铁尾砂抗剪强度参数随固结度变化规律研究

为了探究铁矿尾矿砂抗剪强度参数随固结度的变化规律,分别对不同固结度、不同干密度的铁矿尾矿砂进行三轴固结不排水试验(CU试验),以总应力法和有效应力法得到尾矿砂的抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。分析表明,对于同一干密度的尾矿砂,随着固结度的增加,抗剪强度指标及有效抗剪强度指标均逐渐增加。固结度的变化对黏聚力c及有效黏聚力c′影响较小,对内摩擦角φ以及有效内摩擦角φ′影响较大。φ及φ′随着干密度的增加成线性增长趋势,且不同固结度下的γd-φ曲线、γd-φ′曲线拟合度较高。因此,在尾矿坝稳定性评价及安全管理中,考虑尾矿砂的抗剪强度随固结度的不同而变化,可使尾矿坝稳定性分析更符合实际情况。     

粗粒土等压固结与K0固结三轴试验比较

对某堆石坝覆盖层砂卵砾石料进行了不同干密度试样中型三轴试验,试验包括常规各向等压固结的三轴排水剪试验（CID试验）和各向不等压（K0）固结的三轴排水剪试验（CK0D试验）,对试验结果进行对比分析,研究2种试验方法对试验结果的影响。结果表明,2种试验所得到的应力—应变关系曲线总体规律比较一致,大小略有差异,CK0D试验的剪胀性比CID试验明显;不同围压下,2种试验的偏应力峰值差异（相对峰值）平均幅值为3.9%;对应3种密度（2.17、2.22、2.40g/cm3）,CK0D试验各围压下的平均内摩擦角分别比CID试验的内摩擦角大0.88°、0.48°、0.43°;随着密度增大,2种试验的强度均显著增大,且强度指标随密度近似线性增大。列出并比较了2种试验的邓肯模型参数,两者没有显著的差异。     

中主应力对击实黄土强度和变形特性的影响

为研究中主应力对击实黄土强度和变形特性的影响,利用空心圆柱扭剪仪对击实黄土进行主应力轴方向为0°的定向剪切试验,重点探讨中主应力系数b对剪切过程中击实黄土强度和变形的影响。试验结果表明,在不同中主应力系数下试样的广义剪应力-应变曲线发展模式基本相同,其曲线差异不显著,剪切后期试样表现出显著的延性特性。中主应力对击实黄土的强度影响较大,b=0.25时归一化强度最大,而b=0.5时最小。当b从0到0.25时强度增加;当b=0.25时强度达到峰值,随着b的继续增加,强度迅速减小;当b=0.5时强度达到最小值,随着b的进一步增加,强度先增大后减小。随着中主应力系数b的增加,击实黄土的有效内摩擦角呈现增大的趋势,强度参数在b=0时最小,b=0.75时最大,b=1(三轴拉伸)高于b=0(三轴压缩)。     

固化黄土力学特性三轴试验研究

为进一步认识固化黄土的力学特性,以郑州地区黄土为试验材料,制备不同固化剂掺量的试样,并在标准养护条件下养护至试验龄期后饱和。应用GDSTTS标准应力路径三轴仪,开展固结不排水(CU)剪切试验,主要研究围压、固化剂掺量以及养护龄期对固化黄土力学特性的影响。试验结果表明：郑州地区固化黄土具有显著的结构性,其应力应变曲线呈现出应变软化特征,并可用驼峰型三参数表达式描述;同时,增大围压和固化剂掺量以及延长养护龄期,固化黄土的峰值应力及残余应力都增大、养护龄期超过一定时间后,其对固化黄土强度的影响趋弱。     

珠江三角洲海相沉积软土压缩和剪切变形特性试验研究

为了研究近代海相沉积软土的变形特征,本文对珠江三角洲河口地区的全新世海相沉积的软土进行了室内单轴压缩与不同围压下作用下的三轴固结不排水(CU)、不固结不排水(UU)的剪切试验。试验结果表明:原状土和重塑土样的孔隙比随压力的增大而下降,且与加压方式有密切关系,加压幅度越小,土的扰动破坏越小;原状土样固结系数随着压力增加而递减,整体近似符合指数函数分布,重塑土样固结系数随着压力增加逐渐增大,整体近似符合线性函数分布。在相同的固结压力下,原状土样的强度低于重塑土样的强度。土样的应力应变曲线为应变硬化型,且围压对重塑土的影响小于原状土。     

