基于CT扫描试验的砒砂岩孔隙分布特征研究

岩石的孔隙分布特征是影响相关地质条件下岩质边坡稳定性的潜在因素。为了研究分布于黄河中游地区砒砂岩的微观结构特点,开展X射线断层CT扫描,获取砒砂岩的孔隙模型,提取图像信息并进行孔隙尺寸分布和分形特征研究。结果表明:砒砂岩试样的孔隙率达9.451%,连通孔隙占总孔隙的比例超过了60%,说明砒砂岩孔隙的连通性很强;砒砂岩孔隙的尺寸范围较大,将孔隙划分为大、中、小3类,其中大孔隙虽然数量只占1.50%,但其孔隙体积占比超过了52%,故大孔隙是决定砒砂岩孔隙发育程度的主要因素;试样不同高度处孔隙图像的分形维数在1.298～1.735之间波动,表明不同高度处的孔隙不规则度存在较大差异,反映了砒砂岩内部孔隙分布的不均匀性,这对力学指标的确定有较大影响,因而易导致砒砂岩边坡渗透和力学设计参数选取不准确。     

饱和钙质砂孔压发展特性试验研究

在岛礁建设中,钙质砂场地会受海浪等周期性荷载影响,因此有必要开展循环荷载下钙质砂的动力响应研究。采用动三轴试验探究了循环荷载作用下,在不同的固结围压、相对密实度和循环应力比条件下饱和钙质砂的孔隙水压力发展规律;将张建民孔压模型用于各工况归一化孔压发展模式的分析,并给出各条件下的推荐孔压模型。研究结果表明：张建民模型C型适用于描述循环应力水平较大时的孔压发展模式,而固结围压、相对密实度较高且处于中等应力水平时可采用修正的张建民模型A型,其余情况均可用B型拟合。此外,各模型的拟合参数与相对密实度和固结围压均有较好的相关性。     

人工冻融海相黏土微观孔隙特征试验研究

针对海相黏土的强结构性,结合微观孔隙特点,定量分析了压汞试验海相黏土冻融及压缩前后进汞压力与进汞增量的变化关系,获得了4种工况下的土体孔径、孔表面积的定量变化规律.结果表明,原状软黏土经冻融、压缩作用后孔隙分布发生改变,各类孔隙在数量分布上也发生改变,部分较大的孔隙破裂分解成中小孔隙,或部分小孔隙连通成狭长的中大孔隙,...     

压汞法在研究饱和软土孔隙分布中的应用

采用压汞法对广州软土单轴压缩过程中的不同固结压力下的试样进行了试验研究。结果表明:原状淤泥土孔隙较大,孔隙分布以小孔为主,随着固结压力的增大,土体中孔隙体积显著减少,土中团粒发生塌陷、滑移,团粒内的孔隙被压密,孔隙分布逐渐向微孔和超微孔发展;当固结压力达到800 kPa时,孔隙分布结构发生显著变化,孔隙结构完全以微孔和超微孔为主。     

化学淤堵作用下尾矿砂孔隙分布及渗透特性试验研究

对石板沟尾矿库调研采样,分析尾矿砂表面化学元素并确定钙离子为造成该库化学淤堵的主要元素.添加氯化钙溶液改变尾矿砂中的钙离子含量,采用渗流试验装置及核磁系统观测不同溶液浓度和水力梯度作用下尾矿砂孔隙分布、孔隙率和渗透系数的时序变化规律,分析其影响因素.结果表明:核磁共振系统能准确地获得尾矿砂在不同条件下的孔隙率和孔隙分布...     

考虑颗粒破碎的钙质砂压缩特性试验研究

针对钙质砂的颗粒破碎与压缩变形问题,开展了不同含水率条件下的钙质砂侧限压缩试验,分析了粒径、含水率对颗粒破碎和压缩变形的影响规律。试验结果表明:粒径越大,钙质砂颗粒越容易破碎,由此引发的形变越大;不同含水率条件下,颗粒破碎机制不同,当处于低含水率条件下时,颗粒破碎随含水率的增加而加剧,当处于高含水率条件下时,颗粒破碎随含水率的增加而减弱;含水率对压缩变形影响显著,不同含水率条件下的钙质砂压缩性不同。     

