不同剪切速率对风化砂改良膨胀土抗剪强度指标的影响

土的抗剪强度指标受含水率、剪切速率以及土样的类别等多个因素的影响。为了研究不同剪切速率对风化砂改良膨胀
土的抗剪强度指标的影响规律,分别在2.4,0.8mm/min剪切速率下对不同含水率和不同掺砂比例的风化砂改良膨胀土样进行
了室内直剪试验,得到了不同剪切速率下改良膨胀土的抗剪强度指标值。试验表明:采用2.4mm/min的剪切速率测得的抗剪强
度指标比采用0.8mm/min的剪切速率测得的值要大;通过对比试验数据可知,剪切速率对内摩擦角的影响比对黏聚力的影响相
对来说较小,对砂土的抗剪强度指标的影响比对黏土的抗剪强度指标要小,对含水率较小的土样的抗剪强度指标的影响比对含水
率大的土样的抗剪强度指标要大。对于风化砂改良膨胀土的抗剪强度指标的测定时的剪切速率应采用规范要求的0.8mm/min。      

含水率和离子浓度对滑带土抗剪强度的影响

滑坡地下水环境的变化对滑带土的强度和变形参数有着极大的影响，并影响滑坡的稳定性。三峡库区受到库水位升降及降雨入渗的影响，使得发育于该地区滑坡的滑带土含水率及离子浓度一直处于不断的变化中。以重庆万州区兴福寺滑坡为例，针对滑带土重塑样，采用 Ｘ 射线衍射分析了其矿物成分，然后进行了不同含水率下固结排水直剪试验、不同ＳＯ２－４ 离子浓度下滑带土的固结排水慢剪试验以及不同 ＳＯ２－４ 离子浓度下滑带土直剪反复剪切试验。试验结果表明:滑带土成分以黏土矿物、石 英、钠 长 石 等 为 主，其中黏土矿物以伊蒙混层、伊 利 石为主；含水率对滑带土抗剪强度指标的影响较为明显，具体为黏聚力随含水率的增大而增大，内摩擦角随含水率的增大而减小；ＳＯ２－４ 离子浓度对滑带土抗剪强度指标的影响也较为显著，随 着 ＳＯ２－４ 离子浓度的增大，黏聚力 与内摩擦角均减小；滑带土经过反复剪切后，残余强度、黏聚力和内摩擦角均随着ＳＯ２－４ 离子浓度的增大而减小。      

龙马溪组层状页岩微观非均质性及力学各向异性特征

层状页岩的微观非均质性及力学各向异性对研究井壁稳定以及水力裂缝扩展形态具有重要意义。为了向页岩优化钻井、压裂工艺参数提供一定的理论和试验依据,对沿不同角度取心的页岩试样开展单轴压缩实验,配合场发射扫描电镜、原子力显微镜观测实验和波速测试等,研究龙马溪组层状页岩微观非均质性及力学各向异性特征,并讨论这些物理力学特征对水力裂缝形态的影响规律。结果表明:受层理面的影响,龙马溪组页岩呈现出较强的微观非均质性和宏观力学各向异性特征。具体的,微观孔隙结构特征方面,随着观测方向与层理方向之间夹角β的增大,微观孔隙结构的发育程度逐渐增加,说明气体的储集和空间呈增加趋势;宏观力学特征方面,单轴压缩条件下,随着加载方向与层理方向间夹角θ的增加,页岩试样的破坏模式从贯穿层理面的张拉破坏,先转变为剪切破坏,再变为劈裂-剪切混合破坏;龙马溪组层状页岩的单轴抗压强度、泊松比随着θ的增加呈现出先减小后增大的"U"形各向异性模式,弹性模量、横纵波速则逐渐减小,胶结程度较弱的页岩层理面会先于基质体发生破坏,进而显著影响岩石整体的力学性质;页岩微观非均质性及力学各向异性特征在一定程度上影响压裂过程中水力裂缝的扩展行为,以及停泵后压裂液的渗流路径。研究结果可为页岩压裂工艺参数优选提供一定依据。      