P_5含量对滑坡体砾质土的力学性质影响试验研究

粗粒含量对滑坡体砾质土的力学性质具有重要意义。针对乌东德水电站金坪子滑坡体砾质土拟合了5条不同P5含量的试验级配,分别进行饱和状态与非饱和状态的固结排水剪切试验。试验表明,两种试验条件下的变形参数和强度参数均较高,变形参数k值与kb总体上随P5含量的增大而增大;P5含量越高粗颗粒的骨架作用越强,试样的模量越大。砾质土饱和状态的内摩擦角和变形参数低于非饱和状态,说明试样浸水饱和会使强度模量降低,降雨将降低滑坡体的稳定性。     

软土等向固结与K0固结条件下的三轴试验研究

对某软土重塑样分别进行等向固结和K0固结条件下的三轴试验,研究了不同固结条件、不同围压下软土的强度和应力应变特性,并对试验结果进行了分析和对比。结果表明：低围压下,等向固结三轴压缩试验和K0固结三轴压缩试验土样破坏时的主应力差差别不大,随着围压增大,K0固结条件下试验土体的主应力差要明显大于等向固结条件下的试验土体;与等向固结相比,K0固结条件下的土体粘聚力c值减小,而内摩擦角增大;土体呈现剪缩特性。运用等向固结三轴压缩试验确定的邓肯模型参数模拟K0固结条件下土体的试验曲线,吻合较好,初步验证了邓肯模型参数对K0固结土体的适用性。     

加筋土动弹性模量的动三轴试验研究

采用动三轴试验系统对加筋土试样进行固结不排水三轴剪切试验。研究了在不同加筋材料、不同加筋层数、不同围压、不同固结应力比条件下的加筋土的动弹性模量变化规律,并与素土试样试验结果进行对比。研究结果表明,加筋土的动弹性模量随围压和固结应力比的增加而增大,窗纱加筋试样的最大动模量相比素土有了较大的提高,并随着加筋层数的增加而增大,土工布加筋土试样最大动弹模量与素土的最大动弹模量增减趋势不明确。     

基于三轴试验红层泥岩的邓肯-张模型参数研究

兰州地区红层泥岩形成于干旱、半干旱环境,其物理力学特性与其他地区的红层泥岩不同。以G6京藏高速兰海养护维修工程的红层泥岩路基填料为研究对象,通过大量的常规三轴试验,研究含水率对其力学特性及邓肯-张模型参数的影响。结果表明:在不同含水率下兰州地区红层泥岩的应力-应变曲线关系符合双曲线模型。含水率小于最优含水率时,破坏形式为剪切破坏;含水率大于最优含水率,破坏形式为鼓状破坏;随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,内摩擦角减小的幅度更大,究其原因是含水率对黏聚力和内摩擦角的影响机理不同而导致。采用数学模型进行拟合发现:黏聚力、内摩擦角与含水率分别呈二次抛物线与对数曲线关系。不同含水率下邓肯-张模型参数破坏比R_f在区间(0.869,0.984)内波动,K值随含水率增大而减小呈负线性关系,n值随含水率的增大而增大呈线性关系。     

饱和砂土不排水单调剪切特性试验研究——考虑剪切过程中变化的总主应力方向的影响

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对相对密度Dr=30％的福建标准砂,进行了不排水条件下的单调剪切试验。在剪切过程中,控制平均固结应力和中主应力系数保持不变,而总主应力方向不固定。与剪切过程中总主应力方向固定不变条件下的单调剪切试验进行了对比分析。试验研究表明,当饱和砂土试样具有水平沉积面时,初始固结主应力方向与剪切方向的不同组合,导致单调剪切过程中总的主应力方向的不断变化,从而显著地影响着饱和砂土不排水单调剪切特性。总的主应力方向是影响饱和砂土不排水单调剪切特性的最根本原因。     

基于动三轴试验的压实黄土动强度特性研究

选取吕梁地区黄土,通过静压压实制备三轴试样,在GDS振动三轴仪上研究含水率、干密度和加载频率对压实黄土动强度的影响规律。结果表明:压实黄土的动强度及动强度参数均随振次的增加而减小,随含水率的增大而减小,随干密度和加载频率的增大而增大,动强度与振次之间的关系可用对数方程进行拟合。研究对黄土地区填方区基础建设具有重要意义。     