水位下降条件下西安D7裂缝土体孔隙变化特征试验

为研究压缩性土体在孔隙水压力下降下所引起的孔隙变化特征,选取孔隙度及分形维数作为评判指标,以西安D7地裂缝两侧可压缩性土层为研究对象,借助三维CT扫描成像技术,依托Matlab计算平台及VG Studio Max图像处理软件,对在水位下降过程中可压缩性土体压缩变形引起的孔隙度和分形维数孔隙变化进行定量评价,并探讨了固结压缩过程中土体孔隙分形维数的变化规律及其影响因素。研究表明:孔隙度随压缩进行大幅降低,由压缩前4.36%降至0.61%;土体分形维数与孔隙度、上覆压力均呈线性相关性,相关系数分别为0.947 2和0.966 0;而且分形维数可以很好的表征孔隙分布特点,是孔隙度的有效补充;通过分析土样孔隙度与分形维数关系,为后期建立区域上地裂缝—地下水开采耦合模型提供参数赋值基础。     

钙质砂中桩基承载性状的模型试验研究

通过室内模型试验研究钙质砂中桩的承载性状,并采用石英砂进行对比。试验结果表明:在钙质砂和石英砂中桩的承载性状差异显著;开、闭口对桩的承载性能影响不大,相对密实度越大表现越明显;相同相对密实度下钙质砂中闭口桩的承载力较石英砂中低很多;钙质砂中桩侧荷载分担较小,大部分荷载由桩端土体承担,桩身下部与上部轴力相差不大,密实度越大,桩端轴力分担比例越高;石英砂中,桩身轴力沿桩身呈迅速减少,轴力衰减速率随深度增加而增大;与钙质砂相比,石英砂中桩侧摩阻力大很多;钙质砂和石英砂中桩侧摩阻力分布形式相似,近似呈抛物线型,表现出相同的性质;钙质砂中桩侧摩阻力未随相对密实度的增大而明显增加,而石英砂中桩侧摩阻力随相对密实度的增大而增加十分显著。     

基于压汞法的改良土渗透特性研究

为探讨改良剂(水泥、固化剂)对土壤渗透性及微观孔隙分布的影响机理,以平原水库粉质黏土为研究对象,采用渗透试验和压汞试验,对改良土的渗透系数及微观孔隙进行研究。结果表明:固化剂使孔隙体积变小,降低改良土的渗透系数,但并非呈线性减小关系;当掺量为2%时,水泥和固化剂之间产生较大的抑制作用。固化剂速凝,可明显缩短施工周期,为工程抢修提供新的发展方向。水泥对改良土渗透性影响最大,随着水泥掺量增加,土体内部由大孔隙向小孔隙过渡。当龄期超过7d,土体渗透性降幅较大,大孔、中孔含量减少,微孔、极微孔逐渐增多;该研究建立了渗透系数与大孔、中大孔孔隙率的函数关系,为改良土作为防渗材料的稳定性分析提供理论依据。     

东帝汶Tibar港钙质砂液化判别研究

砂土液化是工程中常见的问题。通过对国外NCEER、SEED法以及中国《岩土工程勘察规范》《水运岩土工程勘察规范》中常用的标准贯入试验、剪切波速测试、静力触探等原位测试方法进行对比,分析不同原位测试试验的适用性以及国内外不同方法液化判别结果。结果表明：中国《岩土工程勘察规范》和《水运岩土工程勘察规范》中的判别方法较国外NCEER、SEED法更为保守,在具体工程案例中应综合选取合适的砂土液化判别方法。     

竖向循环荷载下钙质砂单桩沉降特性模型试验研究

钙质砂中的桩基础时常需要承受构筑物上的竖向循环荷载.研制了新型循环加载桩基模型试验系统,通过电位移计、微型土压力盒等传感器,研究了加载次数、循环荷载幅值对桩顶累计沉降、沉降速率、桩端和桩侧阻力变化的影响,分析了循环荷载对钙质砂单桩沉降规律和机理.试验结果表明:①桩顶循环累计沉降随循环次数增加而增大,二者满足对数函数关系...     

多次加-卸载条件下考虑颗粒破碎的钙质砂一维压缩特性研究

南沙群岛附近海域钙质砂多为珊瑚礁碎屑,是一种未胶结的疏松松散颗粒聚集体,颗粒极易产生破碎。为研究钙质砂颗粒破碎特性对其压缩特性的影响,对钙质砂开展多次加-卸载条件下的一维压缩试验,采用相对破碎率为度量指标,评价钙质砂在多次加-卸载过程中颗粒破碎情况;根据试验数据得到反复加-卸载过程中砂样的塑性功,通过建立塑性功与相对破碎率的关系,探讨颗粒破碎对钙质砂一维压缩特性的影响。研究表明:颗粒破碎率随压力的增大而显著增大,颗粒破碎过程具有明显的应力历史依赖性,随着反复的加-卸载,颗粒破碎率的增幅越来越小;同时钙质砂的颗粒破碎率与塑性功呈幂函数关系,且随着塑性功的增加,颗粒破碎率的变化率逐渐减小。     

