黏性原状土起动流速试验研究

针对黏性原状土难以被水流起动、冲刷的特点,设计了专门的封闭矩形管道,使水流的平均流速完全满足黏性原状土起动、冲刷的要求。在水槽满足起动冲刷要求的前提下,采用粒子测速系统（PIV）对管道断面流速分布进行了测量,分析论证了管道的阻力规律,并比较了有压管道与开敞水槽试验结果。分析结果认为,在水流流速不是太大时,有压管道的阻力规律符合对数律。在通过试验取得垂线流速分布的情况下,可以利用对数流速分布公式计算摩阻流速,进而计算边界水流切应力,再根据谢才公式,可将起应力换算成相应河道的起动冲刷切应力。     

黏性粗粒土压实特性试验研究

为研究黏性粗粒土压实特性的影响因素,采用自制大型击实仪对不同级配的黏性粗粒土进行不同击实功的击实试验。结果表明:粒径大于5 mm的砾石含量P5是影响黏性粗粒土最大干容重的重要因素,当P5的含量为40%~65%时能获得最佳压实效果;黏性粗粒土最优含水率与P5含量呈良好的线性相关关系,粗粒颗粒级配越差,颗粒越均匀,其表现的线性规律越明显;击实过程中,黏性粗粒土破碎率为30%~45%时,土样能获得最大干容重,而且土样级配越好,获得最大干容重所要求的粗粒含量降低率越小。     

含管状孔隙黏性土渗透性试验研究

黏性土在水利工程建设中常被认为是不透水层或隔水层,其渗透性多为弱透水或微透水,若黏性土发育有较多管状孔隙,其土体结构将会发生变化,渗透性也会改变。含管状孔隙黏性土常发育在山前洪积扇的前缘。受目前钻孔内取土样设备所限,土样采取时对管状孔隙结构破坏严重,室内制环刀样时容易对管状孔隙造成破坏或堵塞,不能得到含管状孔隙黏性土真正的渗透系数。为正确认识含管状孔隙黏性土的渗透性,采取了多种室内和室外渗透试验手段,并经过反复对比分析,观察到其渗透性等级多为中等透水,明显大于一般意义上的黏性土,并且其渗透具有方向性,经抽水试验分析验证,在垂直方向的渗透性要远大于水平方向的渗透性。     

驿城区原状黏性土动力特性试验研究

为研究驿城区各类黏性土的动剪切模量G和阻尼比λ随埋深的变化特性,对驿城区不同埋深下的各类原状黏性土进行系列动三轴试验,试验结果表明：(1)对于基础物理性质相近的原状黏性土样,埋深越深,动剪切模量越大,阻尼比越小。(2)埋深越深,原状黏性土的最大动剪切模量越大,两者符合指数关系。(3)埋深越深,原状黏性土的G/G_max-γ曲线越偏向右上方,λ-γ曲线越偏向右下方;埋深对粉质黏土的G/G_max-γ和λ-γ曲线的影响均大于黏土。(4)总结了G/G_max-γ和λ-γ关系曲线随埋深变化的拟合参数值,可对实际工程提供一定的参考价值。     

密实高黏性细粒土高水头渗透试验研究

室内变水头试验测定密实、高黏性细粒土渗透系数时常会出现10余天都不透水的情况,甚至最后数月亦不透水,为快速测得试样渗透系数提供试验成果,本文采用高水头试验设备解决这一难题。     

黏性土抗拉强度的轴向压裂法试验研究

通过对不同含水量和不同干密度下黏土的轴向压裂试验,对黏土的抗拉强度与含水量、干密度和衬垫直径的关系进行了探讨,得出矿物成分一定的黏性土,抗拉强度主要受含水量和干密度的双重影响,且衬垫直径的改变也会引起抗拉强度的变化。通过与径向压裂法的结果比较,提出轴向压裂法作为间接测定黏性土抗拉强度方法是可行的。     