共轭地震与地壳介质内摩擦系数的测定

安德逊理论表明地震的共轭破裂现象可以用库仑准则解释,断层面夹角与地下岩石内摩擦系数之间存在简单的定量关系。基于本文提出的通过共轭地震计算介质内摩擦系数的方法,对国内外19个具有X形或不完整的X形（L形）共轭破裂特征的地震进行系统性分析,与震源机制、区域应力轴方向等资料进行对比,确定共轭断层面,进而确定共轭面夹角并计算岩石的内摩擦系数。研究结果进一步证实了天然地震的共轭破裂与实验室岩石破裂具有较好的一致性,给出了库仑准则与安德逊理论在大尺度下也成立的证据,表明通过共轭角确定地下介质的内摩擦系数是对地下介质特性认知的有益补充。      

EXPERIMENTAL STUDY ON EQUILIBRIUM CONCENTRATION OF DEBRIS FLOWS

Discussion open until 2002.EmunmL SwrY ONEQUII.thare CONCENTRATION OF DEBRIS rrOWSBin YU1AaSTsiCTThe paPe PresentS experimntal study of debris flows. The equiMm concentIation of solidparticle in the now is a hahon of the energy slope, density of solid Particle and kinetic ffichonange of paxtiles. The kinhc forhon angle is a funhon of intemal ffichon angle, the cOnCentrationof solid phocles and the mtalmum POssible concewhon. TO deteImin th6 hahon between thekinetic fficho…     

Characterizing incipient motion of low fines content soils with varying compositions,water contents,and relative densities

Laboratory flume experiments were conducted to quantify the effects of the soil characteristics on the critical shear stress of low fines content soil samples collected from the Montauk shores in New York. The collected soils were reconstituted at five different fines contents, ranging between 0 and 20%. These soil mixtures were composed of two initial water contents, dry of optimum and optimum moistures, and two relative densities, one moderate dense and the other dense. The strength indices of the soils, including the effective cohesion and effective angle of internal friction, were measured using the consolidated undrained (CU) triaxial test. The initiation of erosion tests was conducted on the soil mixtures under a unidirectional steady current condition. The near-bed flow velocity, at the onset of erosion, was used to determine the critical velocity and shear stress for each soil sample. The results indicate that the critical shear stress increases with the fines content and effective cohesion. The soils with the optimum initial water contents demonstrate a higher erosion resistance than those with the initial water contents dry of optimum. The higher relative density appears to overshadow the effects of the fines content such that the critical shear stress of the denser soils remains relatively insensitive to the soil composition. The denser soils compacted at the optimum initial water content show the highest resistance against erosion. The critical Shields parameter is modified to include the fines content, relative density, and initial water content.     

最小主应力减小引起岩石破坏时中间主应力的影响

过去曾用常规的三轴试验机研究过减小围压引起的岩石破坏。这种实验的局限性在于中等主应力和最小主应力始终保持相等。本实验使用茂木的真三轴试验机研究了单独减小最小主应力引起的岩石破坏。发现岩石的强度、变形、延性和脆性等力学性质与常规实验有明显的差异。证实了茂木在增大最大主应力引起岩石破坏的一系列实验中阐明的中等主应力效应,在减小最小主应力引起岩石破坏的实验中仍然存在。     

地震长期效应对黄土力学性质的影响

黄土高原地区,具有大孔隙、弱胶结特征的黄土遭遇地震荷载影响后,其内部结构受到扰动,微结构的变化会在后期物理力学性质中集中反映出来。通过动三轴试验对原状黄土试样进行模拟历史地震预处理,对处理试样依次进行饱和、固结、不排水剪切试验。结果表明:黄土试样的初始含水率为10%时,经历历史地震扰动的黄土较未扰动黄土相比,其偏应力明显增加,孔隙水压力降低,抗剪强度指标值增大3.42 kPa和2.67°;当初始含水率增加至15%时,历史地震产生的长期效应将引起后期黄土强度持续增大,增幅远远超过10%的黄土试样,黏聚力和内摩擦角达到3.98 kPa和3.02°。通过扫描电镜试验和压汞试验,从微观角度分析地震长期效应对黄土力学性质影响的内在机制,结果发现历史地震引起黄土内部颗粒移动、孔隙结构变化是黄土强度增加的重要因素。