systematic evaluation of their compressive characteristics.As such,we carry out a series of onedimensional compression tests on re-compacted glacial till samples obtained from Tianmo Gully,Tibet,with the aims of evaluating their compressive behavior under controlled initial stress conditions.The yield stress was determined from the void ratio versus consolidation pressure(e-log)planes.Its compression and swelling behaviors were observed during the primary and secondary compressions of the consolidation tests.From the compression curves,a correlation can be found between the consolidation stress and the void index.In addition,we find that the compression curves of glacial tills collapse into a single curve when normalized by the compression index.The experimental results in this study provide a basic understanding of the compression characteristics of the glacial tills in Tibet,China.

干湿循环与加载先后顺序对砂泥岩混合料压缩特性的影响

为研究干湿循环与加载先后顺序对砂泥岩混合料压缩特性的影响,针对不同干湿循环次数、浸水时间和水温处置下的砂泥岩混合料,开展先干湿循环后加载、先加载后干湿循环的单向压缩试验。结果表明,两种试验方法所得砂泥岩混合料压缩量均随干湿循环次数增加、浸水时间增长、水温增高而增大;压缩量与干湿循环次数呈对数关系、与浸水时间呈幂函数关系、与水温呈线性关系,并推导出相应的压缩量计算公式;试验结果及理论分析均得出先干湿循环后加载的压缩量大于先加载后干湿循环的压缩量。

非饱和黄土侧限压缩和湿陷试验的宏微观离散元特性分析

为了深入探讨非饱和黄土在侧限压缩和快速增湿作用下的宏微观特性,本文采用颗粒流方法对黄土的力学特性开展了3维离散元仿真模拟分析。采用软胶结模型模拟了颗粒间的化学胶结作用,并考虑了颗粒间的范德华力和毛细力作用,着重分析了微观参数的变化规律。结果表明:软胶结接触模型能够准确地复现非饱和黄土侧限压缩和快速增湿试验中的力学响应行为。微观力学配位数随着竖向压力的增加而不断加速增长,同时颗粒间接触力与接触力矩均随含水率的增加呈现逐渐减小的趋势,而对于饱和试样则出现增长的情况。颗粒间的剪切破坏和拉破坏随着竖向压力的增加而逐渐增加,在大约100kPa达到最大值。随着含水率的增加,剪切破坏逐渐占据主导;此外,随着竖向压力的逐渐增加,应变能、滑动耗能与阻尼耗能逐渐增加,应变能数值远大于滑动耗能与阻尼耗能;应变能的增速随着竖向压力的增加逐渐加快,直至200kPa附近达到最大,含水率越大应变能终值越低;滑动耗能与阻尼耗能的终值均在小范围内波动。

路用红砂岩碎石土湿化变形特性试验

针对湿热地区红砂岩碎石土用作路基填料易发生湿化崩解,导致路基刚度软化及其耐久性能降低的问题,采用自行研制的大型干湿循环压缩剪切仪,开展不浸水条件与反复浸水下红砂岩碎石土的一维大型压缩试验,揭示红砂岩填料在干湿循环条件下的湿化压缩变形规律。研究结果表明:湿化变形量随浸水次数增加而增加,压缩模量在前2次干湿循环过程中衰减幅度较大,第3次后逐渐趋于稳定;地基土附加湿化变形量随浸水时间增加而增大,变形模量随含水率增加而减小。试验结果可为红砂岩填筑路基的安全施工及其长期沉降预测提供依据。

干湿循环作用下岩石力学性质的实验研究

为了模拟风化作用对岩石力学特性的影响。利用MTS815岩石力学测试系统,实验研究了岩石在干湿循环条件下的变形与力学特性,得出:岩石应力应变全过程曲线可分为四个阶段:即初始压密阶段、弹性阶段、应变硬化阶段、应变软化阶段;随干湿循环次数的增加,试件的变形增大;干湿循环作用下,岩石的单轴抗压强度、弹性模量、E50模量减小,且与干湿循环次数呈对数函数关系。研究成果为岩石工程设计与保护具有重要的理论和工程实际意义。

