重塑条件对红黏土力学特性影响试验研究

重塑条件是影响重塑土样相关力学特性的重要因素,为分析堤防建设的土工试验中各重塑条件对重塑土力学特性的影响,采用不固结不排水三轴试验研究了不同重塑条件(碎土方式、含水率和制样方式)对重塑红黏土力学特性的影响,并结合扫描电镜图像揭示了相关重塑条件对力学强度特性的影响机理。结果表明:在含水率较低时,影响红黏土重塑样强度的主要因素为制样方式;当含水率升高后,碎土方式成为主要的控制因素;结合微观试验进一步说明不同碎土方式得到不同级配的土粒,机械碎土方式会使得土颗粒集聚成不同数量的“粗颗粒”,改变土粒级配从而影响相关力学特性;不同制样方式导致土颗粒发生不同的有序排列,进而使得土体抗剪强度发生变化。

基于摄影测量技术的三轴土样体积变化

以新型摄影测量技术为基础,借助最小二乘法和折射修正系数,修正了土样标记点坐标的计算结果,计算出土样变形的三维坐标,然后在MATLAB软件中使用边界函数法,计算出土样各部分体积的变化数据.根据该原理,对广西桂林饱和红黏土试样开展了不同围压下的三轴不固结不排水(UU)试验.试验结果表明:采用摄影测量法,完成了土样不同变形阶段下的“真实变形测量”,得到的土样偏应力比常规测量法得到的土样偏应力小了5.7%;利用新型摄影测量技术,获取了土样不均匀变形下的整体与局部体积变化数据,同时兼顾了测量与土样三维模型的还原,实现非接触式体积变化数据的测量.

冻融循环对重塑碳酸盐渍土不排水强度影响研究

为研究寒区碳酸盐渍土强度特征,建立冻融循环作用下碳酸盐渍土的修正邓肯-张模型,指导碳酸盐渍土地区的工程建设,利用GDS三轴对取自黑龙江省某地的碳酸盐渍土进行不同围压、不同冻融循环次数下的UU试验。通过曲线拟合,获得了土样强度指标c和φ、模型参数Κ和n、破坏比Rf与冻融循环次数N的数学模型,根据模型理论值与实测值对比分析修正了邓肯-张模型切线模量Ei,从而建立了考虑碳酸盐渍土冻融循环次数N的修正邓肯-张模型。结果表明:碳酸盐渍土经冻融后,其不排水应力-应变曲线呈应变硬化型,且碳酸盐渍土在经历三次冻融循环后,强度降低幅度最大,占整个强度劣化过程的71%以上;冻融后,碳酸盐渍土内摩擦角φ、黏聚力c和参数K逐渐降低,破坏比Rf呈现出先降低后增加,而参数n表现出先增加后减小的趋势。本文提出了冻融循环作用下的修正邓肯-张模型,且模型预测精度高。

坝基深厚覆盖层原状砂土动力特性

超深厚覆盖层地基是当前水利水电工程建设所面临的巨大挑战,覆盖层土体的动力力学特性是进行地基土液化判别和坝体稳定分析的基础。本文以某拟建大型土石坝工程超深厚覆盖层地基中的砂土层为研究对象,对原状土样(通过深围井直接开挖取得的)和重塑土样开展了一系列的高围压条件下的不排水循环三轴试验。研究表明:原状砂土的动强度高于重塑砂土,且随着围压的增大二者之间的差别逐渐减小;原状土样和重塑土样的孔压、轴向应变发展规律类似;固结应力比对动强度指标及土样的破坏模式都有明显的影响,随着固结应力比的增大,动强度增大,土样破坏模式逐渐由液化破坏转变为塑性应变累积破坏。

淤泥再生混合轻质土强度特性试验研究

为揭示混合轻质土的强度特性,该文对以工程废弃淤泥为原料土、发泡聚苯乙烯(EPS)颗粒为轻质材料配制并固化而成的淤泥再生混合轻质土的强度特性与强度机理进行了试验研究。通过不固结不排水三轴试验和直剪试验分析了EPS颗粒体积分数、围压、养护龄期及水泥掺入比等因素对其强度特性的影响。结果表明:不同EPS颗粒体积分数和水泥掺入比下混合轻质土试样的p-q曲线呈线性关系,q=mp+α。EPS颗粒体积分数越大,α值越小,水泥掺入比越大,α值越大,两参数均对m值影响较小。在一定应力范围内,混合轻质土的抗剪强度包络线是一条直线,其抗剪强度与水泥掺入比、EPS颗粒体积分数、围压、龄期等均有关系。试样的抗剪强度随着围压的增大而增大。粘聚力随水泥掺入比的增大而增大,随EPS颗粒体积分数的增大而减小。养护龄期越长,混合轻质土的强度和粘聚力越高。混合轻质土的强度发展机理与一般粘性土类似,其强度为粘聚分量、剪胀分量和摩擦分量之和。

