应力路径对盐城粉质黏土动剪切模量影响试验研究

沿海地区地下土常受到地震、施工、波浪等各种动力作用的影响。为了研究应力路径对粉质黏土动力特性的影响,选取盐城地区不同深度的粉质黏土原状样进行循环应力路径下的共振柱试验。结果表明:应力历史对土动力参数响应的影响显著,加卸载路径间土的最大动剪切模量Gmax和动剪切模量G之间有明显差异;在围压0~80 kPa时,Gmax快速上升,变异性减小;地质年代和埋深对土动力学参数的变化起重要作用。随着埋深增加,各应力路径下Gmax和围压变化时G的差异不断扩大,当地质年代发生变化时,G显著增加;根据试验提出最大动剪切模量与围压间的拟合关系式并提供不同应力历史粉质黏土的拟合结果,为盐城以及相关沿海地区的工程设计和施工提供参考。

合肥弱膨胀土力学特征及饱水扰动影响

为了研究合肥地区弱膨胀土遇水及扰动对其强度和变形等力学性质的影响,对合肥地铁7号线徽富路站深基坑内弱膨胀土的原状样及饱和扰动样,分别开展了50 kPa,100 kPa和200 kPa三种围压下常规饱和三轴压缩(CTC)和三轴拉伸(CTE)以及原状非浸水样双压力室三轴压缩试验。通过对比原状样与饱和扰动样的应力–应变、强度指标以及变形模量的差异,探讨了饱水扰动对膨胀土力学性质的影响,且采用XRD衍射测试了膨胀土的矿物成分及含量。试验结果表明:(1)合肥地铁7号线基坑土质为弱膨胀土,黏土矿物中蒙脱石含量占46%;(2)合肥地铁7号线基坑的弱膨胀土强度的降低主要表现为黏聚力的降低,原状样较扰动饱和重塑样黏聚力下降了56%,而内摩擦角的变化并不显著;(3)合肥地铁7号线基坑内弱膨胀土有超固结现象,表现为原状样具有剪胀软化特征;(4)合肥地铁7号线基坑弱膨胀土原状样遇水扰动后初始模量下降了20%左右,水的浸润大幅降低了膨胀土抗变形能力。

水泥基气泡轻质土冻融耐久性的研究

气泡轻质土作为一种新型材料因其具有轻质性、自密实、保温等优良特性,在寒区路基工程中有更加广泛的应用趋势。为了降低气泡轻质土的工程造价、充分利用当地资源,分别采用0%、20%、30%、40%粉质黏土和10%的粉煤灰替代部分水泥制备水泥基气泡轻质土,并开展了500 kg/m~3、600 kg/m~3、700 kg/m~3、800 kg/m~3湿密度下水泥基气泡轻质土的冻融耐久性试验。评价了不同粉质黏土掺量和湿密度对水泥基气泡轻质土冻融耐久性的影响。结果表明:(1)从质量损失率分析,掺量为20%、30%试件的质量损失率相对较小,冻融耐久性较好。(2)通过相对动弹模损失量分析,粉质黏土掺量40%和湿密度为500 kg/m~3试件的冻融耐久性较差,不宜使用。因为粉质黏土消耗了水泥水化作用需要的水分,且泡沫越多,试件内部越稀疏。(3)建立了以冻融循环次数、粉质黏土掺量为因子的相对动弹性模量预测模型公式,该模型验证结果较好且公式结构简洁,便于应用到实际工程中。

冻土动力学参数测试研究

冻土的动力学参数既是工程设计的依据之一,也是数值模拟时不可缺少的参数。本文分析了取自青藏铁路的两种路基土,即粉质粘土和细砂的动弹性模量和动阻尼比变化特征。试验发现,冻结粉质粘土和冻结细砂的动力学参数随频率、温度和含水量的变化规律相同。冻土的动弹性模量随频率的增加或温度的降低而增加。含水量增加时,冻土的动弹性模量先增加后降低,在饱和含水量附近达到最大。冻土的动阻尼比随频率的增加或温度的降低而减小。含水量增加时冻土的动阻尼比略有增加。