湿陷性黄土与膨胀土的分级增湿变形特性试验研究

对陕西张桥的湿陷性黄土和安康的膨胀土分别进行了分级增湿变形试验。根据试验结果分析了这两种土的应力应变关系曲线、增湿变形过程中基质吸力变化特点及增湿变形类型。分析表明,其两者的增湿变形应力应变曲线形态完全不同,湿陷性黄土的应力应变曲线明显分为压缩、湿陷变形和固结压密3段,并且在湿陷变形转变为固结压密时有一个明显的转点。膨胀土的应力则随变形增加呈衰减趋势,并且在增湿变形中以体积变形为主,剪切变形较少。湿陷性黄土和膨胀土在增湿过程中基质吸力变化亦表现出明显的差异,前者随含水率明显变化,随应力变化较小,而后者随含水率和应力的增加均有较大变化。最后提出湿陷性黄土的湿陷起始应力和膨胀土的膨胀应力两个概念,进一步合理分析了两者的特征力。

干湿循环作用下石膏岩劣化效应的试验研究

选取巴东十字垭隧道的石膏岩为研究对象,室内完成了0,1,3,6,12次干湿循环试验,测得了循环过程中吸水率、孔隙度和单轴压缩的试验数据。试验表明:石膏岩的吸水率和孔隙度与干湿循环次数呈对数函数形式,并随着干湿循环次数的增多而不断增大,但吸水率、孔隙度的增加量却逐渐减少;同样,石膏岩的单轴抗压强度和弹性模量随着干湿循环次数的增多而减小,并随着循环次数的增多,单轴抗压强度和弹性模量的减少量逐渐减少。通过分析对比石膏岩劣化参数变化率,得到干湿循环作用对石膏岩各个参数的劣化效果是不同的,其排序为:吸水率>弹性模量>单轴抗压强度>孔隙度。

干湿循环作用下砂岩的劣化及破坏特性研究

针对干湿循环作用下消落带砂岩岩体强度衰减易导致砂岩边坡失稳的问题,以三峡库区秭归县沙镇溪典型库岸边坡砂岩试样为研究对象,采用浸泡—烘干处理方式模拟岩石干湿循环过程,将试样分组进行单轴压缩试验和直接剪切试验研究,并通过数值模拟,从变形的角度分析破坏过程。结果表明:干湿循环对砂岩的劣化作用在初期表现强烈,随着循环次数增加,作用逐渐减弱;在相同循环条件下,砂岩的极限抗剪强度随法向应力的增大而增加,相同法向应力作用下砂岩极限抗剪强度随干湿循环次数的增加而减小;粘聚力和内摩擦角随着干湿循环次数的增加而逐渐减小,总劣化度逐渐增大。试验结果对水库砂岩边坡稳定性分析具有较强的参考价值。

不同应力水平砂岩颗粒料湿化变形试验研究

鉴于颗粒料湿化变形是土石坝、地基基础等工程中变形控制所考虑的重要影响因素,利用外置湿化水头的侧限压缩固结仪,对砂岩颗粒料进行了不同应力水平的湿化试验,研究了单线法湿化变形量与湿化应力、湿化时间的关系;对比了单双线法压缩固结曲线差异,总结了砂岩颗粒料湿化变形规律。试验结果表明,单双线法所测相对湿化变形随湿化应力的变化曲线均呈指数函数关系,此规律在湿化应力较低时吻合程度较高,在湿化应力较高时双线法比单线法所测湿化变形离散性大;所测相对湿化变形差值随湿化应力增大而有减小,最大差值为湿化应力0.10 MPa时的33.63%。单线法所得砂岩颗粒料湿化变形随湿化应力增大而增大,浸水时间相同时应力水平越高,湿化变形越大;随浸水时间增加,颗粒料湿化变形速率先增加后急剧减小,直至趋于稳定。

PE对沥青及沥青混合料性能影响研究

通过常规沥青指标试验、PG分级试验对沥青结合料进行测试,采用单轴压缩试验、车辙试验、BFA疲劳试验测试混合料性能。沥青结合料试验表明:经湿法加入PE颗粒,沥青的软化点、复数模量及车辙因子得到明显提高;PE改性沥青的劲度模量及蠕变速率与基质沥青相比变化不明显,认为PE对低温性能影响较小。混合料试验表明:PE颗粒可以显著提高沥青混合料的静态模量及动稳定度,湿法改性比干法效果更为明显;当湿法HDPE掺量为6%时,动稳定度比干法提高了48.7%;HDPE较LLDPE、废旧PE更有优势。经过验证,湿法改性对混合料路用性能的改善效果比干法更为明显。