赣南花岗岩残积土非饱和特性

赣南地区花岗岩残积土边坡在降雨等作用下易发生失稳破坏,研究其非饱和特性对该地区的地质灾害防治具有重要意义.采用 X粉晶衍射、扫描电镜等方法对赣南地区的二长花岗岩残积土和黑云母二长花岗岩残积土的矿物成分、微观结构进行了分析,结果表明:残积土的孔隙率较大,矿物成分主要为高岭石、伊利石和石英.采用三轴固结不排水剪切试验和瞬态脱湿与吸湿试验对其力学性质和非饱和特性进行了研究,结果表明:２类残积土的应力－应变关系曲线均存在应力－应变转型现象;在脱湿过程和吸湿过程中,残积土的土－水特征曲线、渗透系数函数曲线均存在滞后效应,基质吸力随含水率增大而减小,渗透系数随含水率增大而增大,二长花岗岩残积土对水的敏感性相对更高;残积土非饱和抗剪强度随含水率的升高而降低,在残余含水率处变化速率较快;二长花岗岩残积土抗剪强度的变化幅度比黑云母二长花岗岩残积土更大.      

不同环剪条件下三峡库区童家坪滑坡滑带土强度特性

研究不同环剪条件下库岸堆积层滑坡滑带土强度特性对滑坡稳定性评价具有重要意义。针对目前在库岸堆积层滑坡滑带土力学特性方面研究薄弱的问题, 以三峡库区童家坪滑坡滑带土为研究对象, 采用ARS-E2环剪仪开展了不同剪切速率下的剪切试验, 研究了等速剪切、加速剪切以及减速剪切作用下滑带土强度变化特征。试验结果表明: 滑带土试样在恒定的低速剪切条件下更容易得到稳定的残余强度, 并且达到峰值强度后易出现"应变软化"现象; 在相同剪切应力条件下, 滑带土加速环剪和减速环剪的剪应力变化趋势基本一致, 与法向应力均呈正相关关系; 剪切速率的变化会显著影响滑带土峰值黏聚力的大小。研究成果揭示了不同环剪条件下滑带土力学特性, 可以为揭示库岸堆积层滑坡变形破坏的力学机制提供理论依据。      

黄土-三趾马红土滑坡滑带土剪切力学特性影响因素

中国西北地区黄土广泛沉积于三趾马红土之上形成"双层异质"接触层面,控制和影响黄土滑坡的形成。为研究黄土-三趾马红土界面剪切力学特性,研制可视化界面直剪仪,开展界面试样剪切试验,探讨齿面角度、含水率、干密度对其剪切破坏模式、强度与变形特性影响规律。结果表明:试样均沿界面产生剪切破坏,试样剪切破坏模式可分为齿间滑动、齿间滑动-齿面剪断、齿面剪断3种;界面试样剪切应力-位移曲线呈应变软化型,峰值强度后应变"跳跃"及"塑态"特征反映出界面的脆性与塑性剪断破坏特征,剪切刚度、剪切破坏位移演化规律均受界面接触条件影响;界面剪切过程存在明显剪胀效应,剪胀位移演化规律反映了剪切过程的齿面挤密、齿间滑动、齿面剪断与界面摩擦阶段;界面试样强度随界面接触条件均呈非线性变化,齿面角度越大,峰值强度与残余强度越高,试样剪切破坏模式越趋于脆性齿面剪断;含水率越高,界面峰值强度越低,试样剪切破坏模式越趋于塑性齿面剪断;界面试样干密度越大,峰值强度越大,残余强度越低,试样剪切破坏模式越趋于脆性的齿间滑动-齿面剪断。研究成果可为进一步研究黄土-三趾马红土界面强度准则,揭示黄土-三趾马红土复合型滑坡启动机制提供参考。     

不同临空条件的层状反倾岩质边坡倾倒变形几何特征参数影响规律

层状反倾岩质边坡是一种常见边坡类型，其变形破坏模式多样、力学机制复杂、影响因素众多。为揭示层状反倾岩质边坡不同临空条件几何特征参数对反倾边坡倾倒变形影响规律，通过3DEC并结合数理统计系统深入研究几何特征参数对倾倒变形影响。研究表明:①反倾边坡具有3个临空面时边坡变形最大，1个临空面时边坡变形最小；②变形随边坡高度、切坡角度增大而增大，随节理面与临空面夹角的增大而减小，随岩层厚度增大先增大后减小；③2个临空面夹角90°时边坡变形最大；④1个、2个临空面时节理倾角60°时位移最大，3个临空面时随节理倾角增大而增大。      

