广州地区花岗岩残积土力学特性试验及参数研究

花岗岩残积土属区域性特殊土,一般具有较强的结构性,准确获得其力学参数是进行基坑等工程设计的前提条件。针对广州地区花岗岩残积土,开展系列力学特性试验研究,包括压板载荷试验、标贯试验以及室内侧限压缩、直剪等常规试验,基于试验结果得到工程中常用的花岗岩残积土力学参数,并进行对比分析及验证。结果表明,由花岗岩残积土室内直剪试验强度参数（黏聚力c、内摩擦角 ）计算得到的地基极限承载力以及由室内侧限压缩试验得到的花岗岩残积土变形参数均明显小于实测值;由压板载荷试验反算得到的花岗岩残积土c、 和变形模量E50计算p-s曲线结果与实测结果较为吻合;由标贯试验结果得到的花岗岩残积土E50则与由压板载荷试验得到的E50结果接近,说明压板载荷试验、标贯试验可作为花岗岩残积土力学参数的合理确定方法之一。     

汕头市花岗岩残积土的工程特性及路堑边坡稳定分析

花岗岩残积土在汕头市分布广泛,具有不均匀性及各向异性、扰动性、软化特性和崩解性。在天然状态下它们具有较低的压缩性、较高的承载力和较大的抗剪强度,但遇水后力学性质显著降低。花岗岩残积土的扰动性通常导致室内试验指标失真,使压缩模量低于变形模量,因此,花岗岩残积土的变形模量和地基承载力应通过原位测试(主要是标准贯入试验)来确定,并为此建立了本区花岗岩残积土地基容许承载力与标准贯入击数的对应关系。同时对汕头市花岗岩残积土路堑边坡失稳的原因进行分析并提出切实可行的防护办法。     

福州鼓楼区花岗岩风化残积土工程特性研究

花岗岩风化残积土作为一种特殊的土体类型,保留了母岩的部分结构构造特征,由于矿物成分的风化,使其具有部分黏土的工程特征,有部分砂砾土的工程特征。依托福州市鼓楼区榕发—乌山郡筑路机械厂地块岩土工程勘察,对场区内花岗岩残积土的物理力学性质进行分析,并采取室内三轴试验和原位测试的方法对其工程特性进行研究。研究表明场地内花岗岩残积土在风化过程中,仍保留了母岩的部分构造特征,增强了花岗岩残积土受外荷载时的抗变形能力;长石等矿物风化成的次生矿物主要为高岭土,对花岗岩的粗颗粒具有一定的胶结作用,加强了颗粒间的结合度,使其抗剪强度有所增加。场区内标贯试验表明,随着深度的增加,标贯击数也不断增加,花岗岩残积土的风化是由上至下的过程;利用平板载荷试验,场地内花岗岩残积土的极限荷载为740 kPa,由此可以反演出土体的强度和变形参数。     

黄河某高拱坝岩体力学参数的选取

在对比国内外各种选取岩体力学参数方法的基础上,对黄河某高拱坝坝址区主要岩层中生代二长岩和三叠系变质砂岩采用现场原位试验和数据统计方法获取岩体力学参数。用刚性圆形承压板法进行岩体变形试验,建立了岩体纵波波速与变形模量的拟合关系,用最小二乘回归法处理变形数据。用平推法直剪试验进行岩体抗剪断强度试验,用 - 点群中心法处理直剪试验数据。软弱带取样后进行室内断层泥物理力学性质试验,运用岩土工程勘察规范中参数统计经验公式来获得各软弱带的抗剪参数。点群法求得的各抗剪指标总体上与原位试验得到的结果相一致,证明该法可用于岩体力学参数选取。     

厦门花岗岩风化残积土工程地质特征及地基承载力研究

厦门花岗岩风化残积土分布广泛,厚度达10—50米,对其工程地质性质一直缺乏系统、全面的研究,地基承载力也是将其简单地归为某一类土,查规范、手册求得,所得结果常常不够准确。作者在经过几年的工作,进行了详细的野外勘察、野外及室内试验,收集了大量第一手资料的基础上,对整个残积土层的组构特征、物理力学性质作了总体、系统地阐述。根据静载荷、微载荷及旁压实验,探讨了残积土承载力的规律性以及与标贯击数的关系。     