等向压缩应力条件下原状黄土的吸湿持水特性

用改装的非饱和土三轴剪切渗透仪,在不同等向压缩应力作用下对天然状态的原状黄土进行了分级浸水试验,分析了应力对吸湿持水曲线的影响,提出了可以直接考虑等向压缩应力影响,以饱和度及含水率与吸力关系表征的持水特性模型。研究结果表明：应力对饱和度与吸力关系的影响较大;对含水率与吸力间关系的影响与吸力大小有关,当吸力大于阈值时几乎没有影响,可近似归一,当吸力小于阈值时影响较大。随着应力增大,脱气吸力值增大,饱和含水率减小,且可分别用线性函数及对数函数描述之。不同应力下,饱和度及含水率比（含水率与饱和含水率之比）与吸力比（吸力与脱气吸力值之比）关系皆可以归一,且可用提出的模型描述。该模型直接把等向压缩应力作为变量,与以应力作用下孔隙比作为变量的持水曲线模型相比,更便于实际工程应用。模型对饱和度及含水率与吸力关系的预测结果与试验结果吻合较好。

干湿循环作用下西安特殊黄土的力学特性

为了研究西安特殊黄土的强度特性,在不同含水率和不同增湿减湿作用下进行无侧限抗压强度试验和单轴压缩试验,借此观察西安特殊黄土的力学特性及强度变化规律。结果显示:西安地区特殊黄土,无论是其单轴压缩强度还是无侧限抗压强度均随着含水率的降低而逐渐增大,并且呈现出黄土的含水率越低其强度值就越大,且强度值增加越来越快的现象,当黄土为干燥状态时其强度是达到最大;无论试样经历增湿减湿循环多少次,黄土的弹性模量随着含水率的降低在持续增大,并且呈现出随着含水率的降低其下降相同比例时弹性模量增大越明显的现象;无论经历增湿减湿循环多少次,泊松比随着含水率的降低逐渐减小,但与其他参数相比,泊松比并没有明显的变化。

干湿循环对板岩填料抗剪强度劣化影响的试验研究

针对贵州省三黎高速公路强—中风化板溪群板岩填料,开展了不同干湿循环次数条件下的大型三轴压缩试验。试验结果表明:干湿循环效应对于板岩填料的抗剪强度参数影响是较为显著的,特别是首次干湿循环后,抗剪强度参数有明显的变化,而当干湿循环次数进一步增加时,强度仍有变化,但较第一次弱;板岩填料的黏聚力c值随干湿循环次数增多近似呈线性增长,内摩擦角φ值随干湿循环次数增多近似呈幂函数减小;首次干湿循环后,内摩擦角φ值下降约7%,黏聚力上升约26%,但总体抗剪强度仅有约2%~7%的下降,说明干湿循环效应对强—中风化板溪群板岩路堤边坡稳定性影响不大。另外,本文对板岩路堤填料的干湿循环大型三轴压缩试验条件和方法进行了探讨,可为同行提供参考。

干湿交替中砂岩强度与波速关系的试验研究

库水周期性干湿循环作用使得库岸边坡消落带岩土体的强度发生劣化,当劣化发展到一定程度的时候就可能会引起岸坡失稳.不同类型的岩土体遇水后,其强度劣化程度因岩土体的岩性不同而不同.本文以两种不同矿物成份的砂岩为研究对象,进行室内超声波测试、单轴抗压试验,探讨干湿循环作用下其强度劣化情况以及强度与纵波波速之间的相关关系.试验结果表明:干湿循环作用下砂岩的纵波波速与单轴抗压强度有很好的对应关系.Ⅰ号砂岩遇水后,波速与强度均有相应的大幅度衰减,多次干湿循环之后,波速与强度趋于平稳;Ⅱ号砂岩在经历多次干湿循环之后,波速与强度均未发生显著的劣化.

变质软岩路堤填料湿化变形的大型压缩试验研究

为了研究变质软岩路堤填料的湿化变形特性,采用室内大型压缩试验,针对秦岭山区十天高速公路安康西段的强风化变软质岩填料受水影响较大的特点,进行了相同密度不同试验方法下的浸水饱和试验。结果表明:采用单线法、双线法和循环加载后变质软岩填料在浸水饱和与荷载400、800、1 200 kPa共同作用下试样均产生明显的湿化变形,且湿化变形量随荷载增大呈递增趋势;双线法与循环加载作用下的湿化变形量明显大于单线法所产生的湿化变形量,但总的压缩变形量都较小。若将相应荷载换算成一定高度下填方路堤浸水的情况,考虑路堤填料在载荷不变时的最不利因素,建议最大填方高度不超过18 m,相应的湿化变形量小于10 cm,可以满足公路路基设计规范中的工后沉降要求。