基于模型试验的河床砂砾石层基本特性研究

为了经济可靠地确定深厚覆盖层的基本特性参数,以大渡河双江口水电站坝基河床砂砾石层基本特性研究为工程背景,进行大尺寸模型试验,研究河床砂砾石层的旁压模量和动探击数随密度、级配以及上覆压力的变化规律。根据室内模型试验结果,结合现场旁压试验及钻孔试验成果,推断出坝址区河床砂砾石相关层位的密度,并依此进行砂砾石室内力学试验,获得设计所需力学参数。研究成果可为深厚覆盖层基本特性测试提供新的方法。     

原状砂取样和动力性质试验研究

在砂土动力性质的研究中,原状砂土的取样、试验技术及原状结构对砂土动力性质的影响等一直令人困惑,归纳四个方面:(1)如何取得不扰动的原状砂土;(2)如何对所取得的原状砂土的扰动程度进行评价;(3)原状砂土与重塑砂土的动力性质差别何在;(4)如何在实践工程中考虑原状结构性的影响。本文试图通过两种取样方法的取样及对所取试样进行的动力试验,对上述问题进行探讨。     

砂基和砂坡的液化研究

对于震动引起砂土的液化现象，作者创议试验应该采用具有特殊加动荷载设备的三轴压缩仪来进行。     

药泉湖表层沉积物孔隙水营养盐的分布特征

药泉湖是五大连池保护区内罕见的矿泉湖,湖泊水环境安全对五大连池保护区的生态环境及旅游业的发展至关重要.为此,文中结合Surfer对药泉湖表层沉积物孔隙水营养盐分布特征进行分析,得出孔隙水氨氮和总氮(TN)存在正相关.由上覆水营养盐Speraman相关分析,结合采样点水质指标数据,揭示药泉湖营养化影响因子主要为TN,TP...     

弱膨胀土在浸水膨胀过程中的微观结构变化特征

为探究膨胀约束条件对膨胀土水化稳定后微观结构的影响,对河南一处膨胀土开展了不同荷载下室内一维膨胀变形试验,并采用真空冷冻干燥法对初始和膨胀稳定后的土样脱湿,然后进行扫描电镜试验和压汞试验,测定土样微观结构类型和孔隙分布的情况。扫描电镜试验结果表明:重塑膨胀土呈紊流结构,颗粒排布没有明显的方向性;在允许体积膨胀的条件下,颗粒中的伊蒙混层羽翼状边缘被充分水化,边缘更为光滑,粒间连接也变弱,土体从紊流结构逐渐过渡为粒状堆叠结构。压汞试验结果表明:不同荷载下土样的孔径分布曲线均为三峰曲线,土中的孔隙按照等效孔径大小可以分为大孔隙、小孔隙、微孔隙和超微孔隙。与初始土样相比,恒体积膨胀条件下,土样中的小孔隙被压缩成微孔隙。在上覆荷载为0 kPa和50 kPa的侧限膨胀条件下,由于上覆荷载小于土的膨胀力,土颗粒能够推开其旁边的颗粒,所以土中各类型孔隙的体积含量均增多。     

基于全直径CT扫描技术的礁灰岩孔隙结构研究

为研究南海岛礁礁灰岩微观孔隙结构特征并进行定量分析,运用X射线CT扫描设备对礁灰岩试样进行扫描;对扫描数据重建处理,得到高分辨率三维数字岩芯。运用三维可视化软件Dragonfly对数字岩芯进行可视化处理,通过阈值建立孔隙和基质的二元结构模型,计算得到礁灰岩试样的整体孔隙率及逐层面空隙率。采用最大球算法计算得到礁灰岩连通孔隙的球棒模型。结果表明：礁灰岩的整体孔隙率为7.47%～8.24%,更接近致密砂岩;逐层面孔隙率离散性均较大,呈现出非常明显的非匀质特性。研究成果可为珊瑚礁灰岩渗透特性和力学特性的深入研究提供基础。     

随机荷载作用下饱和松砂的动力特性试验研究

随机波浪荷载是海洋结构物设计中需考虑的主要荷载,根据波浪的特点,采用线性波浪叠加法生成随机波,形成随机加载序列。应用CKC多功能应力路径三轴仪在不同围压下,分别对饱和松砂试样施加随机荷载和相应的代表波荷载,通过正序和逆序随机加载研究随机荷载波形对砂土动力特性的影响。研究结果表明,与代表波荷载相比,砂土在随机荷载作用下孔隙水压力和轴向应变的变化模式不同,试样达到液化的时间明显减少,随机波正序和逆序加载对于砂土动力响应的影响不大。更多还原