黏性土的抗剪强度特性试验研究

利用环剪仪针对塑性指数不同的3种黏性土,在不同的固结状态下进行了较系统的试验研究,探讨了大变形黏土的抗剪强度变化规律,分析了残余强度的影响因素。试验结果表明：本试验所采用的环剪仪无论对于粉质黏土还是黏土均具有良好的稳定性,测试精度高,因此能够保证试验结果的准确性;对于塑性指数不大的粉质黏土,应力历史对其抗剪强度的影响并不显著;对于塑性指数较大的黏土,应力历史对残余强度没有影响,而峰值强度随着超固结比的增大而增大,最终接近粉质黏土的峰值强度;塑性指数是影响残余强度非常重要的因素,随着塑性指数的增大,残余强度显著降低;黏性土剪切沉降曲线的类型与塑性指数和超固结比有关。     

加筋无黏性土石坝漫顶溃坝试验研究

研制了封闭式循环供水土石坝溃坝模型试验装置,并应用该装置开展了室内模型试验,对加筋无黏性均质土坝的溃坝过程进行了系统研究,探讨了坝体加筋对溃坝流量过程线的影响规律。研究结果表明:在水泵出水口设置消能弯管和挡水隔板可保证模型上游供水的稳定性,在试验装置侧面设置连接上下游的U型测流弯管,把明渠流转化为满管管流,在U型弯管下侧平直段安装电磁式流量计量测溃口流量,可有效提高流量过程线的测量精度;加筋无黏性均质土坝的漫顶溃坝过程可分为坝体下游未加筋区域、加筋嵌固区和上游未加筋区域破坏3个阶段;随着加筋体埋深的增加,峰值流量呈现先增大、后减小,再增大的变化规律,在坝高的35%~50%范围内埋设加筋体,能够降低溃坝峰值流量;减小加筋体竖向间距能有效延滞溃坝峰现时间。     

库岸滑坡黏性土与河水物理化学作用试验研究

水库水位周期性升降加剧了河水与库岸滑坡堆积物松散土体之间的水土作用,对库岸表层岩土的工程性质会产生显著影响。从水土作用的角度研究河水对库岸黏性土工程性质的影响,通过 X 射线衍射试验、 Zeta 电位试验、可交换阳离子试验、固结快剪试验、电镜扫描试验等,对滑坡黏性土与河水作用前后的组分、微结构和抗剪强度进行了对比试验。结果表明：在黏性土与河水作用过程中,由于水化作用和离子吸附作用的共同影响,土颗粒表面 Zeta 电位降低;由于土颗粒对 2 价阳离子的吸附作用,结合水膜会变薄,重塑土的微结构和抗剪强度都有一定变化,河水处理后的黏性土在直剪试验中还因土颗粒结构的变化导致剪胀效应。由此揭示水土间物理化学作用在河水淹没范围内对细粒土工程性质影响的作用机理。     

饱和黏性土干密度与凝聚力关系试验研究

本文讨论了一般黏性土抗剪强度与试样体积变化和孔隙水压之间的关系,整理总结淮河流域某段堤防塑性指数10～ 17、黏粒含量30％～45％饱和黏性土抗剪强度的试验资料,并对快剪（Q）和不排水剪（UU）凝聚力进行统计分析,认为一般天然沉积饱和黏性土存在干密度值越大,其凝聚力越大的规律.经对饱和黏性土干密度值在1.40～1.65 g/cm3范围内与凝聚力相关性进行拟合,结果表明凝聚力cq与干密度pd为二次多项式相关关系.     

