物理性质对黄土抗剪强度指标的影响规律

明确黄土物理力学性质对指导黄土工程实践具有重要价值。本文以延安新区黄土为研究对象,开展不同湿度、密度条件下原状与重塑黄土直剪试验,研究湿度、密度变化对挖填方区黄土强度指标的影响规律。研究结果表明：在低含水率(w≤6%)条件下,黄土剪应力与剪切位移关系曲线具有显著的峰值特征,呈“硬脆”特点;在中高含水率(w≥12%)条件下,土体剪应力与剪切位移关系曲线呈“快速增大-缓慢增大-平缓稳定”发展趋势,峰值特征不明显;黄土抗剪强度及其强度参数随土体含水率增大而逐渐衰减,随土体密度增加而显著增大,湿度和密度变化对粘聚力的影响较内摩擦角更显著;挖填方区黄土的抗剪强度大小关系为挖方原状土τ_u>挖方重塑土τ_e>填方重塑土τ_f。挖方原状黄土抗剪强度与含水率的关系曲线符合指数函数分布,挖、填方重塑黄土抗剪强度与密度的关系曲线符合线性函数分布,通过预测模型获取的黄土抗剪强度参数计算值与试验值变化趋势基本一致,采用本文预测方法表征黄土抗剪强度及其强度参数变化规律是可行的。     

灰土比和龄期对灰土抗剪性能影响的试验研究

通过对不同灰土比的灰土进行击实试验,得到了不同灰土比的最优含水率和最大干密度。根据击实试验得到的不同灰土比的最优含水率和最大干密度,进行了相应灰土比的标准养护7、28、90 d的灰土抗剪强度试验研究,分析了在相同击实功下,相同养护龄期时灰土比对抗剪强度的影响;根据库伦强度理论,建立了三个龄期抗剪强度的回归关系方程;分析了养护龄期、灰土比对灰土抗剪强度影响的规律。试验分析表明:随着石灰含量的增加,灰土的最大干密度减小;粘聚力和内摩擦角均与灰土比有很强的相关性;灰土粘聚力均随龄期的增长而增大,但不同灰土比增大的快慢不同;内摩擦角随养护龄期发生或增大或减小的变化;灰土抗剪强度随养护时间不断增长,工程中应尽可能利用其长期强度。     

粗粒掺量对土石混合料强度特性的影响

为探讨粗粒含量对土石混合料抗剪强度的影响,对粗粒含量为0%、30%、50%、70%、100%共5组土石混合料试样进行饱和固结排水三轴压缩试验。结果表明,土石混合料的骨架作用明显,抗剪强度受粗细颗粒的共同作用影响;土石混合料抗剪强度随粗粒含量增大先增大后减小,粗粒含量为70%左右时抗剪强度最大;在极小的压缩变形条件下,土体凝聚分量就能达到最大值,而摩擦分量的最大值则需要在很大的应变下才能发挥出来。     

应力历史和含水率对滑带土抗剪强度特性的影响分析

滑带土是滑坡土体的重要组成部分,滑带土的强度特性是分析滑坡稳定性重要前提。边坡滑带土的强度特性受多种因素的影响,正确分析各种影响因素对选择合理的强度特性指标具有重要意义。本文通过某潜在土层滑移带的现场取样,首先采用室内试验得到滑带土的物理力学性质,然后分析应力历史和含水率对滑带土抗剪强度的影响。经过分析得到滑带土的应力-应变关系具有应变硬化特征;土样的抗剪强度指标值随着先期固结压力增大而增大;含水率增大会导致土样的抗剪强度降低。     

基于PFC数值试验的单锯齿节理抗剪强度应力效应研究

自然界中岩石节理所处的应力环境往往存在差异,因此法向应力对岩石节理抗剪强度的影响不容忽略。然而,针对岩石节理应力效应的研究不够深入,且获得的应力效应变化规律亦存在较大差异。为研究岩石节理剪切特性随法向应力的变化规律,采用PFC较为完善地实现了平直节理和单锯齿节理的数值直剪试验,并对其在不同法向应力下的峰值抗剪强度和峰值摩擦角变化规律进行了分析。结果表明:随着恒定法向荷载的增大,岩石节理峰值抗剪强度及其所对应的剪切位移也在逐渐增大;平直节理峰值抗剪强度与峰值摩擦角均无明显的应力效应特征,且其抗剪强度随剪位移的增加增大到峰值后,不再发生明显变化;单锯齿节理峰值抗剪强度及峰值摩擦角均存在明显的应力效应,且整个剪切过程呈现出峰前剪切硬化–峰后剪切软化特征。     

基于颗粒流的双齿型结构面剪切特性影响因素分析

国内外学者主要研究了多齿型结构面,但对于双齿型结构面的研究不够深入。为了探究双齿型结构面剪切特性的影响因素和规律,首先对比了单轴压缩试验结果与颗粒流计算结果,得到了较准确的细观参数,然后基于该细观参数和颗粒流程序建立了不同法向应力、齿高和齿距的颗粒流直剪试验数值模型,并从峰值抗剪强度和峰值摩擦角的角度对结果进行了分析。试验结果表明:峰值抗剪强度与法向应力、齿高皆呈现出正相关;峰值抗剪强度随齿距的增大而减小;峰值摩擦角随着法向应力和齿距的增大而减小;峰值摩擦角随齿高的增大而增大。     