振动频率对饱和黏性土动力特性的影响

在回顾加荷频率对土样动力特性影响的研究基础上,采用某土石坝心墙防渗黏性土饱和试样,通过动三轴试验,研究了振动频率f对土样动力特性的影响。动强度试验结果表明:当f=0.1～4Hz时,动强度随f的升高而增大,但f继续升高后,动强度却有下降趋势。当f=0.1～1.0Hz时,频率愈高动孔压比愈大;当f=1.0～6.0Hz时,总的趋势为频率愈高,动孔压比愈小。表明频率较高时,动孔隙水压力来不及上升和扩散。较高频率f持续作用下,试样有吸水现象并伴随动孔压的下降。动模量阻尼试验结果是:f愈低,试样动变形开展愈充分;f愈高,动模量和阻尼比愈大。

反复冻融条件下粉砂土动力学参数试验研究

在大量冻融试验和动三轴试验的基础上,深入研究和分析了经历多次冻融循环后粉砂土动模量和阻尼比的变化规律。研究结果表明:同一动应变水平下,动应力大小与冻融次数、含水率呈负相关性,而与围压、加载频率、压实度呈正相关性;粉砂土的动应力-动应变关系存在明显的非线性,且随动应变水平的提高,动模量成倍减小,而阻尼比则成倍增大;随冻融次数的增加,动模量降低而阻尼比则增大,且经历6次冻融后均趋于稳定,建议将6次冻融后的力学特性作为设计与计算指标;围压和压实度的提高有效增强了土颗粒之间的骨架作用,动模量随围压和压实度的增减而增减,阻尼比则随围压和压实度的增加而降低;含水率的变化对阻尼比的影响不大,而当土样达到饱和状态时,动模量成倍降低;加载频率对阻尼比的影响较大,并随频率的提高而迅速降低。

氨氮在饱水粉砂土和亚砂土层中吸附过程及其模拟

为在土地处理系统中选择合适保护土层厚度，防止ＮＨ４＋对地下水污染．通过动态土柱试验，研究了ＮＨ４＋在饱和粉砂土层和亚砂土层中的吸附性能。用Ｃａｍｅｒｏｎ平衡－动态吸附模型模拟了ＮＨ４＋在土层中的迁移过程，求得了不同土层和不同浓度条件下模型的各参数值，并求解出不同时刻，不同氨氮浓度条件下的沿程ＮＨ４＋浓度分布曲线。研究表明，在实验条件下，粉砂土和亚砂土的纵向弥散系数分别为０．１７５和０．００９３ｃｍ２／ｍｉｎ；当水中氨氮浓度为１３．７和４１．０ｍｇ／Ｌ时，粉砂上动态饱和吸附容量分别为０．１５６和０．４００ｍｇ／ｇ；当氨氮浓度为５１．０ｍｇ／Ｌ时，亚砂土的动态饱和吸附容量为１．３３ｍｇ／ｇ。

循环荷载下粉质中液限黏土和粉煤灰土的动剪强度研究

通过对路基填料粉质中液限黏土和粉煤灰土的动力循环荷载试验,分析了粉质中液限黏土和粉煤灰土1:2的动力特性,得出了动剪强度与循环荷载次数间的变化规律以及动模量与动应变的关系表达式。研究结果表明:粉煤灰土1:2动剪强度优于粉质中液限黏土,可以作为路基填料。