压实土不固结不排水单剪、直剪试验对比

对国内外单剪、直剪试验装置进行调研,总结、分析单剪和直剪试验的优缺点。结合具体填方工程中的压实土体,利用一种类似NGI单剪仪的仪器,进行不固结不排水情况下单剪和直剪试验,并将结果进行对比。研究发现,压实土的黏聚力值,单剪比直剪低20.3%,内摩擦角低5°。结合国内外的研究成果,详细分析试验结果的差异所在。

连云港海相软土不排水强度特征

连云港地区软土为碱性环境下沉积的非均质海积软土,软土抗剪强度具有固有各向异性。采用三轴不固结不排水剪切(UU)试验、无侧限抗压强度(UTC)试验、快剪试验和原位十字板剪切(FVT)试验4种方法,对连云港地区软土的不固结不排水抗剪强度特征进行了研究。结果表明:土体水平剪切面强度最低,竖直面抗剪强度最高;土体制样采用垂直方向的切取试样方式时,土体强度最高。根据三轴UU试验得出的黏聚强度和内摩擦角基于土体单元极限平衡理论恢复了土体剪切破坏时的应力状态,计算出土体实际抗剪强度。三轴UU试验得出的抗剪强度平均值约为13.13kPa,试样破裂面与水平面的夹角在45.1°~45.7°区间最为集中。UTC试验测得的土体平均抗剪强度近似等于三轴UU试验测得的平均抗剪强度。FVT试验测得软土抗剪强度平均值为19.72kPa,与三轴UU试验和UTC试验得出的抗剪强度平均值相比高了约6.60kPa,这种现象与室内试验试样的机械扰动、土体应力状态改变和剪切面特征有关。

长江三角洲北岸软土的不排水强度特征研究

采用三轴不固结不排水试验、无侧限抗压强度试验和快剪试验对长江三角洲北岸软土的不固结不排水剪切强度特征进行了研究。研究表明:研究区软土为碱性环境下沉积的非均质海陆交互相软土,软土剪切强度具有固有各向异性。土体制样采用垂直方向的切取试样方式,采用三轴不固结不排水试验时,土体沿45°+φ_(uu)/2这一椭圆形斜剪切面破坏,研究区土体破裂面主要集中在45.5°~46.3°这一区间内。根据三轴不固结不排水试验得出的抗剪指标,辅以土体单元极限平衡理计算出了土体实际剪切强度。无侧限抗压强度试验测得的土体平均剪切强度小于三轴不固结不排水试验测得平均剪切强度,这与研究区软土破坏时应力状态和摩擦强度较大有关。最后,从软土颗粒组成、矿物成分活性、微观结构等方面解释了研究区软土抗剪强度较高的原因。

极端气候条件下南京附近黏土冻融强度试验

针对极端气候下南方地区黏土的冻融强度与含水率、最低气温和冻融循环次数密切相关的特点，对不同初始含水率的黏土在不同冻结箱温度下经历不同冻融循环次数后的试样进行不固结不排水三轴压缩试验。试验结果表明：同一冻结箱内温度下，冻融试样在开始1～4次冻融循环期间黏聚力和内摩擦角变化显著，随着冻融循环次数的增加，黏聚力减小，内摩擦角增加；同一冻融循环次数下，随着冻结箱内温度降低，冻融试样黏聚力增加，内摩擦角减小。总结了冻融循环冻土损伤的特征。

固化粉质土应力应变特性试验研究

对固化粉质土进行了单轴和三轴应力应变试验,分析了单轴应力-应变曲线和不固结不排水三轴应力-应变曲线的特点,初步探讨了龄期、固化剂掺量及围压对曲线形状的影响。单轴应力应变试验结果表明,固化粉质土后期的强度和变形特性变化较小,随着固化剂掺量的增加,单轴应力-应变曲线形状变化明显。三轴应力应变试验结果表明,随着固化剂掺量的增加,其破坏应变和破坏偏应力均呈现正向增长的态势,曲线在高围压下呈现弱软化型,在较低围压时呈现软化型。

软黏土地基土体抗剪强度若干问题

针对不少土力学教材和规范规程认为由UU试验得到的是饱和黏性土的抗剪强度指标,将黏性土不排水抗剪强度视为土的抗剪强度指标的错误概念,首先分析了土的抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别,然后通过分析三轴固结不排水剪切试验和土的抗剪强度指标的测定,三轴不固结不排水剪切试验和土的不排水抗剪强度的测定,讨论了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。通过软黏土地基中土体的抗剪强度及测定方法的讨论,再次说明了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。最后提出岩土工程稳定分析四者相匹配原则。通过讨论分析,澄清了一些模糊概念,有利于提高岩土工程分析水平。

