砒砂岩与砂复配土的静力力学特性研究

目前,众多研究指出了砒砂岩作为建筑材料可行性。本文选取毛乌素地区典型的红褐色砒砂岩为原材料,与福建标准砂混合形成复配土,测定了复配土的界限含水率,开展了复配土的室内渗透试验、压缩试验、直剪试验、三轴剪切试验,并分析了砒砂岩与砂的质量比、含水率、干密度对复配土静力力学特性的影响。试验结果发现:复配土的渗透系数随着干密度的增大而减小,压缩性随着砒砂岩质量比例和含水率的增加而增加,相反,随着试样干密度的增大而降低。试样中砒砂岩质量比例增大时,内摩擦角呈减小趋势,而粘聚力不断增大;试样的干密度越大,内摩擦角和粘聚力越大;试样的含水率越大,内摩擦角越大,粘聚力随含水率的增大而减小。本文的研究可为砒砂岩在工程应用提供参考。     

砒砂岩与沙复配土抗风蚀能力研究

陕北毛乌素沙漠南缘地区广泛分布着"两害"——砒砂岩和沙,严重影响着当地作物的生长。为改善区域生态环境,实现资源的合理化利用,本研究将砒砂岩(P)和沙(S)按照不同的质量比进行复配(m(P)∶m(S)=1∶1,1∶2,1∶5),通过测定复配土的粘聚力、内摩擦角、风蚀量等一系列基本理化指标,研究复配土的抗风蚀能力及其影响因素。结果表明:随着砒砂岩含量的增加,复配土的粘聚力逐渐增加,抗剪强度增大,内摩擦角逐渐减小,风蚀量逐渐减小,抗风蚀能力逐渐增强。其中,1∶1复配土的粘聚力最大,内摩擦角最小,风蚀量最小;1∶5复配土的粘聚力最小,内摩擦角最大。砒砂岩的加入,可以显著降低风沙土的风蚀量,增强该地区风沙土的抗风力侵蚀能力。另外,粘聚力与容重有极显著的负相关性,粘粒含量与内摩擦角有极显著的负相关性,风蚀量和砒砂岩含量占比有极显著的负相关性。风蚀量和内摩擦角、容重有很强的正相关性,与粘聚力、分形维数、粘粒、粉粒含量有很强的负相关性。     

高原地区抗滑桩边坡稳定性分析

由于实际环境的复杂性与多变性,边坡自然沉积土体的强度参数均具有各向异性和非均质性,强度参数的改变对边坡安全系数具有影响。基于抗滑桩土拱效应的影响,考虑边坡土体强度参数的各向异性与非均质性,通过编程二次开发有限元软件,建立土体强度各向异性和非均质性的抗滑桩边坡模型,分析土体强度参数各向同性与各向异性条件下边坡安全系数的变化。研究结果表明,各向异性的非均质系数为0.5时,对抗滑桩边坡安全系数影响最大,比各向同性均质的边坡安全系数降低22.9%。与水平向黏聚力强度相比,垂直向对抗滑桩边坡稳定性影响更大,土体各向异性与非均质性对抗滑桩边坡稳定性分析十分重要。     

含水排土场蠕变特性及长期强度研究

为揭示排土场岩土体蠕变特性及长期强度,采用ZLB-1型三联蠕变直剪蠕变仪,以分级加载形式开展一系列试验,研究不同含水率和固结压力下,岩土体蠕变特性及长期强度变化规律。试验结果表明：15%～39.2%(饱和)含水率范围内,排土场岩土体显示为非线性蠕变,且随着剪应力增加,蠕变曲线分别呈现衰减蠕变、非稳定蠕变及加速蠕变,直至试样发生破坏;施加剪应力瞬间发生较大瞬时应变,并随剪应力增加而变大;长期强度指标与含水率呈现指数递减趋势;对比15%含水率试样,饱和含水率下排土场岩土体长期强度指标中黏聚力降低66%,内摩擦角降低69%,其变化规律满足指数拟合公式。研究成果可为同类型含水排土场稳定性计算提供基础数据。     

西宁寒旱黄土区植物边坡水文效应室内模型试验研究

为寻求一种西宁寒旱黄土区防治浅层滑坡的护坡草本植物,本研究对3种植物条件的黄土边坡进行人工降雨试验,通过采集降雨过程中素土边坡模型、耐寒型麦冬草边坡模型和高羊茅边坡模型的土壤体积含水量数据,分析总降雨量、土壤体积含水量与对应时间的关系.试验结果表明,在两次人工降雨过程中,高羊茅边坡模型的土壤体积含水量达到稳定状态所需时...     