湿喷桩强度的含水率及土层影响分析

为研究土层及含水率变化对湿喷桩强度的影响,以连盐高速盐城段湿喷桩复合地基为研究背景,通过室内模型试验和理论分析,主要分析了土层和含水率的变化对湿喷桩成桩质量的影响。选取2种代表性的土进行了室内模拟试验,通过对湿喷桩单轴抗压强度的对比分析,得到以下结论:粘土层中湿喷桩强度高于粉土层中湿喷桩的强度,主要原因是粘土层中水泥浆液与土体颗粒和水体发生了更强的离子交换和团粒化作用及硬凝反应;土的含水率对湿喷桩强度有显著影响,且存在一最优含水率,在该含水率下,湿喷桩强度显著提高。研究结果可为分析湿喷桩在不同含水率和土层下的强度特性提供依据。

干湿循环对强风化泥岩崩解与强度特性的影响

为了研究强风化泥岩崩解特性和抗剪强度在反复吸湿、脱湿过程的变化规律,进行了不同干湿循环次数下的泥岩崩解试验,同时开展三轴压缩试验以测定多次干湿循环后的泥岩应力-应变关系曲线。结果表明,强风化泥岩在经过多次干湿循环后,岩体结构的崩解程度随循环次数逐渐增加,崩解率Bt在干湿循环前期与后期较慢,中期较快;由三轴压缩试验的应力-应变曲线可以看出,样品主要经历线弹性变形、弹塑性变形和应变硬化3个变形阶段;随干湿循环次数的增加,强风化泥岩的强度指标弱化指数D逐渐增长,增长速率趋于减小,且强风化泥岩的内聚力受干湿循环次数影响程度明显大于内摩擦角。

延安新区黄土压缩特性试验研究

为研究高填方体黄土在侧限压缩状态下的结构性变化及其变形特性,以延安新区某场地黄土为研究对象,开展原状、重塑黄土的高压固结试验,研究不同试验条件下原状、重塑黄土的压缩特性及结构性变化规律,探明黄土的初始结构性、结构屈服压力与压缩指数之间的关系,考虑黄土结构性参数建立了修正的黄土一维压缩模型,并结合试验结果进行了验证。试验结果表明:增减湿和压实度的变化直接影响黄土的初始结构性和压缩特性,含水率的增大导致结构屈服压力和初始结构性的减小及压缩指数的增大,初始结构性参数与结构屈服压力及压缩指数均呈线性变化关系;重塑黄土的压缩变形随压实度的增大而减小,压缩指数随结构屈服压力和初始结构性的增大而减小;在同一含水率下,原状黄土的初始结构性参数明显大于重塑黄土;在增湿作用下原状黄土初始结构性的削弱程度远大于重塑黄土的削弱程度;采用结构屈服压力和压缩指标表征了原状黄土和重塑黄土之间的初始结构性参数关系函数,计算模型显示,随着压实度的增大,含水率的变化对黄土压缩指数和初始结构性的影响逐渐减小,而对结构屈服压力的影响仍较为显著。

小型离心式压气机湿压缩实验台测试系统研究

介绍了小型离心式压气机湿压缩实验台组成.针对这套系统设计了测试系统的硬件和软件.重点说明了空气流量、出口压力、转速、扭矩和进出口温度、湿度的测量及信号抗干扰系统.经过多次实验,结果表明测试系统工作稳定,抗干扰能力强;测得的实验数据准确可靠,进口加湿有利于压气机性能的提高.

酸性干湿循环灰岩单轴压缩细观劣化三维离散元分析

针对酸性干湿循环作用下岩体力学性能劣化导致岩体失稳问题,以酸雨地区灰岩为研究对象,利用3DEC离散元数值模拟软件对该地区干湿循环作用下灰岩单轴压缩试验进行模拟,推演不同酸性环境中循环周期对岩样细观参数劣化的影响规律,在此基础上预演更多循环次数作用下灰岩单轴压缩试验,获得了细观参数和峰值应力与循环次数的关系。结果表明:模型的细观参数随着干湿循环次数的增加而逐渐减小,总劣化度逐渐增大;干湿循环对灰岩的劣化作用随着循环次数增加,作用逐渐减弱;溶液pH值越低,峰值应力变化速率越快。