厦门机场路风化花岗岩旁压试验研究

旁压试验经过不断完善、发展、应用和推广,在与静力载荷试验、标准贯入试验等原位测试的比较中已凸显其优势,业已成为工程地质评价、地基承载力确定等实用可靠的方法。针对强风化花岗岩土体松散、土质较硬、取样和室内物理力学试验的困难,进行高压旁压器风化花岗岩原位测试,取得具有工程应用价值的成果,结果表明,虽然风化花岗岩由于受差异风化形成水平向不均匀性的影响,测试结果各指标间的相关性与黏土存在一定的差异,但黏土和风化花岗岩地基承载力随测点深度、变形模量与基床系数,地基承载力、变形模量和基床系数与标贯击数间均具有一定的线性相关关系,并对相关关系进行拟合,给出相应地拟合公式。     

花岗岩残积土在周期荷载下力学特性的实验研究

本文首先介绍厦门某地两种具有代表性的原状残积土(花岗岩残积土)室内三轴不排水动力剪切实验所得到的残积土在循环荷载作用下表现出来的诸如周期抗剪强度,动弹性模量以及等效阻尼比等动力学性质及其有关的重要参数;继而分析了花岗岩残积土在周期剪切过程中强度、变形、应力路径及孔隙压力等方面所具有的特点,以图揭示它们的内在规律;最后讨论了残积土周期荷载作用下归一化性状及动强度的确定方法。     

侵入岩脉风化壳对中林村残积土滑坡渗流场和稳定性的影响

岩脉侵入是一种普遍的地质现象,侵入岩脉及其风化壳对斜坡的渗流场和稳定性具有重要影响,但目前国内外在该方面的研究鲜见报道。我国东南沿海约50×104 km2的白垩系火山岩地层中广泛分布侵入岩脉及其风化壳,改变了该地区残积土斜坡的失稳机制。以浙江省文成县中林滑坡为对象,研究花岗岩脉风化壳对其渗流场和稳定性的影响。中林滑坡主要由凝灰岩及其残积土组成,后部有侵入的花岗岩脉及其残积土,利用室内土柱试验获取降雨作用下两种残积土渗透性质的差异,利用不同含水率下的直剪试验获取非饱和抗剪强度参数;利用Geo-studio软件中的Seep/W模块反演土柱降雨试验,获取两种土体的非饱和渗透参数;接着将上述参数应用于中林滑坡的渗流场模拟,获取降雨入渗下坡体的渗流场;将渗流场耦合到坡体稳定性计算中,获取了坡体的稳定性变化曲线及最危险滑面。结果表明,降雨通过侵入岩脉风化壳快速入渗,并顺着基覆面向凝灰岩残积土区侧向渗流,导致侵入区与原始斜坡的交界处以及基覆面附近的地下水位快速升高,孔隙水压力迅速增大,斜坡在该位置最易变形破坏,且失稳深度远大于普通的浅层残积土斜坡,可达6～10 m。该研究成果可为东南沿海地区有岩脉侵入的残积土斜坡的稳定性评价与防治设计提供理论依据。     

花岗岩残积土填料路用工程特性室内试验研究

为了研究花岗岩残积土的路用工程特性,通过击实试验、承载比CBR试验、固结试验以及室内基床系数试验分析了该类材料压实性能及基本力学特性,对压实度为92%的最优含水率和饱和压实土样进行了循环加载试验,研究了动力荷载作用下土体的变形特性。结果表明,花岗岩残积土在K为91%～97%时压实功效率较高,提高压实度对于增强土体局部抗变形能力较为有效;采用室内三轴法得到的基床系数K30值为188.25 MPa/m;最优含水率下花岗岩残积土动力变形稳定性较好,但含水率增加会大幅度增加土体塑性变形,降低土的动弹性模量,不利于变形稳定。所以作为路堤填料,应考虑作为受气候与动荷载影响较小的下路堤备用填料,作为铁路路堤本体及公路上、下路路床填料,应在进行土性改良且满足要求的论证基础上取舍。研究成果可为花岗岩残积土填料的工程应用及土体改良提供技术参考。     