橡胶砂复合土的抗剪性能试验研究

为描述橡胶砂复合土抗剪强度的变化规律,对其进行直剪试验,分析不同掺量和粒径的橡胶颗粒在不同围压下橡胶砂复合土抗剪强度变化的特征。结果表明:橡胶砂复合土的抗剪强度主要由内摩擦角决定;随着橡胶颗粒掺量的增加,内摩擦角呈先增大后减小的趋势,掺加一定量的橡胶颗粒可以提高风积沙的抗剪强度且最佳粒径为1.18mm。     

扭剪试验剪切速率对黏性土力学性能影响

利用英国GDS公司生产的GDS界面剪切仪对固定含水率的黏性土进行扭剪试验,试验中采用3种剪切速率和3种不同法向应力,分析扭剪试验中剪切速率及法向应力对土的力学性能的影响。试验表明,在相同法向压力下,黏性土的峰值与残余抗剪强度随剪切速率增大而增大,且剪应力-剪切位移曲线呈现软化型。在相同剪切速率下,黏性土峰值与残余抗剪强度随法向压力的增大而增大,并随着法向应力的增大这种影响越明显。     

新疆北部地区筑坝土料分散性试验研究

新疆北部地区筑坝土料分散性黏土通过各种试验方法综合评价后,才能得出正确的判定,即使判定是分散性黏土,也可通过掺入1%的石灰溶液及掺入<20mm砂砾石来改变分散性黏土的物理力学性质,在保证渗透系数不变的情况下,提高土的干密度、抗剪强度,达到筑坝土料的稳定性能,提高土的抗冲刷能力,为坝体的稳定提供安全保证。     

垃圾电厂废灰改性水泥土的力学特性研究

把杭州某垃圾发电厂生产的垃圾废灰作为一种廉价的外掺剂加入到水泥土中用以改性水泥土,以做到资源的综合利用。把垃圾废灰、水泥和黏土按一定比例混合制成垃圾废灰水泥土,通过室内静三轴试验(不固结不排水剪切试验),在试样含水量、水泥掺入比、成型密度相同时,研究其在不同垃圾废灰掺量、不同龄期和不同围压条件下的应力应变关系和抗剪强度等的变化规律。试验结果表明:垃圾废灰水泥土的强度随着废灰掺量的增加而增加,在掺量6%左右时,抗剪强度有最小值;在水泥掺量15%,废灰掺量在3%～20%时,废灰水泥土抗剪强度较原状土可以增加10～60倍;垃圾废灰水泥土的应力应变关系在早龄期呈应变软化型,随着围压和龄期的增大,逐渐呈应变硬化型。垃圾废灰具有一定的活性,早期废灰的掺加主要起充填作用,增加水泥土的密实度,在某一掺量下(6%),会降低水泥土的强度;后期(7 d及以后)垃圾废灰活性被逐渐激发出来,参与了水泥土的二次反应,使废灰水泥土的后期强度提高。研究结果对于垃圾废灰应用于软基加固和路面基层材料等领域具有一定的参考和实用价值。     

基于剪切波波速的土体抗剪强度测量装置研制

针对目前难以实现对于土体的抗剪强度的实时原位测量这一现状,本文提出了一种基于剪切波波速的土体抗剪强度测量装置。该装置以剪切波波速测量电路为核心,通过测得剪切波信号在两片压电陶瓷之间传播的时间,经处理后发送至显示屏和STM32单片机进行数据显示和存储,实现对土体抗剪强度的测量。取杭州下沙地区软黏土作为实验对象,将TKA-2U非饱和土直剪仪和本文的装置测得的土体抗剪强度结果进行对比。结果表明该装置的示值误差在工程实践允许的范围内,具有一定的实际应用价值。     

桩-土界面扭剪剪切与直剪剪切的差异性研究

直剪试验在剪切过程中桩-土的剪切面积逐渐减小,导致垂直应力发生偏心,剪应力不能保持均匀分布,并不能反映土体的实际软弱剪切面,而扭转剪切能够保持剪切过程中桩-土的接触面积始终不变,避免了垂直应力发生偏心。针对新出现的界面扭剪试验和常规直剪试验在桩-土界面研究中的差异,探讨了两种剪切方式下的桩-土界面的摩擦特性,设计了桩-土界面摩擦单元,并基于相同剪切速率和桩-土界面接触条件,进行不同含水率和法向应力下的扭剪试验和直剪试验。试验结果表明扭剪和直剪试验的不同之处为:(1)扭转剪切的桩-土界面剪切强度为直剪剪切强度的1.5～2.1倍,扭剪剪切的剪应力达到最大值后会呈现出不同程度的软化或保持基本不变,而直剪剪切的剪应力表现为硬化趋势;(2)同一法向应力下,随着含水率的增加,扭剪试验的极限剪切位移逐渐增加而直剪试验的极限剪切位移呈现出微弱的降低;(3)直剪剪切界面摩擦角明显低于同条件下扭剪剪切的界面摩擦角。试验结果可以为桩-土界面研究中扭剪试验和直剪试验剪切强度的转换提供参考。     

