压实压力对兰州马兰黄土工程性质影响试验分析

季节冻土区黄土路基经常遭受强烈的冻融循环作用,使得路基土体的水分重新分布、密度发生变化,严重的会导致路基发生较大变形而破坏,造成一定的经济损失和安全隐患。通过补水条件下的压实黄土冻融循环试验,研究冻融循环作用对压实黄土的水分分布、变形和干密度等工程地质特性的影响。试验结果表明:反复的冻融循环作用使得土样含水率增加,从底板到顶板土样含水率逐渐递增,且含水率增加幅度随冻融次数的增加而增加;土样在冻融循环初期冻胀变形大于融沉变形,总体变形显著增加,经过一定冻融循环次数后土样总体变形趋于稳定,冻融循环后期土样出现较小的沉降变形;冻融循环使得土样的干密度逐渐减小,冻融循环次数越多,其干密度减小幅度越大。研究成果对压实黄土路基病害形成机理及防治措施研究具有重要的科学意义。

用增湿的方法制备不同干密度的压实黄土土样,来研究压实黄土的工程力学性质。试验结果表明:压实黄土的抗剪强度、压缩模量、粘聚力及内摩擦角随着干密度的增大呈增大趋势;压实黄土的压缩系数随着含水量的增大而增大。

本文报道了取样扰动对土的工程性质指标影响的一批研究成果。采用100mm和75mm两种直径的取土器取样作对比试验以研究取土器扰动的影响。试验证明取土器直径对试样的孔隙比、压缩系数、超固结比和天然强度等指标都有明显的影响。采用两种预固结处理的方法以恢复原生应力状态,用不固结不排水试验比较了应力状态对天然强度的影响。对取土过程中土体应变的分布及其对土样扰动的影响用有限元方法进行了模拟。

冻融过程中土结构受冷生作用的影响,可导致土的工程性质发生变化。在冻土地区进行路堑开挖、新消边坡的加固和路基修建时,由于新近暴露的土受到冻融风化作用,在相关的变形和稳定性分析中,选择土性参数时必须考虑土工程性质的变化。在查阅大量文献的基础上,从试验仪器和研究方法、冻融作用下土的物理性质和力学性质的变化及其机理等几个方面,对土的工程性质受冻融循环影响而改变的研究现状进行了总结和分析,列出了典型的研究成果。文献研究表明,土经过冻融后,渗透性会增大;松散土和密实土的密度具有不同的变化趋势;原状超固结土的结构性受到破坏,因而三轴试验的应力应变曲线峰值受到削弱,一维压缩试验中表现为前期固结压力降低;强度的变化则有诸多不同的试验结果。针对目前的研究现状并根据作者的相关工作,提出了进一步研究的思路。

将微生物技术引入岩土改性中,筛选出多种碳酸盐矿化菌和多糖黏胶菌,利用碳酸盐矿化菌atcc64533、和多糖黏胶菌5的代谢产物对粉土的工程性能进行改性,并对改性土体进行渗透和无侧限抗压强度试验,测定土体工程指标的变化。通过扫描电镜(esem)分析,研究不同微生物改性粉土的微观结构特征,揭示微生物改性粉土的机理。研究表明,掺碳酸盐矿化菌和多糖黏胶菌对粉土的渗透性和无侧限抗压强度均有不同程度的影响。

在重型击实或碾压后，砾质土的工程性质主要受粗粒含量的不同而变化。本文结合水布垭高心墙堆石坝防渗材料的研究，分析了粗粒含量对砾质土压实性、渗透性、压缩性、应力应变关系参数的影响。研究表明：砾质土压实性和渗透性除与粗粒含量有关外，还与细料特性有关；相同压实条件下，强度参数与ｐ５关系密切。

通过对济南、淄博地区膨胀土的室内物理力学性质、石灰改性的系列试验分析,确定了膨胀土的等级、改性后土的胀缩性、强度与剂量的关系及掺入石灰的最佳配比。

以广西膨胀土为研究对象,考虑气象因素的影响,通过现场试验对膨胀土的胀缩变形、变形模量与渗透特性进行了原位跟踪测试。结果表明,较小的降雨量就可以使表层土体的含水率和膨胀状态达到极限。对降雨过程而言,自然状态下膨胀土雨水入渗的影响深度是有限的;膨胀土变形模量随含水率的增加以幂函数的形式逐渐降低;当含水率较低、裂隙较发育时,土体的渗透性会大大提高,而植被的存在也会较大幅度地改善土体渗透性,为深入认识膨胀土边坡的灾变机制提供了依据。