花岗岩强风化岩块和残积土岩土混合料填土强夯后的抗剪强度

2011年珠海××港××项目兴建高达44 m、总长达2600 m的高填方人工边坡,其填料为花岗岩强风化岩块和残积土的岩土混合料,经分层强夯处理形成高边坡,边坡设计需要这种经强夯处理后的岩土混合料的抗剪强度,为此,进行了大型原位直剪试验,获得强夯处理后岩土混合料本身的内摩擦角φ=38°、黏聚力c=101.4 kPa,岩土混合料与原始地面交界面的内摩擦φ=39.1°、黏聚力c=108.9 kPa。为什么强夯后的岩土混合料会有较高的黏聚力?分析认为,其原因是花岗岩岩土混合料的总黏聚力由强风化岩块的抗剪断黏聚力、残积土的原始黏聚力和强夯后的加固黏聚力共同组成。     

锚固节理岩体等效力学参数三维离散元模拟

节理岩体是工程边坡的重要研究对象,通过数值模拟（3DEC）的方法研究了加锚节理岩体的力学特性。以龙滩水电站左岸边坡的锚固设计为例,推导了边坡加锚节理岩体的等效力学参数,进行了岩石数值单轴压缩试验、直剪试验以及岩体结构面直剪试验,对数值试验的结果进行了误差分析和修正,确定出加锚节理岩体的等效力学参数为：岩石的变形模量、内摩擦角、内聚力不变,结构面的内摩擦角不变,内聚力由50 kPa提高到122 kPa。所得结论与采用物理试验的试验结果相符,验证了用数值模拟方法进行岩石力学试验的可行性和可靠性。     

压实黄土强度特性与微观结构变化关系研究

利用Quanta环境扫描电子显微镜(ESEM)对延安某填方场地的压实黄土(Q_3和Q_2黄土混合)进行微观结构测试,得到最优含水量下不同干密度黄土微观结构图片。采用Image-Pro Plus图像处理软件对压实黄土孔隙微观结构进行了定量评价,并运用多元线性回归分析法建立了孔隙微观结构量化参数与压实黄土侧限压缩、直剪强度的关系。研究结果表明:随着干密度的增大,孔隙面积比、平均孔径、平均平面形状系数、平均分形维数逐渐减小,概率熵逐渐增大,孔隙分布越趋于均匀,整体力学性质越稳定;tanφ主要受孔隙的平面形状系数影响,黏聚力、压缩模量(E_(s0.05-0.1)、E_(s 0.1-0.2)、E_(s 0.2-0.4))和压缩系数主要与孔隙面积比有关,而E_(s 0.4-0.8)则与孔隙的概率熵密切相关。通过关联性分析,可知400 k Pa是孔隙面积比变化幅度明显减小时的特征压力值,而孔隙面积比变化直接关系沉降变形,400 k Pa也是压实黄土在最优含水量下沉降变形幅度明显减小时的特征压力值。     

日照市区花岗岩残积土工程地质特性研究

残积土作为一种特殊土,其工程地质性质往往因母岩类型、地质环境及风化条件的不同差异很大。该文通过对野外资料、室内试验及原位测试等手段所获得的大量数据的整理分析,对日照市区花岗岩残积土的工程地质性质进行了初步研究,论述了日照市区花岗岩残积土的成因、分布、工程地质性质以及工程建设中残积土利用的问题。在残积土物理、力学性质试验的基础上,结合当地的工程实践经验,提出了花岗岩残积土的压缩模量（Es）、地基承载力特征值（fak）等物理力学指标的建议值,为日照市城市建设的发展提供了一定的地质依据。     

土变形模量的柔性承载板测试研究

目前平板载荷试验(PLT)所用的承载板均为刚性承载板,无法考虑板底压力实际分布,测试出的地基土变形模量E_0存在一定的偏差。为实现板底均匀加载,在刚性承载板下加装气囊,研制出一种适用于PLT的柔性承载板。采用柔性承载板测试时,气囊内部变形量由电感式位移传感器测出,各级载荷值由合力P与囊内气压p同时控制。室内对比试验结果表明,刚性承载板测试出的E_0比柔性承载板测试出的E_0偏大14.0%,有限元模拟同样也表明刚性承载板测试出的E_0偏大10%以上,采用柔性承载板可得到E_0的准确值。研究认为土体变形模量的柔性承载板测试法具有可行性和先进性,成本及效率方面完全可以接受。     