石灰掺量对膨胀土力学及膨胀性能的动力学研究

文章选取6个自由膨胀率40%以上的膨胀梯度黏性土作为研究对象，分别进行了石灰掺量4%,5%,6%,7%和8%的击实试验，研究了石灰掺量对最大干密度和最优含水率的影响；并进行了不同石灰掺量下的饱和无侧限强度、天然无侧限强度和无荷膨胀率试验，对不同石灰掺量下的上述试验结果进行了拟合。研究结果表明：随着石灰掺量增加，最大干密度、饱和及天然无侧限强度均逐渐增大，拟合结果显示均大致呈线性关系；随着石灰掺量增加，最优含水率和无荷膨胀率均逐渐减少，拟合结果显示均大致呈线性关系，为石灰改良膨胀土工程实践提供参考。     

基于ABAQUS的倾斜微型桩护坡承载特性研究

为了充分研究倾斜微型桩的护坡受力承载特性、荷载传递规律、不同参数变量与边坡稳定性系数间的关系，利用数值计算方法ABAQUS软件建立多种模型进行分析。结果表明：倾斜微型桩桩身分布形态近似呈“S”形分布，在桩体埋深1/2位置处弯矩值最大，弯矩沿着桩身两侧分布，受荷段与锚固段弯矩明显；桩后土压力呈钟形分布，随着桩体埋深的增加，土压力先增大后减小，在滑面附近土压力达到最大值；在距离边坡底部3 m处即1/3边坡位置时，边坡稳定性系数达到最大值，因此为使微型桩发挥更有效的护坡承载效果，微型桩应设置于距坡角1/3～1/2位置处；随着微型桩倾斜角度的增加，稳定性系数先增大后减小，在倾斜角度为40°即与坡面近乎垂直时达最大值1.449，倾斜桩体能更好地增强边坡的整体稳定性；随着桩间距的增大边坡稳定性系数逐渐减小，随着桩排数的增加稳定性系数近似直线型增加，在同等条件状况下，增加桩排数能显著增加边坡稳定性，达到快速加固边坡的效果。     

浅析土钉墙在基坑中的应用和工艺

高层建筑在现代化的城市遍地开花，基坑的深度和宽度日渐增大，基坑边坡的稳定性，已然成为安全施工的重中乏重。而今，土钉墙支护技术已在工程施工中广泛采用。其原理是在土体内嵌入一定长度和分布密度的土钉体，与土体共同作用，提高当前土体整体刚度，增加边坡稳定性。本文就土钉墙的应用和施工工艺进行分析和探讨。     

纤维地聚物改良土配比设计与固化效果试验研究

地聚物具有快硬早强、耐久性好等优点,是土体改良的理想固化剂,但纤维地聚物改良土可期工程性能却受控于其合理材料配比设计。以偏高岭土为前驱体、生石灰和硅酸钠为碱激发材料制备地聚物材料,开展不同材料配比下的地聚物改良土力学特性试验研究,探讨地聚物理想材料配比设计,分析地聚物改良土体的最优掺量,明确玄武岩纤维掺量与长度对地聚物改良土性能的影响规律,并综合评价地聚物、纤维对土体的固化效果。结果表明,纤维地聚物改良土力学性能随地聚物掺量、纤维掺量、纤维长度增加呈现先增后减变化,当偏高岭土与碱激发剂掺比为2:1、碱激发剂中硅酸钠与生石灰掺比为1:0.8、地聚物在土中总掺比为15%、玄武岩纤维掺量和长度分别为0.4%和12mm时,纤维地聚物改良土力学改良效果最为理想;固化效果对比试验则表明,纤维地聚物改良土的抗压、抗拉、抗剪强度均优于普通水泥土、石灰土和纯黏土。研究成果可为纤维地聚物改良土应用推广提供参考依据。     

西宝高速公路路基黄十的压缩变形试验研究

通过对西宝高速公路路基黄土在起始含水率为0．0、8.78、12．17、15．92、17．08、19．96、24.11％条件下的压缩试验研究。得出：在相同的干密度条件下，压缩变形系数随垂直压力增大而增大，且在干密度逐渐减小的情况下，随着压力的增大其压缩变形系数增大得越来越快。在相同的垂直压力作用下，压缩变形系数随干密度增大而减小，在同一压力下，随试样起始含水量的增大其压缩变形系数逐渐增大。     