黑龙江地区广泛分布有水敏性的分散性土和膨胀土,这些特殊土的存在对渠道工程的安全运行造成严重威胁。在分析土样物化性质和矿物成分的基础上,采用多种试验方法对龙头桥、蛤蟆通、引汤灌区渠基土的膨胀性、分散性和力学性质进行了研究,探讨了生石灰对土样分散性和膨胀性的处理效果。试验结果表明:3个灌区的土样均属于膨胀土,其中龙头桥灌区土样的膨胀性较强；蛤蟆通灌区的土样属于分散性土,引汤灌区的土样属于非分散性土；3个灌区土样的抗剪强度不高,黏聚力值为13.62~49.60kpa,内摩擦角为1.0°~24.5°。由于龙头桥灌区土样的有机质含量很高,该灌区土样的黏聚力比其他两个灌区高,而内摩擦角比其他两个灌区低；低掺量下的生石灰对土样的分散性和膨胀性有较好的改性效果,该方法适用于处理不良渠基。

为了深入研究石灰、粉煤灰黄土在路基工程中的应用,进行了3组配比石灰、粉煤灰黄土击实试验,不同龄期强度试验,干湿循环作用下、冻融循环作用下及不同饱水时间强度试验。分析试验数据得出:石灰、粉煤灰黄土强度随龄期增长而缓慢增长,180d强度可达到3.5~7.5mpa;28d龄期石灰、粉煤灰黄土经过10次冻融循环后强度降低率在32%~47%之间,经过10次干湿循环后强度降低率在17%~35%之间,4~6次冻融循环或干湿循环后强度基本趋于稳定;28d龄期石灰、粉煤灰黄土经过4d饱水后强度降低率在15%~24%之间,2d饱水后强度基本上趋于稳定。结果表明:28d龄期以上的石灰、粉煤灰黄土已经完成50%左右的强度增长,且强度较高,具有较好的水稳定性和冻融稳定性。0.05∶0.15∶1和0.05∶0.2∶1配比的石灰、粉煤灰黄土力学指标比较接近,0.05∶0.1∶1配比的石灰、粉煤灰黄土力学指标较差,在工程应用中应优先考虑0.05∶0.15∶1和0.05∶0.2∶1配比。

通过对南京地区膨胀土的室内物理力学性质、石灰改性的系列分析,确定了膨胀土的等级、改性后土的胀缩性、强度与剂量的关系及掺入石灰的最佳配比,为膨胀土性质的进一步研究奠定了基础。

河道淤泥气泡混合土(fmlss)是一种具有轻质、高强度及良好流动性的新型工程材料,工程应用广泛。基于此,利用包括密度、强度与固结等物理力学试验方法,考察了fmlss在不同水泥掺入比、气泡掺入比、含水量及养护龄期条件下的物理力学性质。试验结果表明:fmlss具备良好的轻质性,其密度、强度与变形等物理力学性质主要受水泥掺入比、气泡掺入比及含水量等因素的影响,其中不同因素交叉作用的影响不可忽略;此外fmlss的强度与刚度作用的发挥还受养护龄期的影响,且与养护龄期呈较好的双曲线关系;在承受外荷载作用时,fmlss表现出良好的抵抗变形能力。研究结果表明fmlss具有良好的工程适用性及应用前景。

第2l卷第1期 2000年3月 华北水利水电学院学报v0【21no1 powermar2000。urnal0fnoahcmnalnsfi~uteofwaterconservancy 文章螭号：10025634c200010l0039—04 大广坝砾石土工程性质试验研究 ⋯心司(r葛洲姐股份有限开发总齿司，瑚北宜昌，44300) 丁 tvt,，．22 搐要：吉泥卵砾石土在我国南方相当多地方存在，通过试验对大广坝应用的主要填蔬材料的物理力学特征 进行了研究，并且采用了快速压实拉制法作为对这种填料压实质量控制的最好方法，认为吉泥卵砾石土是一 11"良好的填蔬材料．其成果可为夸后南方筑坝设计和施工参考 关键词塞墼型j茎苎堡塞里；厘。-z~土、协是、艘 中围分类号：tu50l文献标识码：

新疆南疆属盐渍土分布较广、盐渍土灾害严重的内陆干旱荒漠区域。不同地区由于地形、地貌及地下水分布的差异,导致其盐渍土工程性质有着明显的区别,使盐渍土灾害防治存在不确定因素。作者通过南疆三地区盐渍土工程性质的试验对比研究,试验分析结果表明:南疆不同地区受区域地形、地貌及地下水分布的差异和地质构造的影响,其盐渍土分布具有较明显的区域分异性,盐分组成及含盐量具有很大的差异,使不同地区的盐渍土在力学强度、土的可塑性及盐渍土盐-冻胀变形特性方面存在较大的差异。