饱和场地土动力特性试验研究

在工程实际中认为饱和度超过80%即为饱和土,但在室内土工试验中制作的土样饱和度达95%以上,后者经过试验测定,动力参数与前者实际上有一定差异。在50,100,200 kPa三种固结压力下分别对饱和度为95%,92%,88%,83%的饱和土样进行了循环单剪试验,得到了4种土样在3种固结压力下的最大动剪模量Gdmax和最大阻尼比Dmax,以及动剪模量比G/Gdmax-γ和阻尼比D/Dmax-γ归一化数值,并进行了对比分析。结果表明:在同一固结压力下,土样的Gdmax,Dmax,G/Gdmax随着饱和度增大有相对递减的趋势,而阻尼比D/Dmax数值随着饱和度加大而逐渐增加;随着固结压力的增大,4种土样的Gdmax,Dmax以及G/Gdmax-γ(γ为动剪应变)数值上差异逐渐减小。最后对此种现象进行了讨论并分析其产生的原因。

武汉砂土动剪切模量与阻尼比的试验研究

以武汉地铁4号线二期工程越江段饱和砂土为研究对象,通过室内GDS动力三轴试验,较为系统地研究了在单向循环荷载作用下砂土的动剪切模量和阻尼比规律特性及其影响因素。试验结果表明:动剪切模量、阻尼比与动剪应变的关系可以用Hardin-Drnevich双曲线模型进行描述;动剪切模量随动应变的增大而减小,随围压和固结比的增大而增大,而阻尼比的变化规律与动剪切模量相反。从而为工程建筑物的抗震设计提供了重要依据。

动静组合加载下不同负温人工冻结粉质黏土强度和变形特性分析

研究动静组合加载下不同负温冻土的强度和变形特性对提高冻土开挖破碎效率、确保冻土工程稳定具有重要的理论和工程意义。借助改进的分离式Hopkinson压杆试验系统,研究了不同负温下人工冻结粉质黏土的静态和动态应力-应变曲线、抗压强度、变形模量和破坏特征。试验结果表明:单轴动态压缩条件下,随着试验温度的降低,人工冻结粉质黏土应力-应变曲线弹性段占比有减少的趋势,峰后下降段逐渐趋于明显;三维动静组合加载下,不同负温冻土的应力-应变曲线均可分为弹性、塑性和破坏三个阶段。人工冻结粉质黏土在冲击荷载作用下的温度敏感性要强于静态荷载,体现冻土的动脆性特征;在冲击荷载作用下,冻土在三维动静组合状态的温度敏感性要弱于单轴状态。动态单轴荷载作用下,不同负温冻土试样均呈粉碎状破坏,而三维动静组合状态下冻土破坏后无明显裂纹。

大面积软弱地基浅层处理技术研究

结合上海市某工程地基加固实践,对无填料振冲法加固饱和疏松粉细砂地基和井点降水联合低能量强夯法加固粉细砂及下卧扰动软粘土地基的两种技术进行了介绍,经过加固处理的地基均达到设计要求。通过对加固效果进行的分析得出一些有意义的结论,为类似地基处理提供了参考依据。

饱和土中管桩的水平动阻抗研究

为了考察桩、土主要参数对饱和土中管桩水平振动的影响,将土体分为桩周饱和土和桩芯饱和土两部分,利用多孔介质理论的饱和土控制方程建立了饱和土-管桩的耦合振动模型。在考虑桩周饱和土和桩芯饱和土边界条件的情况下,运用势函数解耦的方法对桩周饱和土和桩芯饱和土的水平振动进行了求解。在考虑桩周饱和土和桩芯饱和土对管桩作用的情况下对饱和土中管桩的水平振动进行了求解,得到了管桩桩顶的水平动力阻抗,并分析了主要桩、土参数对管桩水平动力阻抗的影响。研究表明:管桩内外半径、桩周土和桩芯土剪切模量比、泊松比之比对管桩水平动力阻抗的影响较大,低频时液-固耦合系数比对管桩水平动力阻抗有一定的影响,而阻尼比之比对管桩水平动力阻抗阻尼因子有一定的影响。