深基坑的降水回灌的影响

深基坑的降水回灌会引起基坑周围地下水位和土的物理性质和力学性质改变。基坑内抽出的水回灌到潜水含水层,引起潜水位上升,在水位变化带内土体含水量增大,c、φ值减小,水、土压力都发生了改变。当基坑内抽出的水回灌到深层的承压含水层内时,承压水头上升,不利于基坑底部抗隆起,也可能对相邻基坑产生不利影响。这些由于抽水回灌所引起的变化称为二次效应。     

降雨作用下土石混合体边坡力学参数弱化规律与稳定性分析

土石混合体边坡地质灾害是中国最为常见的地质灾害之一,而降雨是其主要诱发因素,降雨条件下边坡劣化机理研究是防灾减灾领域的重要研究方向.通过分析不同含水率条件下土石混合体力学性质试验数据,建立抗剪强度参数随含水率的演化方程;以此为基础,针对西南地区典型土石混合体边坡,考虑降雨条件下力学参数弱化的影响,采用Geostudio软件开展边坡稳定性分析.结果表明:演化方程能有效反映含水率增大对土石混合体抗剪强度具有显著的弱化效应;降雨强度的增大会显著降低边坡稳定性,降雨持时只是降雨过程中某一时刻值的体现,对边坡稳定性影响不大;降雨量与边坡安全系数呈明显线性负相关.研究成果可为土石混合体边坡地质灾害预测与防治提供技术支撑.     

香根草根-土界面的单根拉拔摩阻特性研究

文章采用艾固拉力仪NK-200,对土壤中香根草根系进行拉拔实验,研究土壤含水率与密度对香根草根系根-土界面摩擦性能的影响。实验结果表明,当根系抗拉力未超过根-土间的最大静摩擦力时,根系将会被拉断;当拉拔力超过了根-土间的最大静摩擦力,但未超过根系最大抗拉力时,根系将会被拔出。文章并进一步探讨了在不同密度或含水率条件下,根系直径与根-土间的抗拉力之间的关系,也为研究植物根系固土护坡机理提供了一定的理论依据。     

砒砂岩与沙复配土的水土保持效应研究

毛乌素沙地的水土流失严重,是黄河下游泥沙和北方沙尘暴风沙的主要起源地之一。本文以水土保持为目标,以砒砂岩与沙复配成土为研究对象,采用小区试验、模拟土柱试验和风洞试验方法,设置砒砂岩与沙的质量比例分别为1∶5(S_1)、1∶2(S_2)、1∶1(S_3)的处理,以S_s(全沙)、S_(ss)(全砒砂岩)为对照,研究复配土的保水、保肥、保土能力。结果表明:复配土中随着砒砂岩的增加,土壤粘粒、粉粒含量逐渐增加,沙粒含量逐渐减少;S_3处理的复配土,土壤大团聚体含量最高,呈现出随着含沙量的增加,土壤大团聚体减少的趋势;不同处理的土壤含水量S_3S_2S_1,砒砂岩与沙复配比例为1∶1时,土壤蓄水条件较好;砒砂岩与沙复配比例为1∶1时土壤保肥效益最好,其中硝态氮含量分别比S_s(全沙)、S_(ss)(全砒砂岩)高24.64%、43.10%;S_1、S_2、S_3处理与S_s、S_(ss)相比,风蚀量均显著减少89%以上。其中在7 m·s-1的风洞模拟风速下,S_1处理的复配土风蚀量最小。砒砂岩与沙复配可以提高保水、保肥及保土效益,复配比例为1∶1时,水土保持效益最佳。试验结果在土地复垦和土壤改良等方面具有重要参考意义。     

考虑应力作用影响的黄泛区粉土土水特征曲线分析与预测

为了研究应力作用对土水特征曲线的影响，采用应力关联土水特征仪测定不同应力下粉土的脱湿-吸湿曲线，讨论应力变化对粉土土水特征的影响规律，并利用应力与孔隙比的关系提出考虑应力作用的粉土土水特征曲线预测方法。研究发现：试样在应力逐渐增加时不易脱水，但更易吸水，非饱和粉土的持水能力随着正应力的增大而增强；脱湿曲线与吸湿曲线并不重合，有明显的回滞现象，并且吸湿曲线饱和度的变化比脱湿曲线更加剧烈；随着正应力的增大，滞回圈面积减小，滞回特性减弱。此外，将预测曲线与测得的试验曲线对比, 可知提出的考虑应力的土水特征曲线预测方法具有较好的预测精度。     