邵阳地区不同压实度的膨胀土抗剪强度特性研究

膨胀土路基的稳定性与其抗剪强度密切相关,通过直剪试验研究不同压实度膨胀土抗剪强度变化规律。试验结果表明,膨胀土粘聚力和内摩擦角均随压实度的增加而增加,近似线性变化。正应力和压实度与抗剪强度成正相关。对于相同的压实度,在正应力较小时表现为应变软化,正应力较大时表现为应变硬化。在确定抗剪强度设计值时,建议对于软化型曲线,其抗剪强度可取残余强度作为设计强度;对于硬化型曲线,可取曲线曲率明显变化点或剪切位移为1.0~1.5 mm对应的剪应力作为膨胀土抗剪强度设计值。     

冻融作用下人工劈裂砂岩结构面强度特性研究

寒区岩体破坏主要与结构面力学特性及冻融损伤相关.为探究冻融作用下砂岩结构面的强度特性,采用 小圆弧刀头劈裂制备贯通结构面,对其进行了冻融循环及剪切试验,得到了结构面的剪切强度、内聚力及内摩擦 角的劣化规律.试验结果表明:小圆弧刀头制备的结构面完整、均一,且上下盘吻合度高;岩石的峰值剪切强度与 冻融次数呈负相关,与法向应力呈线性正相关;随着冻融循环次数的增加,内聚力减小趋势变缓,内摩擦角无明显 变化趋势.研究结果对寒区岩体强度特性分析具有参考价值.      

多孔介质中聚合物溶液的流变特性

为研究多孔介质中高剪切条件下聚合物溶液流变性能的影响,利用驱 替装置和 R S6000 流变仪 测试不同 的注入速度、 渗流距离和孔喉比条件下, 聚合物溶液经过多孔介质 剪切前后 流变性的 变化. 结果 表明: 聚合物 的剪切应 力、表观黏度、 储能模量、 损耗模量等参数随着注入速度、 渗流距离和孔喉比增加而减小, 且在低剪切速率 和低角频率下 表观黏度、 储能模量、 损耗模量下降更为明显, 剪切应力下降幅度较小, 而在高剪切 速率下剪 切应力下 降幅度最 大; 渗流距 离对聚合物黏弹性作用的影响最大, 其次为注入速度, 孔喉比对聚合物黏弹性作用的影响较小.     

融雪条件下新疆伊犁谷地黄土-卵砾石接触面残余强度

为研究融雪作用下黄土-卵砾石接触面残余强度,以新疆伊犁谷地某黄土-卵砾石接触面滑坡为例,通过自制模具,制作黄土-卵砾石接触面环剪试样,开展不同含水率黄土-卵砾石接触面环剪试验,并通过扫描电镜（SEM）,从微观结构角度探究水对黄土-卵砾石接触面残余强度的影响。试验结果表明:黄土-卵砾石接触面抗剪强度随着含水率的增加而减小,剪切过程中存在应变软化现象,随着正应力及含水量的增加,应变软化现象越不明显;黄土-卵砾石接触面残余强度随着法向应力的增大而增大,且存在较好的线性关系,符合摩尔库伦强度准则;黄土-卵砾石接触面残余强度参数随着含水率的增加而降低,以含水率w=18%为界（塑限含水率19.1%附近）,当含水率为10%~18%时,残余内摩擦角φ_r变化较小（Δφ_r=5.4°）,当含水率为18%~26%时,残余内摩擦角φ_r变化较大（Δφ_r=9.0°）;微观结构方面,随着含水率的增加,黄土-卵砾石接触面形成软化"泥膜",部分填充了卵砾石凹凸部分,剪切面较为光滑,在剪切过程中,黏粒更加分散,附着在黄土颗粒表面,部分填充孔隙,起润滑作用,降低了残余强度。本文的研究成果可以为新疆伊犁谷地黄土-卵砾石接触面型滑坡形成机理研究及工程防治提供科学参考。      