饱和粘性土三轴剪切性状的试验研究

对常德地区的饱和粘性土试样进行了三轴不固结不排水剪切、固结不排水剪切和固结排水剪切试验,获得了该地区饱和粘性土三轴试验的抗剪强度指标,通过对强度指标的分析比较,得出三轴慢剪指标作为设计、施工参数更合理,为粘性土路基的设计和施工提供了依据。

基于UU试验的原状黄土结构演化规律研究

结构性对黄土的承载力、变形特点以及强度具有重要影响。为研究未受扰动情况下黄土的结构性演化,采用不固结不排水剪切试验的方法,研究黄土在常规三轴应力条件下压-剪过程中结构性演变的宏观试验规律。试验结果表明,初始含水率增加使黄土应力应变曲线从软化型向硬化型发展,围压增大促使应力应变曲线由弱硬化向相对强硬化转变,围压和含水率都对结构性演变具有重要影响。土结构在未受固结扰动的情况下,围压和初始含水率影响了结构演变的路径,低围压下结构衰减要快于高围压下;低含水率时,结构性衰减对围压较敏感,含水率升高后敏感程度降低。

三轴不固结不排水剪的试验方法

介绍土工试验标准与土力学教科书中关于三轴不固结不排水剪的试验方法。指出按照目前规范方法获得的三轴不固结不排水剪强度参数规律与教科书中论述的相应规律有明显的差别:对于均匀土层,按照规范得到的饱和正常固结土的抗剪强度值基本不随取样深度而变化,与实际情况(现场十字板抗剪强度试验结果)不相符;按照教科书方法得到的抗剪强度值则随取样深度增加而增大,与实际情况(现场十字板抗剪强度试验结果)相符。为统一试验方法和提高试验参数的可用性,建议修订土工试验标准中规定的三轴不固结不排水剪试验方法。

软粘土抗剪强度参数试验研究

从软粘土的抗剪强度参数试验出发 ,一方面通过三轴UU剪切试验 ,得出了试样饱和度对软粘土抗剪强度参数的影响关系 ;另一方面通过大量的固结快剪试验 ,得出软粘土在不同先期固结压力Pc、不同固结度U下的强度变化规律。

软粘土的抗剪强度指标试验分析

通过三轴UU剪切试验,得出了试样饱和度对软粘土抗剪强度参数的影响关系;再通过大量的固结快剪试验,得到软粘土在不同固结压力、不同固结度下的强度变化规律。

周围压力对饱和软黏土不排水剪强度的影响

在饱和软土不固结不排水剪试验中,由于周围压力的施加方式不同于土体的实际受荷情况,造成了摩擦角小于零,与理论不相符合的现象.通过理论分析,发现其原因是对灵敏度较高的饱和软黏土的原始结构造成一定程度上的破坏,使其抗剪强度有所降低.

不同干密度粗粒土抗剪强度特征试验研究

剪切试验中,试样的形变特征决定了剪切强度特征,而干密度,含水率和围压都会影响试样的形变特征。因此通过开展不固结不排水三轴剪切试验,用实测的办法在不同轴向应变时对试样直径的增量进行量测。试验结果表明,剪切过程主要由体压缩阶段、鼓状变形阶段和剪切破坏面发展阶段组成,其中鼓状变形阶段是试验剪切过程的主要变形阶段、干密度的增加表现出试样的鼓状变形与剪切破坏阶段较为明显;含水率的增加提高了试样的塑性,增加了实测直径增量值;围压与端部效应共同作用,围压越大,鼓状变形越明显,实测直径增量就越大。通过形变特征计算剪切强度,分别以试样直径最大增量值和中部1/3部分平均直径值计算剪切强度,结果表明两者应力应变特征基本一致,但最大直径所得剪切强度值相对较小。

取样扰动对土天然强度指标的影响和处理方法

通过对润杨大桥北锚碇粘性土和砂性土进行不固结不排水、等向固结不排水、K0 固结不排水三轴剪切对比试验 ,探讨了土样扰动对土的天然强度指标的影响和恢复土样原始应力状态的预处理方法 。

单样多级加荷法三轴UU试验对天津软土抗剪强度的影响

文章介绍了单试样多级加荷的三轴UU试验方法,以天津沿海地区饱和软黏土为研究对象,以常规多个试样的试验方法得出了强度指标作为标准,与单试样多级加荷的试验方法得出的强度指标进行比较和分析,并利用统计学原理,得出无论是用原状样还是重塑样,同一种试验方法,仪器对抗剪强度参数C值、Ф值的影响程度基本相同;单试样多级加荷的试验得出C值、Ф值偏大,而常规多个试样的试验方法更趋近于理论值。通过分析两种方法加荷、剪切等试验过程的不同点找出抗剪强度指标C值、Ф值差异的原因,为单试样多级加荷方法所提供抗剪强度值在工程实践中的可行性提供依据。