水压式与敞口式薄壁取土器的对比

本文通过工程实例,对水压式与敞口式薄壁取土器采取的77组海相黏性土对比样的26项试验指标进行了统计与对比,对比结果:(1)天然状态土的物理指标与界限含水率、压缩试验等12项常规试验指标,以及固结系数、三轴固结不排水试验等6项试验指标基本一致;(2)快剪指标增大50%;固结快剪黏聚力减小10%,内摩擦角增大20%;(3)先期固结压力增大20%;无侧限抗压强度增大30%;(4)渗透系数降低60%。     

斜壁桶形基础水平承载力的三维有限元分析

利用有限元软件ABAQUS对桶形基础受水平荷载进行数值模拟,并与模型试验结果进行对比.通过数值计算,分析饱和软黏土中单个斜壁桶形基础受水平荷载后的破坏模式.通过变动参数,分别探讨研究了土体有效重度、土体不排水抗剪强度、桶体等效长度和宽度、荷载作用高度对饱和软黏土中单个斜壁桶形基础水平承载力的影响及相对敏感性.     

基于真三轴试验的黄土力学损伤特性研究

以真三轴仪为基础,模拟了在三维应力条件下Q2黄土的受力状况,通过4个含水率、4个中主应力比、4个不同固结围压下的Q2黄土真三轴试验,在研究了不同含水率下黄土的应力应变变化的基础上,研究了 Q2黄土的损伤特性变化规律.结论如下:基于不同含水率、不同中主应力比、不同固结围压下Q2黄土全量剪切模量的变化规律,揭示了 Q2黄土损伤演化发展特性.同一固结围压、含水量条件下,不同中主应力比时损伤比变化曲线均趋于 1,同一含水量条件下,随着固结围压增大,初始剪切损伤比逐渐减小;同一固结围压下,随着含水量增大,初始剪切损伤比逐渐增大.围压较大时,Q2黄土的原生强度得到充分发挥,剪切初始损伤比较小,剪切过程中损伤比变化区间较大;含水率大时,Q2黄土表现出原生结构强度较小,剪切初始损伤比较大,剪切过程中损伤比变化区间较小.     

分级加荷中抗剪强度的选取

软土地区的堆载一般都分级施加,本文以有效固结压力(应力)法为理论基础,导出了地基土体强度随分级加载而逐渐增大的应用公式为预计地基土体的抗剪强度的增长提供了计算工具.而且此公式简单明了,尤适于广大工程技术人员使用.     

天水职院滑坡黄土常规三轴试验研究

通过室内常规三轴试验(UU),研究了含水率对天水职院滑坡区马兰黄土的抗剪强度指标影响,以及不同含水率和围压下的应力应变关系。研究结果表明,粘聚力与含水率呈指数函数关系衰减,而内摩擦角呈二次函数关系衰减。当围压和初始含水率均较小时,黄土结构性明显,应力应变曲线呈软化型;当围压和初始含水率均较大时,黄土结构性不明显,曲线呈硬化型。研究成果对天水地区滑坡预测及防治有参考意义。     

非饱和膨胀土含水率与强度特性的直接快剪研究

以延吉非饱和膨胀土为例,对延吉非饱和膨胀土进行了含水率对强度特性的研究,依据直接快剪试验,验证了强度参数与含水率的线性函数,这一结论对工程实际有指导作用。     

再生沥青混合料中旧料掺量对其性能影响的试验研究

为了评价废旧沥青混合料掺配率对热再生沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性的影响,本次通过马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲试验、浸水马歇尔试验和真空饱水冻融循环后劈裂试验对不同旧料掺配率与再生沥青混合料残留稳定度、残劈裂强度、动稳定度和弯拉应变的关系进行了研究。结果表明:随着旧料掺配率的增大,稳定度变大,其他指标变化很小;随着旧料掺配率的提高,浸水马歇尔残留劈裂强度和残留稳定度都逐渐减小;再生沥青混合料的动稳定均符合规范的规定,随着旧料掺配率的增大,动稳定性先增大后减小,呈单驼峰状,在掺配率为40%时,其值最大;随着旧料掺配率的增加,弯拉应变逐渐减小,低温性能逐渐变差。     

FRP布加固砖砌体抗剪力学性能试验研究（二）

对5组15个双剪试件进行了试验研究,探讨了FRP布的种类、粘贴层数和粘贴方式等对抗剪强度的影响。试验表明：粘贴FRP布可以有效地提高砌体的抗剪强度,FRP的种类和粘贴层数对提高砌体抗剪强度影响不大。