微型桩加固浅层堆积层滑坡破坏模式试验研究

探究微型桩受力机理、布桩形式及其破坏模式对加固堆积层滑坡有着重要的指导意义。本文通过物理模型试验研究了不同含水量、密度及排间距下微型桩加固堆积层滑坡时的受力机理及破坏模式,试验采用三排桩矩形垂直布置,桩间距10倍桩径且每排桩设置了纵向连系梁,锚固深度2/5桩长。结果表明,当土体密度一定(约为1.458t·m~(-3)),含水量介于4.38%~11.10%时,适当增加排间距(约为13D)可减小桩群整体位移。土质、排间距不同并随着滑坡推力作用时间的变化,桩前土压力分布也会发生变化,且每排桩承担滑坡推力的大小无固定关系。在滑坡推力作用下,加固区顶面会产生裂缝,建议对加固区顶面及时进行修复或直接将顶面浇筑成混凝土板以防止裂缝产生。     

砒砂岩与沙复配成土的颗粒级配与压实特性研究

毛乌素沙地广泛分布着风积沙和砒砂岩,风积沙松散无聚力,砒砂岩易风化侵蚀,这给当地道路交通建设带来了极大的问题。本文为了解决此问题,减少砒砂岩与沙对环境的危害,有效利用当地资源,选用砒砂岩与沙复配成土作为路基材料。将砒砂岩与沙按质量比1∶5、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1这7种比例充分混合,运用Mastersizer 2000和重型击实仪,测得不同比例复配土的颗粒级配与最大干密度,分析压实特性,确定最佳质量比。试验结果表明:当砒砂岩与沙的质量比为2∶1,不均匀系数Cu约为23.03,曲率系数Cc为1.27~1.5,属级配良好土,当含水率在7%~9%时,最大干密度为2.04~2.05g·cm~(-3),压实特性最好,适合用作路基填料。     

复配型土体有机重构技术初探——以砒砂岩与沙复配成土为例

为探明复配型土体有机重构技术对土体改良作用的机理,本文选择砒砂岩与沙复配成土技术作为典型实例,设置不同砒砂岩与沙的复配比例(1:1、1:2、1:5)田间试验小区与沙地进行对照,于2010-2015年连续监测不同处理土体的质地、有机质、水稳定性团聚体、矿质氮以及玉米产量变化。结果表明:砒砂岩的加入能将沙地土体中的粉粒和粘粒含量分别从3.21%和2.73%提升到20%和5%以上,满足作物生长的颗粒需求,因此适宜于作为一种沙地土体有机重构的材料;在6年的耕作管理中,0-30 cm表层的粉粒和粘粒缓慢向下层迁移,增加30 cm以下沙地土体的粉粒和粘粒含量,复配土土体0-30 cm内有机质含量从0.5%以下提升到3.7%以上,水稳定性团聚体含量则从18%-28%提升到20%以上,0-120 cm深度土体内矿质氮储量提升4.5倍以上,玉米产量随种植季数稳步提升至11000 kg·hm~(-2);其中,1:2复配比例上经6季种植后玉米产量达到14234.4 kg·hm~(-2),最适宜玉米生长。本文的研究结果不仅系统分析了砒砂岩与沙复配成土技术的机理,也为其它复配型土体有机重构技术的机制探讨和技术路线制订提供了参考。     

非饱和渗流对土质边坡稳定影响分析

大多数土质边坡的破坏是由于地下水的渗流作用所引起.文章在非饱和渗漉理论的基础上,利用GeoStudio的sweep/w和slope/w两个分析模块对深圳市松白路改进工程K9+300处路堑边坡进行了渗流稳定性分析.结果表明,边坡的安全系数会随着φb的增加相应增加,随着渗透系数增大而减小.所以,渗透系数和φb可作为边坡稳定性的评价指标.     

不同降雨条件下堆积体边坡响应规律与失稳力学机制分析

降雨诱发堆积体边坡地质灾害是中国最为常见的地质灾害之一,其失稳力学机制是防灾减灾领域的重要研究方向.针对云南某典型堆积体边坡,统计当地降雨事件分布规律,分别从降雨模式、降雨量和降雨时长3个角度对边坡内部渗流场、应力场的变化规律进行分析,获得了不同降雨条件下滑坡演化机制及破坏形态.结果表明:在降雨量相同的条件下,波动型降雨模式对边坡稳定性影响最大,降雨强度的增加迅速降低边坡安全系数;降雨量的增加导致坡体内部孔压消散区域面积明显增加,渗流场与应力场的互相扰动作用导致岩土体有效应力和基质吸力发生降低,非饱和土的抗剪强度降低,进而导致边坡失稳.研究成果可为降雨型滑坡地质灾害预测与防治提供理论支撑.