巴东组压实黏性土湿化变形特性试验研究

巫山县污水处理厂高填方工程场坪高程为179 m,最大填方高度为75 m。当三峡水库蓄水至175 m高程时,填方体绝大部分位于库水位以下,必须考虑填料湿化变形引起的沉降和不均匀沉降。土体浸水湿化不仅可引起湿化体积变形,而且还会引起剪切变形和土体强度降低,从而影响土工建筑物的安全。对巴东组土料进行颗粒分析和重型击实试验,得到了填料的可压实性、最优含水率和最大干密度指标;选择巴东组二段土料进行不同压实度、不同围压下的三轴湿化变形试验,得到了湿化应力-应变关系和附加湿化应变与应力水平、围压的关系。结果表明:湿化变形随湿化点偏应力增大而增大,附加轴向应变随围压增大而减小,随着应力水平增大而增大;当轴向应变超过某特征值时,其偏差应力与轴向应变由幂函数关系变为双曲线关系,特征值约为1.2%;围压较小时,附加体积应变随着湿化点应力水平增大而增大,当围压较大时,附加体积应变随应力水平增大先增大,然后趋于稳定,最后再减小。巫山县污水处理厂高填方工程采用"碾压+强夯"控制干密度和"湿法填筑"控制施工含水量,高填方的最大总沉降为69.85 mm,小于限定值100 mm,取得了较好的工程效果。     

咸水在黏性土中迁移转化的试验研究

采用衡水地下水科学试验场浅层钻孔土样进行室内一维土柱渗流试验,并用地球化学模拟方法探讨黏性土对咸水迁移转化的控制机理。结果表明:黏性土对咸水迁移有一定的阻隔作用,1号土柱对Na+的阻滞作用以吸附为主,2号土柱对Na+的阻滞作用由吸附和阳离子交换共同影响;1号和2号土柱的阻盐率分别为49.8%和54.5%;1号和2号土柱中黏性土的阻滞因子R1和R2分别为1.54和3.78;咸水迁移过程中,控制水岩相互作用的主要因素是岩盐的沉淀,石膏、方解石的溶解,Mg2+、Ca2+与Na+之间的离子交换。     

人工填筑黏性土起动冲刷特性试验

为了研究人工填筑黏性土起动和冲刷特性,采用资料分析和试验相结合的方法,研究人工填筑黏性土的起动冲刷特性。根据试验资料,结合力学特性确定影响人工填筑黏性土起动冲刷的主要因素;根据试验结果分析人工填筑黏性土起动切应力、冲刷率分别与各自的影响因素之间的对应关系,提出了量纲和谐的起动切应力和冲刷率的公式,运用多元线性回归方法确定了公式中的系数和指数,并分析比较了人工填筑黏性土和黏性泥沙起动和冲刷特性。结果表明:人工填筑黏性土的黏结力比自然淤积固结的黏性泥沙大得多,较难起动和冲刷,需要较大的水流切应力;干密度对自然淤积黏性泥沙冲刷率影响比对人工填筑黏性土要大。     

黄河下游重塑黏性土抗冲特性试验

黄河下游河床存在典型的分层结构,不同部位对水流抗冲性不同,抗冲性极强的"胶泥层"对河势演变具有重大影响。通过对黄河下游花园口附近黏性土进行取样,开展了黄河下游河岸黏性土起动冲刷的水槽试验。分析了起动切应力随干密度的变化情况,建立了干密度、含水率与淤积历时的关系,拟合了黏性土侵蚀系数与起动切应力的关系式,结果表明:黏性土起动切应力随干密度的增大而增大,两者呈幂函数关系;当淤积历时较短时,黏性土干密度(含水率)随淤积历时的增大而增大(减小),两者呈对数函数(指数函数)关系;黏性土侵蚀系数随起动切应力的增大而减小,两者呈幂函数关系;同时研究发现,黏性土起动切应力与黏粒含量相关,相同干密度条件下,黏粒含量越高起动切应力越大;黏性土侵蚀系数与该土体的黏粒含量、土体结构相关,黏粒含量越高侵蚀系数越小,相应的其抗冲性越强。     

黏性土起动研究现状综述

综述国内外学者在泥沙起动(包括散体沙的起动和新淤土的起动)研究和黏性土的起动模式、影响因素等方面的研究成果,指出各研究者、研究思路、研究成果的差别,以及现有研究成果所存在的问题:由于黏性土本身的复杂性,加之各研究者考虑的参数不尽相同,现已建立的黏性土起动模式差别较大;影响黏性土起动的因素主要有土的物理因素、土力学参数、化学特性等.认为今后的研究重点应放在黏性原状土上,在此基础上再进行重塑土试验,以探求各影响因素等起动切应力之间的关系,进而分析黏性土起动机理及其影响因素,确定黏性土起动的物理模式,并选择足够的土样,通过大量的水槽试验,积累资料,从中分析综合内在规律.     