浸泡作用下碎石土剪切强度衰减规律及机理

水库蓄水后, 滑坡体碎石土经受长时期的浸泡, 力学性质发生改变, 从而影响滑坡整体稳定性。为探究浸泡对碎石土力学性质的影响规律, 选取三峡库区马家沟滑坡后缘未经受长期浸泡作用的碎石土进行大型直剪试验, 分析了不同浸泡天数下碎石土的剪切力学性质。试验结果表明: 浸泡40 d后, 碎石土黏聚力下降幅度达39%, 内摩擦角下降幅度为8.3%;碎石土黏聚力在浸泡前期快速下降, 下降速率随浸泡天数增加而降低, 浸泡20 d后, 黏聚力基本达到稳定。为探究碎石土抗剪强度降低的原因和机理, 对粉质黏土(碎石土细粒成分)进行了三轴剪切试验、激光粒度分析及浸出液阳离子分析等试验, 揭示了碎石土抗剪强度的衰减机理为: 浸泡作用下, 碎石土中的粉质黏土发生矿物溶解、离子交换与吸附作用, 土体中大颗粒细化, 胶结作用减弱, 进而导致碎石土整体抗剪强度降低。研究结果对库区碎石土滑坡评价与治理具有一定的指导意义。      

伊拉克M油田白垩系Mishrif组生物碎屑灰岩储集层非均质性成因

伊拉克M油田白垩系Mishrif组生物碎屑灰岩储层非均质性强,开发过程中矛盾突出。基于岩芯资料、铸体薄片和实验分析数据,开展储层非均质性成因分析。结果表明:M油田Mishrif组生物碎屑灰岩储层主要受沉积作用、生物扰动作用、成岩作用和海平面升降旋回控制。沉积作用控制了岩石的结构组分和原始物性,并影响了后期的成岩演化;生物扰动作用破坏了岩石原始结构构造,造成岩石结构松散,为成岩流体提供了渗流通道;成岩作用控制了岩石物性的改造趋势;海平面升降旋回造成沉积相变,并控制了海水成岩环境和大气淡水成岩环境。高能沉积环境中,岩石颗粒组分含量高,原始物性好,海平面下降阶段,滩体顶部优先发生溶蚀作用,而滩体底部胶结作用较强,储层物性产生两极分化,优质储层通常与物性隔夹层伴生。低能沉积环境中,岩石泥质组分含量高,原始物性差,但生物扰动作用充分,潜穴物性通常高于基底物性,海平面大幅下降造成岩石处于大气淡水成岩环境,溶蚀性流体可沿生物潜穴渗入,有效改善岩石物性。Mishrif组内部发育多期海平面升降旋回,沉积环境演变迅速,成岩环境不断变化,生物潜穴随机展布,不同成因的储层互相叠置,造成厚层生物碎屑灰岩储层垂向非均质性强。     

植物根系对土体抗剪强度影响的研究

通过室内直剪实验分析了不同含水率下有根和无根的扰动砾砂土体的抗剪性能。得出:在相同含水率下,有根土体相
对于无根土体其内聚力较小,内摩擦角较大;有根土体的抗剪强度随含水率的增大而减小。最后为其在工程中的应用提出了一些
建议,可为植物根系护坡技术的应用提供一定的借鉴意义。      

陕西泾阳南塬黄土滑坡滑带土残余剪切强度特性

为探求陕西泾阳南塬高速远程黄土滑坡的复活机理,从大型黄土滑坡滑带采集原状黄土试样、古土壤试样(原状土),部分制备重塑试样(重塑土),进行不同体积含水率下的反复剪切试验,从而获得滑带土残余剪切强度指标与体积含水率、黏粒含量之间的关系.结果表明:原状土和重塑土的剪应力-位移曲线均为硬化型;在不同的垂直压力下,原状土和重塑土的残余剪切强度差值变化较大;当剪切强度达到峰值强度以后,随着剪切位移的继续增大,原状土和重塑土的残余剪切强度都有一定程度的损失,这种损失因垂直压力的不同而不同;对同类土,通过反复剪切试验获得的内聚力和内摩擦角随体积含水率的增加而降低;相关性分析表明,该区滑带土的黏粒含量较低,对残余剪切强度的内摩擦角影响很小,尤其是当天然体积含水率较低时,体积含水率的变化对残余剪切强度的影响远远大于黏粒含量的影响.     

