含盐冻结粉质黏土应力-应变关系及强度特性研究

通过对含盐冻结粉质黏土进行三轴压缩试验,分析了该土质在加载至破坏过程中的应力-应变行为,并利用Duncan-Chang双曲线模型求得冻结盐渍粉质黏土的初始弹性模量和偏主应力的最大值。结果表明,初始弹性模量和偏应力最大值随着含盐量的减小和温度的降低而增加。为了分析含盐量对土体强度的作用机制,提出了“相对温度”这一概念,给出相对温度和抗压强度间的线性关系。以一综合指标“相对温度”来考虑盐分、试验温度等多种因素对冻土特性的影响,建立盐渍土和非盐渍土的关系,从而用非盐渍土的力学性质研究盐渍土的力学性质。     

软岩饱水试验与软化临界现象研究

针对华南地区广为分布的“红层”软岩遇水软化问题,选择粉砂质泥岩、泥质粉砂岩等典型软岩为研究对象,在软岩饱水软化试验的基础上,采用“自组织临界性”理论深入分析了软化试验中的临界现象,结合软岩物理力学性质、微观结构以及水溶液离子浓度变化的试验结果,得出：在饱水3个月和6个月时,对应于所研究软岩软化的临界时间点,其物理、力学性质与水溶液离子浓度的变化在前3个月内变化幅度较大,3个月后较为平缓,并可能出现波动,6个月后开始趋于稳定;而其微观结构变化满足1～3个月变化较小,3～6个月自行调整而趋于有序,6个月之后结构类型完全改变。在此基础上,分析了软岩系统自组织临界现象中最显著的两个特征：自组织性和临界特性,并从系统演化的角度探讨了饱水软岩系统中一种具有一定稳定性的非平衡自组织有序结构的产生过程,给出了水作用下软岩工程特性变异达到稳定的临界时刻。     

夯击方式对强夯加固效果的影响

工程实践表明,“重锤低落距”和“轻锤高落距”的作用效果有较大差别。在考虑材料非线性、几何非线性、接触非线性、运动非线性以及它们之间相互耦合特性的基础上,利用显式瞬态非线性有限元分析技术分析了强夯夯锤对地基土的冲击碰撞过程,得到了土体的运动轨迹、夯锤与土体之间的最大撞击力、撞击持续时间、夯沉等结果,分析了不同夯击方式下的能量利用效率及土的物理力学指标对夯击方式的敏感性,结果表明“重锤低落距“优于”轻锤高落距”这一结论是有条件的。     

硅藻质软岩的三维弹粘塑性模型分析

基于Perzyna的弹粘塑性理论的基本假设、粘塑性流动法则及殷建华和Graham的三维弹粘塑性模型,得出了在三轴应力状态下的本构关系表达式。殷建华和Graham的模型提出了“等效时间”,“瞬时时间线”,“参考时间线”,“极限时间线”等一系列新的概念。用三轴应力状态下的本构关系表达式对软岩的固结不排水三轴剪切试验进行了模拟计算,并与试验结果进行了比较。结果表明：数值模拟计算结果与试验结果几乎一致。该模型简单、实用、精度较高,可以模拟硅藻质软岩材料与时间有关的应力-应变关系、孔隙水压力与应变的关系,以及有效应力路径等。     