无黏性粗粒土在水利工程中渗透系数试验方法研究

渗透系数是水利工程渗流分析中最基本的、也是非常重要的计算参数,能否通过试验准确地获取是至关重要的.通过分析无黏性粗粒土渗透系数获取的试验原理、方法、试验中应注意的问题以及试验得到的渗透系数与实际土体渗透系数之间的关系,并以实际工程为例,验证了对渗透系数试验方法论述的合理性,以期为水利工程中渗透系数的获取提供经验参考和技...     

武汉老黏性土小应变硬化模型参数的试验研究

随着城市建设的迅速发展,基坑环境对变形要求越来越严格。小应变土体硬化模型（ＨＳＳｍａｌｌ） 能考虑在小应变条件下土体刚度呈非线性变化的特征,逐渐成为城市深基坑数值模拟常用的本构 模型之一。推广应用该模型的关键是如何确定不同土体的模型参数。针对武汉地区天然老黏性土,利 用高压固结仪和ＧＣＴＳ动三轴仪进行了固结试验、三轴剪切试验和小幅值动三轴试验研究,分别获得了 压缩指标、强度参数和小应变刚度。在此基础上,应用ＰＬＡＸＩＳ软件模拟了三轴固结不排水剪切试验,通 过与实测曲线对比进一步修正了ＨＳ－Ｓｍａｌｌ模型参数。结果表明,ＨＳ－Ｓｍａｌｌ模型可以较好模拟天然老 黏性土峰前应力应变关系,采用低幅值动三轴试验获得小应变刚度是一种值得推广的实用方法。     

基于重塑黏性土冲刷试验的冲刷模型参数研究

黏性土体冲蚀特性研究是预防水工建筑物破坏的关键。采用冲蚀函数测定仪(EFA)对重塑黏性土进行冲刷试验。根据试验结果,对Wilson模型和过剪应力模型中冲刷参数之间相关关系进行了研究,并分析起动切应力与含水量、干重度和黏聚力之间的关系。此外,使用决定系数R²和归一化目标函数NOF对2种模型的拟合优度进行了评价。试验结果表明:2个模型的冲刷参数之间具有较好的相关性;已知一个冲刷参数,即可通过回归方程得到其余冲刷参数;并且起动切应力与含水量、干重度和黏聚力呈线性关系。Wilson 模型的R²和NOF优于过剪应力模型,因此Wilson模型预测黏性土的合理性和准确性均高于过剪应力模型。     

不排水升温条件下黏性土孔压试验研究

现今随着新技术的应用,地下结构周围土体必将承受着冷-热循环的温度作用,为保证工程安全,对黏性土的热力学响应进行进一步的研究。采用温控三轴试验系统对不同超固结比的饱和粉质黏土进行不排水升温试验。试验表明,粉质黏土在升温过程中,超孔压随着温度的增加而增加,但增长趋势随着循环次数的增加有所减小,且正常固结土在温度循环后存在残余的超孔压;对超固结土而言,在温度循环后出现负的超孔压,且幅值随着温度循环次数的增加而减小,随着超固结比的增大而增加。     

三轴应力下黏性土微细结构试验

利用自行研制的微细结构光学测试系统,对三轴应力下黏性土的微细结构图像进行了连续采集,提取了相应的微细结构量化参数,对微细结构的演化特性进行了分析。结果表明:随着荷载的增加,颗粒集聚体排列向着杂乱无序的方向发展,导致土体抵抗外界荷载的能力不断降低;在荷载作用下,土体通过颗粒集聚体形态和排列形式的调整变化,逐步向稳定的承载形式过渡,使变形向逐渐减小的趋势发展;颗粒集聚体和孔隙的变化是相互关联的。