降雨作用下青石镇政府后山堆积层滑坡渗流与稳定性

以黄冈地区青石镇政府后山堆积层滑坡为例，在分析了其工程地质特征及地质结构特征的基础上，采用有限元法研究了非饱和土瞬态体积含水量及孔隙水压力的分布，采用考虑孔隙水压力的Janbu法分析计算了降雨对堆积层滑坡安全系数的影响。研究结果表明:①降雨入渗导致坡体孔隙水压力升高，滑面抗剪强度降低，安全系数也随之逐渐降低，其中在降雨前期，两侧的抗剪强度下降速率比中部快，而到了后期中部的抗剪强度下降速率明显快于两侧；②安全系数变化表现为前19 d以0.008/d的速率缓慢下降，19~30 d以0.03/d的速率缓慢下降，30 d以后下降速度降低，至36 d之后不再发生变化，其中在0~11 d两侧抗剪强度变化对滑坡整体稳定性变化的贡献比中部大，19~36 d中部抗剪强度变化对滑坡整体稳定性变化的贡献要比两侧大；③降雨入渗过程中，地下水从坡体表层和两侧流向坡体中部，负孔压区面积向中部不断压缩，中部地下水变化受到两侧及上层的制约，体积含水量及孔隙水压力变化相对滞后；④该滑坡的防治重点是做好降雨前期坡体后缘地下水截流以及前缘地下水排泄工作，同时，做好地表排水，减少降雨入渗。      

南水北调黄河—漳河段粘土岩工程地质特征初探

南水北调中线工程黄河—漳河渠段晚第三纪粘土岩具膨胀性，易吸水软化，失水干裂，强度较低，属极软岩石。其膨胀性，抗压强度、抗剪强度与天然干密度有着密切的关系，天然干密度随粘粒含量的变化而变化，是粘土岩工程特征变化的内在原因。应用天然干密度为１～６ｇ／ｃｍ３，可粗略评价粘土岩的某些工程地质特征     

方正断陷白垩系含砂砾岩储层孔喉特征

利用岩心、铸体薄片、扫描电镜、高压压汞和恒速压汞等分析方法,研究方正断陷白垩系致密含砂砾岩储层储集空间类型、物性特征,对孔喉特征进行定量表征,探讨不同尺度孔喉分布规律及其对储层物性的控制作用。结果表明:方正断陷白垩系含砂砾岩储层主要发育残余粒间孔、粒间溶孔、粒内溶孔、晶间孔和微裂缝。孔喉半径分布区间为18 nm～10μm,孔喉半径基本小于1.0μm;孔隙半径分布在100～300μm之间,峰值分布在140～160μm之间,喉道半径集中在0.2～0.6μm之间。孔隙半径发育集中,喉道半径和孔喉比非均质性较强,随渗透率增大,喉道半径分布范围变宽,单峰值喉道半径变大,具有右偏的特征。含砂砾岩储层的大喉道对渗透率的控制作用明显,对孔隙度的影响较小。纳米级孔喉对渗透率贡献率影响较小,为1.07%～30.72%;对孔隙度贡献率影响较大,为47.71%～92.05%。孔喉结构分布特征对研究区致密储层物性有重要影响。     

万州区典型堆积层滑坡滑带土抗剪强度参数间关系研究

滑坡抗剪强度参数主要有天然峰值强度、饱和峰值强度、天然残余强度和饱和残余强度4种,这4种强度之间的关系目
前还研究甚少。为此,提出了以收集的万州区20个典型堆积层滑坡147组抗剪强度参数为基础,采用数学分析软件SPSS筛选饱
和残余强度的影响因素,然后利用Excel分析饱和残余强度与其影响因素的相关关系,以此判断影响因素的函数形式,在此基础上
采用多元非线性回归模型研究饱和残余强度与其他3种抗剪强度参数之间的关系式。最后以万州区典型堆积层滑坡———螺丝冲
滑坡为例,将多元非线性回归模型的计算结果与多元线性回归模型计算结果及试验值进行对比分析。研究表明,多元非线性回归
模型计算的相对误差在8%以内,而多元线性回归模型计算的相对误差在6.85%~23.88%之间,多元非线性回归模型精度更高。      

埋深对恐龙化石的影响效果研究

已发现的恐龙化石大多数埋藏在不同深度的地层中,不同埋深化石所受风化破坏程度不尽相同。为深入研究恐龙化石的风化机理,探究恐龙化石的保护措施和方法,重点分析埋深产生的侧向压力对恐龙化石强度和破坏特性的影响。通过有限差分软件FLAC3D进行数值模拟,揭示埋深因素对恐龙化石保存的影响程度。试验结果表明:围岩对恐龙化石施加的侧向压力是影响恐龙化石变形和强度特性的一个重要因素。在弹性变形阶段,恐龙化石的初始强度、峰值强度随侧向压力的增大而不断增大。当应力超过了恐龙化石极限强度后进入塑性变形,其初始强度、峰值强度逐渐减小,最终达到残余强度。