动力排水固结法加固浦东机场促淤地基试验研究

基于浦东国际机场快件处理中心促淤场地的加固处理实践,介绍采用动力排水固结法处理促淤饱和软粘土地基的工艺对吹填粉细砂上试夯区的试验研究,结果表明采取低能量“少击多遍”的强夯施工工艺,并辅以竖向塑料排水板的方法来加固处理饱和促淤软粘土是可行的,促淤地基的力学性能和变形性能显著提高,并实现了用吹填粉细砂代替中粗砂作为强夯垫层,大大降低了工程成本。通过对大面积强夯施工处理效果的检测表明,动力排水固结法加固处理促淤地基效果明显。

新近沉积粉土动模量和阻尼比的试验研究

选择邯郸市区5个工程的粉土土样,采用DDS-70微机控制电磁式振动三轴仪对非饱和粉土的动模量和阻尼比进行了试验研究,探讨了围压、剪应变、孔隙比、粘粒含量等对它们的影响;运用Hardin-Drnevich模型对动三轴试验结果进行整理分析,并通过统计计算提出了邯郸市确定粉土动模量的初步公式,为地基基础设计提供了依据。

饱和砂土最大动剪切模量的不同试验对比研究

对233个饱和砂土土样室内试验确定的最大动剪切模量和同一位置现场原位试验确定的最大动剪切模量进行了对比研究。结果表明:两者相差很大,室内试验结果基本上小于现场试验结果,埋藏深的土样相差更大;室内试验的最大动剪切模量与深度符合幂函数规律,且与砂土的密实度有关,与砂土的颗粒成分关系不大。通过工程实例,比较了2种试验最大动剪切模量对地震反应分析的影响,得到了室内试验最大动剪切模量与现场剪切波速的统计经验关系式。该经验关系式对工程场地地震反应分析具有一定的参考应用价值。

饱和粉质黏土动弹性模量影响因素分析及骨干曲线模型研究

为了研究交通动荷载作用下地基土动弹模量的变化规律,利用室内动三轴试验系统对东南沿海地区饱和粉质黏土进行动三轴试验,研究围压、超固结比、孔隙比和应变幅值对动弹性模量变化规律的影响;采用经典Hardin-Drmevich等效线性模型,提出考虑超固结比、孔隙比影响的饱和粉质黏土动弹性模量修正公式。研究结果表明:在相同应变水平下,动弹性模量随着围压和超固结比增大而增大,随着孔隙比增大而减小;与经典Hardin-Drmevich公式相比,本文提出的动弹性模量修正公式对试验结果的拟合效果更好。

邯郸与太原两地粉土动力特性的试验研究

对邯郸5个工程场区和太原1个工程场区的粉土进行了循环荷载幅值为不规则变化的动模量试验。试验研究发现,粉土的动模量衰减的比砂土慢;其动模量衰减到最大动模量的85%时,开始表现出塑性特征,因此,在动模量衰减到最大动模量的85%之前降低循环动荷载的幅值,动模量仍能大部分回到初始值。粘粒含量的变化使粘粒在粉土中表现出不同的作用,当粘粒含量小于10%时,动强度随粘粒含量的增加而降低;当粘粒含量大于10%后,动强度随粘粒含量的增加而增加。

动荷载作用下饱和砂土动剪模量试验研究

在50kPa、100kPa和200kPa 3种固结压力下分别对饱和度为95%、92%、88%和83%的土样进行了循环单剪试验,得到了该土样在4种饱和度、3种固结压力下的最大动剪模量Gdmax以及动剪模量比G/Gdmax-γ归一化曲线。分析得出,同一固结压力下土样的Gdmax和G/Gdmax随着饱和度的增大相对减小;随着固结压力的增大,两者数值上差异逐渐减小。最后对此种现象进行了讨论并分析了其产生的原因。

振动频率对饱和砂卵石土动模量和动阻尼比影响的试验研究

通过饱和砂卵石土室内动三轴试验,将不同振动频率对动模量和动阻尼比的影响进行了较为细致的研究,分析了饱和砂卵石土的动力特性随振动频率的变化规律。试验结果表明,振动频率的改变对动模量没有显著的影响,但是在总体上来说阻尼比随振动频率增大而减小。