对“含矿溶液上昇的力学性质(充填型)及其对若干内生铅锌矿床空间分布的影响”一文的几点意见

前些日子,笔者读到了高旭征在地质科学1958年第3期上发表的“含矿溶液上升的力学性质(充填型)及其对若干内生铅锌矿床空间分布的影响”一文。     

“软玉”一词由来、争议及去“软”建议

“软玉”这个术语近来饱受非议,非议不仅来自考古文博界,也来自宝玉石界。作为一个术语,“软玉”为何会受到如此广泛的非议呢？考古文博界的主体认识为：自古至清末文献中没有用过此术语,且该玉料质地并不软。事实上,以透闪石阳起石为主要组成的玉料硬度已经超过玻璃和铁器,实际佩戴无磨损痕迹。为何被称呼“软”玉？中国有爱玉、尚玉的传统,且玉文化是中国文化中的重要组成部分,理清这一术语的由来,意义重大。通过广泛收集全球相关文献开展分析与研究,发现“软玉”一词最早于1890年出现在日本的一本德语、英语和日语的矿物互译名的书册中。日本作者(Koto)用“軟玉”来翻译英文词“Nephrite”。“nephrite”这个英文单词在西方出现时间大致可以锁定在16世纪或者之后,并于1846年用来描述我国上古玉器的主要矿物组成,这距我国广泛用透闪石质玉的时间晚了好几千年。“软玉”术语经留日学者引入中国,之后经过矿物学相关图书传播,于1996年被收入《珠宝玉石·鉴定》国家标准中。通过对“软玉”术语命名溯源,不难发现中华玉文化的重要载体--玉,在我国饱受战乱、贫穷与落后时期,于1890年被使用同宗语系的日本学者强加了一个“軟(软)”字,之后这个“软”字便牢牢地附着。通过溯本求源,认为该术语的“软”字应该去除,这样既回避了“软玉”的最早命名可能存在的褒贬问题,也避免了一些顾名思义、不合实际的想当然的现象再度发生。今后关于透闪石质玉的术语称谓,我们推荐的术语为“玉”。这一称谓既尊重我国历史传统又兼顾现实;虽然我国用玉早期用玉种类不算单一,但到西周时期基本演变为单一的闪石质玉。最后提倡反思,我们文化自觉、自信、自爱、自珍的培养与建设是否依然任重道远？     

可持续发展能力“资产负债表”理论解析

论述了制订区域可持续发展能力“资产负债表”的意义。从可持续发展系统学研究方向,对区域可持续发展能力作了系统解析。提出了制订区域可持续发展能力“资产负债表”的基本原理与基本方法,进一步设计了区域可持续发展能力“资产”与“负债”的计量方法。“资产负债表”的制定为开展区域“发展质量”精确评判奠定了坚实的理论基础。     

构造应力场中的软岩客运专线双线隧道稳定性研究

以铁道部250 km/h客运专线标准断面双线隧道为对象,依托木寨岭高地应力软岩隧道工程,研究构造应力场条件下隧道变形特性、能量积聚、力学响应及塑性区规律。水平大主应力平行隧道轴线时,高能集中区和塑性区主要集中于边墙,掌子面前方围岩能量密度较小,掌子面挤出变形较大;水平大主应力垂直轴线时,高能集中区和塑性区主要分布在拱顶、仰拱及掌子面,掌子面前方围岩能量密度较大,挤压变形较小。研究表明：掌子面前方待开挖核心土体表现能量-位移正交性,而目前采用简单的挤出变形来判别掌子面稳定性,其合理性值得进一步商榷;规范给出“最大水平主应力与隧道轴线平行或小角度相交设计原则”,并不是对所有高地应力场都适用;锚杆在开挖初期有效促进临时“承载拱”的形成,使“压力拱”偏移至隧道轮廓附近,成为施工初期稳定的关键;锚杆降低边墙深部岩体切向应力峰值,随着掌子面推进,拱效应不断向深部岩体移动,形成动态压力拱。     

粘土的压密状态及其力学性质

本文首先较详细一讨论了一般粘土(“结构强度”的影响可以忽路)和有“结构强度”粘土的压密状态.区分先期固结压力和结构屈服压力不同的物理实质,澄清二者之间的差别并指出混淆这种差别可能引起对土的压密状态的分析和力学性质的估计的错误.其次,讨论了土的结构强度,压密状态和压密性质之间的关系.最后,讨论了土的结构强度、压密状态和抗剪强度的关系.揭示了孔隙水压力变化的规律.     

四川盆地五峰-龙马溪组页岩储层非均质性特征

通过对比焦石坝、长宁和威远气田五峰-龙马溪组页岩产层段的岩矿、物性、含气性以及可压裂性等地质参数及其纵向变化规律,综合分析了页岩储层的平面和纵向非均质性及其对“甜点”优选和储层改造的影响。研究表明,纵向非均质特征在不同地区具有总体一致性：石英含量、有机碳含量和含气量均呈现下高上低的基本趋势;底部深水陆棚沉积层段普遍具有高有机碳含量、高脆性、高孔隙度和高含气量的特征,一系列属性参数的相互耦合和匹配决定了五峰组-鲁丹阶成为“甜点”的主要发育层段。平面非均质特征主要表现为储层品质以及“甜点”发育层段和厚度的区域差异：长宁和威远地区的钙质含量明显高于焦石坝地区,发育钙质硅质混合页岩相;焦石坝地区的水平应力差明显低于长宁和威远地区,且天然裂缝更为发育;长宁和焦石坝地区的“甜点层”发育于五峰-鲁丹阶下部,而威远地区的“甜点层”则发育于鲁丹阶-埃隆阶中部。页岩储层的非均质性决定了“甜点”的分布范围、发育层段和厚度;矿物组成、天然裂缝、岩石力学参数和地应力场的空间变化是进行压裂设计的重要依据。     