针对改善吹填土工程性质的方案,在吹填土内加入一种化学改良剂,通过大量的土工试验,希望加快其水分的析出,降低含水量,增大其渗透性,以增加土体的强度,从而更好地利用吹填土。通过土工试验得到土体添加改良剂和未添加改良剂的物理力学性质指标。研究结果表明,这一方案是可行的。

为了解决石灰改良引发的填筑土脆性破坏的问题,本文提出了将分散的聚丙烯纤维丝掺入到石灰土中的设想,并对不同纤维和石灰掺量的6组土样分别进行了无侧限抗压试验、剪切试验、膨胀率试验和收缩试验。试验结果表明,纤维的掺入不仅提高了石灰土的强度,而且还增强了石灰土的塑性,使其破坏形式从脆性破坏转变为塑性破坏。此外,在胀缩性方面,纤维的掺入减小了石灰土的膨胀性,但增加了收缩性。研究表明,纤维的强抗拉性是导致石灰土工程性质改变的主要因素。因此,纤维和石灰的混合掺入可以为填筑土工程性质的改良提供一个更加有效的方法。

为研究石灰改性红砂岩残积土的工程性质并确定最佳掺量,以恩施地区红砂岩残积土为研究对象,制备不同石灰掺量的改良土试样,并进行击实、压缩、无侧限抗压试验。结果表明,随着石灰掺量的增大:改良土最优含水量逐渐增大,最大干密度逐渐减小;改良土压缩系数先减小后增大,压缩模量先增大后减小,对应的最优石灰掺量为7%;改良土无侧限抗压强度先提高后降低,对应的最优石灰掺量为9%。出现上述规律的主要原因是:石灰发生的水化、离子交换、碳酸化、结晶等作用,增强了砂土颗粒之间的黏结,提高了土的整体性,使石灰土压缩、强度特性得到改良。然而,过多的石灰会以自由灰的形式存在于土颗粒空隙之间,导致土体的压缩变形量增大,无侧限抗压强度降低。

纤维石灰土工程性质的试验研究——为了解决石灰改良引发的填筑土脆性破坏的问题本文提出了将分散的聚丙烯纤维丝掺入到石灰土中的设想并对不同纤维和石灰掺量的6组土样分别进行了无侧限抗压试验剪切试验膨胀率试验和收缩试验试验结果表明纤维的掺入不仅提高了石...

红黏土在土类划分上属于特殊性土,由于其特殊的成因过程及成因环境,水土作用对桂林重塑红黏土的工程性质具有一定影响,通过室内实验研究水土作用对桂林重塑红黏土界限含水量以及胀缩性的影响,探究其内在作用机理。试验结果表明,经过浸泡7d后的土体的界限含水量均会改变,随着溶液浓度的增大在nacl和cacl_2溶液中浸泡的土样液限和塑性指数增大、塑限减小,且随着酸性和碱性的增强会进一步加大这一趋势。而在nacl和cacl_2溶液中浸泡的土样的自由膨胀率、线缩率、体缩率会随着溶液浓度的升高而增大,其中自由膨胀率在酸性相同条件下随着ph的减小而增大,在碱性环境中自由膨胀率随着ph的升高而增大,线缩率和体缩率则无明显规律。

为了研究离子类土壤固化剂对青藏高原高温冻土工程性质的改良效果,分别选用酸性和碱性离子类土壤固化剂对冻结青藏粉质黏土进行了改良测试。塑性指数测试表明,两种固化剂的最优含量为0.20%。固化剂含量小于0.30%时,冻结温度相对原状土样没有明显的下降。对不同含量碱性和酸性固化土力学性质进行了测试,无侧限单轴抗压强度相对原状土样整体增大,碱性和酸性固化土抗压强度最大分别提高了78.7%和46.6%,最优配比(0.20%)的碱性和酸性固化土体积压缩系数随养护龄期增大而减小,两种固化土的体积压缩系数相对原状土样最大分别下降了44.4%和27.8%,固化效果明显。碱性固化土力学性质变化更显著,说明碱性固化剂更适合对青藏黏土进行改良。

击实功对黄土强度影响的试验研究——通过室内试验，研究和探讨了击实功对黄土强度的影响。

通过收集石家庄地区20项工程的34组钻探与探井的原状土试验数据,对比分析了不同取样质量对土样物理力学6项指标的影响;并对比采用3种常用的地基承载力计算方法及1种查表法,在不同取样质量下对确定地基承载力产生的影响.结果表明,原状土的取样质量不同,所得到的物理力学6项指标及地基承载力值均有较大的差异.通过上述统计分析,为今后物理力学指标及地基承载力的修正提供了参考依据.