花岗岩残积土填料路用工程特性室内试验研究EI北大核心CSCD

为了研究花岗岩残积土的路用工程特性,通过击实试验、承载比CBR试验、固结试验以及室内基床系数试验分析了该类材料压实性能及基本力学特性,对压实度为92%的最优含水率和饱和压实土样进行了循环加载试验,研究了动力荷载作用下土体的变形特性。结果表明,花岗岩残积土在K为91%97%时压实功效率较高,提高压实度对于增强土体局部抗变形能力较为有效;采用室内三轴法得到的基床系数K30值为188.25 MPa/m;最优含水率下花岗岩残积土动力变形稳定性较好,但含水率增加会大幅度增加土体塑性变形,降低土的动弹性模量,不利于变形稳定。所以作为路堤填料,应考虑作为受气候与动荷载影响较小的下路堤备用填料,作为铁路路堤本体及公路上、下路路床填料,应在进行土性改良且满足要求的论证基础上取舍。研究成果可为花岗岩残积土填料的工程应用及土体改良提供技术参考。     

自重应力状态下与超固结条件下直剪试验结果探讨

在土工室内试验中,直剪试验的C、φ值是估算地基承载力等得重要指标,而自重应力状态下的直剪与超固结条件下的直剪试验结果存在很大的差异性,通过工程实例,对自重应力状态下与超固结条件下的直剪试验结果进行探讨。     

基于数字图像相关法的砂土细观直剪试验及其颗粒流数值模拟

砂土等天然颗粒材料具有的剪胀性、压硬性、各向异性等特殊力学性质受控于其内部的微细结构及其演化,如何利用试验与数值模拟等手段对砂土细观组构进行量化,对深入研究砂土变形机制尤为重要。基于数字图像相关方法的光学测量技术与土工试验相结合的新手段,通过对直剪仪的可视化改造,开发了能初步实现土体宏细观力学性状联合测量的“砂土变形细观瞬时光学测量系统”,并利用该系统对福建标准砂进行了室内细观直剪试验。随后进行了基于颗粒流软件PFC2D直剪数值试验,提取室内试验还难以获得的细观信息,作为对室内试验的补充。通过对宏观力学性质和位移场、应变场、颗粒定向、速度场、颗粒配位数和接触力链等细观的室内与数值试验结果进行剖析,探讨了砂土力学性质的细观机制。     

大型原位直剪试验设备改进研制与应用

大型原位直剪试验的试样尺寸大,对土体扰动小,是获取岩土体强度参数的有效方法。中国科学院武汉岩土力学研究所在参考室内、现场两用大型直剪仪后,又改进研制了一套大型原位剪切设备。与传统原位直剪设备不同,该设备采用上、下两个刚性剪切盒,可完成尺寸为50 cm×50 cm×41 cm,最大粒径为5 cm的原位土体试样的剪切试验。该直剪设备组装方便,采用高精度传感器可自动采集数据,更适合于复杂的现场试验环境。介绍了该设备的结构组成、工作原理、技术优点。结合实例详细介绍了大型原位直剪试验的试验方法及注意事项。将此大型原位直剪设备应用于向家坝库区两个滑坡现场试验,得到了滑坡滑带、滑体的原位抗剪强度参数,分析了不同试样大型原位直剪试验剪切曲线的特点,进一步论证了该直剪设备的优良工作性能。     

基于柔性承载板载荷试验的土抗剪强度参数反演研究

传统的刚性承载板载荷试验(PLT)主要确定地基的承载力,不能用来反演土的抗剪强度参数c、 。通过刚性承载板下加装气囊,研制出一种适用于载荷试验的柔性承载板,两个电感式位移传感器分别布置于板内边缘处,用于测量该处气囊厚度变化量 。用柔性承载板开展载荷试验时板底压力P均匀分布,同时在柔性承载板一侧采用柔性水压板施加恒定的均匀地表荷载,根据两条 曲线变化规律得出2个临塑荷载,将临塑荷载与地表荷载值代入理论公式反演出c、 。分别采用黏性土和干砂开展室内载荷试验,证明了该反演方法的可行性,通过分析认为该反演方法具有适用性和先进性。     

MTS试验机岩石压缩试验变形测量数据的选取方法研究

变形测量数据的选取对认识岩石力学性质及变形参数的计算有着重要影响.MTS试验机已被广泛应用于岩石力学试验中,其中岩石的变形测量常用方式有引伸计、LVDT和压板位移,这3种测量方法得到的轴向应变的准确性和适用性有待深入研究.本研究采用MTS试验机进行岩石的单轴和三轴压缩试验,对比引伸计、压板位移和LVDT 3种方式测量得...