含水量对昔格达土填料工程地质性质的影响研究

昔格达地层的沉积地质历史环境决定了昔格达地层的多旋回性及其中泥岩的近饱和特性 ,因此昔格达土填料具有一般其他岩土填料不一样的工程特征。本文通过对昔格达土工程特性的论述 ,以含水量为锲入点 ,分析了含水量变化对昔格达土填料工程性质的影响 ,得出昔格达土混合填料最大干密度 dmax、压实度及强度c、 值都与含水量存在一致的相关性 ,即存在一个最优含水量 ,这个最优含水量接近随机混合的昔格达填料的天然含水量的结论。     

岩土工程勘察中土体取样合理子样数的探讨

合理子样数应随土的性质、指标特征、土样质量和工程要求而异。本文在分析了沿海平原各主要土层的物理力学性质指标变异性的基础上 ,运用概率统计方法 ,针对不同土层不同的物理力学性质指标提出了岩土工程勘察合理子样数确定原则。     

有机质含量及组分对泥炭土物理力学性质影响

富含有机物质是泥炭土工程性质不良的主要原因。不同有机质含量及组分的泥炭土,其物理力学性质差异很大。为明确有机质含量的影响,对数十组不同有机质含量无定形泥炭土试样进行一系列室内试验,系统分析了物理、变形、强度及渗透性随有机质含量的变化规律;为比较有机质组分不同导致的工程性质差异,将以上无定形泥炭土物理力学指标与纤维泥炭土试验数据进行系统分析。结果表明:无定形泥炭土基本物理力学指标与有机质含量间有一定的线性关系,其中,初始孔隙比（e₀）、天然含水率（w₀）、液塑限（w_L、w_p）、黏聚力（c）随有机质含量增加线性增大,比重（G_s）、固结系数（C_v）和内摩擦角（φ）随有机质含量增大而减小。相较无定形泥炭土,纤维泥炭土比重小、含水率大、孔隙比大。抗剪强度方面,无定形泥炭土黏聚力随有机质含量增大而增大,较纤维泥炭土略高;内摩擦角随有机质含量增大而有下降趋势,约为纤维泥炭土的1/5～1/14。渗透性方面,无定形泥炭土的初始渗透系数（k_v0）及渗透指数（C_k）随有机质含量增大而减小,且普遍小于纤维泥炭土。     

3种特殊土物理力学性质指标统计分析

常规物理力学指标可以良好反映土的工程性质。收集全国范围内软土、黄土和红土的相关专著、科技论文和地震安全性评价报告,统计得出3种特殊土各项物理力学指标的范围、平均值和变异系数,通过对各项物理力学指标间的相关性分析,对3种特殊土的工程特性进行了研究。对比结果发现：3种特殊土物理性质的变异系数总体较小、较为稳定,而力学性质的变异系数变化较大、离散程度较高;3种特殊土各项物理力学性质指标间存在相关性,或呈线性关系,或呈带状变化,同类指标软土和红土的相关系数高于黄土。通过回归拟合方法给出了|r|∈[0.5,1.0]的拟合公式,利用线性关系检验方法对公式的精度和准确性进行检验,结果表明：本文给出的拟合公式F>F_0.05,回归效果较为显著,便于工程应用。     

长春地区老黏土地基承载力确定方法的探讨

老黏性土工程实践经验较多,根据其他省市地区的成熟经验,用数理统计法确定老黏性土地基承载力可根据土的室内土工试验物理力学性质指标孔隙比、液性指数查表求得,还可根据原位测试静力触探指标和标准贯入试验指标确定.本次试验利用这些成熟经验,通过分析土工试验、原位测试指标与静载试验测得的地基承载力的对应关系,总结出用土工试验物理力学性质指标、原位测试静探指标计算老黏性土地基承载力的经验公式和经验表.     

粉喷桩加固“幸福”电厂软土地基的工程实录

通过“幸福”电厂粉喷桩加固软土地基的试验研究，得到加固土的一些物理力学参数和复合地基的工程特性，为修改复合地基设计及施工提供了依据。     

青藏高原典型冰碛土的物理力学特性研究

在被称为世界屋脊的青藏高原,更新世全球冰河期发生了多次冰川作用,留下了大量冰川遗迹。作为冰川遗迹之一的冰碛土,属于特殊的工程岩土,具有成分复杂、结构混杂、物理力学性质变化大的特点,容易和坡积物、残积物等第四系堆积物混淆。在建的亚丁机场位于稻城海子山,场址地基土为稻城冰帽消融所形成的冰碛土,具有青藏高原冰碛土的典型性。为了掌握冰碛土的特殊物理力学性质,揭示其和冰川演化之间的关系,通过对亚丁机场场道地基的勘察,完成了典型冰碛土粒度成分分析、现场及室内物理力学性质测试,以及冰碛土ESR测年。研究表明,亚丁机场场址的冰碛土形成于375ka B.P. ; 由于大小混杂、颗粒级配良好(Cu=8.05,Cc=1.09),在后期多次冰川的压实作用下,表现出密度高、空隙比小、地基变形模量和承载力高的特性,平均前期固结压力达到290kPa,可作为高原重大工程的天然良好地基。     

冻融循环下钢渣粉水泥改良膨胀土室内试验研究

膨胀土遇水膨胀失水收缩,是一种不良的工程地质土体。本文采用水泥、钢渣粉和NaOH改良膨胀土,对其经受不同冻融循环作用次数的冻融循环试验,并将冻融试验后的改良膨胀土及未改良膨胀土进行体积、自由膨胀率、无侧限抗压强度等物理力学性质测试,同时进行微观电镜扫描分析,研究冻融循环作用下钢渣粉水泥改良膨胀土的物理力学特性变化规律。试验结果表明,在冻融循环作用下,改良后的膨胀土与未改良膨胀土相比,体积变化率明显降低。随养护龄期的增长,改良后的膨胀土在冻融循环作用下体积膨胀变小,随冻融循环次数的增加,体积变化率趋于平稳,自由膨胀率降低。冻融循环作用下,钢渣粉水泥改良膨胀土(ES-SSP-C)试样的无荷膨胀率较低,改良后的膨胀土较未改良膨胀土具有较好的抗膨胀性能,掺NaOH活性激发剂的钢渣粉水泥改良膨胀土(ES-SSP-C-SH)抗膨胀性能效果最为明显。     

海陆交互相下粘性土的性状研究

长江口北侧海陆交互相沉积粘性土具有粘粒与粉粒交替形成的互层层理结构特征及粉粒含量高的粒度成分特征。且表现出物理性质指标与力学性质指标互不吻合的工程特性。运用多元统计理论中主成分分析原理,分析了海陆交互相沉积粘性土常规物理性质指标反映其工程特性的能力。研究结果表明：将亚砂土隶属于粘性土范畴是不科学的,同时运用液性指数判别其物理稠度状态及推断其工程特性的方法存在不尽合理之处。     

基于动力触探钙质砂物理性质指标评价研究

钙质砂通常是指碳酸钙含量大于50%的沉积物,与普通石英砂相比,其具有特殊的物理力学性质。圆锥动力触探试验是一种常用的土工原位测试方法,目前有关动力触探贯入指标与土体物理力学性质之间关系的研究多集中于黏土和普通石英砂,针对钙质砂的相关成果较少。有鉴于钙质砂的特殊性质,现有的评价方法是否适用于钙质砂存在较大的争议。为解决这一问题,本次研究在总结前人研究成果的基础上,通过现场轻型动力触探试验,对其贯入指标与钙质砂平均粒径、各类密度和密实度之间的关系进行了探讨,采用数据拟合的方法建立了动力触探贯入指标与相应物理指标之间的表达式。残差分析显示,这些公式具有一定的精度,相应的研究成果可为相关规范的修订以及实际工程的设计与施工提供参考。