基质吸力对非饱和重塑黄土崩解性影响试验研究

取陕北地区马兰黄土制成一系列干密度相同而含水率不同的重塑对比试验土样。用体积压力板仪测得土样的土-水特征曲线。利用自制的崩解试验仪器对不同初始基质吸力土样进行试验,得出平均崩解速度与初始基质吸力的关系曲线。试验结果表明,干燥黄土比湿润黄土更易发生崩解破坏,非饱和重塑黄土的初始基质吸力与平均崩解速度存在对数关系。基质吸力对非饱和重塑黄土崩解性的影响主要表现为两个方面：①基质吸力越大,水在土中的渗透速度越快,水快速入渗可提高土体内部孔隙水压力,同时溶解黄土颗粒间胶结物,使土体软化;②水快速占据土体内部孔隙,使土体内部气体以气泡形式挤出形成对外的压力。     

秭归地区陆源碎屑岩导热系数试验研究

岩土体的导热系数是重要的物理参数,在岩土工程中有着广泛应用。秭归地区的黄陵背斜西翼是我国南方著名的标准地层剖面,以秭归地区黄陵背斜西翼岩层陆源碎屑岩为研究对象开展导热系数试验研究,可为我国南方地区开展地热能开发、隧道工程及矿产开采等科研工作提供重要的参考依据。探究了各岩层岩石导热系数与岩石颗粒组分、胶结物之间的变化规律及差异性。试验结果表明,黄陵背斜西翼陆源碎屑岩导热系数差异较大,在0.72～4.47 W/(m·K)之间,且导热系数大小为石英砂岩粉砂岩泥岩。陆源碎屑岩导热系数受岩石岩性、颗粒组分、粒径、胶结类型及含水状态的影响较大。     

离子土固化剂固化淤泥的微观机理研究

采用离子土固化剂对武汉典型淤泥进行化学加固,通过阿太堡界限试验获得不同配合比加固土的塑性指数;对离子土固化淤泥前后的样品开展了压缩性能、微观结构、比表面积、化学成分、能谱分析和阳离子交换等试验,研究离子土固化剂对淤泥加固的宏观表现与微观作用机理。试验结果表明:经离子土固化剂处理后的淤泥压缩性减小,孔隙变小,离子土固化剂促使土颗粒之间聚集、凝结,团聚体明显增大,比表面积减小,比表面能降低,土体结构更致密。淤泥固化前后其化学成分并没有发生改变,离子土固化剂与淤泥胶体颗粒表面的反离子层发生了阳离子交换反应,固化剂稀释液中部分K+、Na+离子被淤泥土截获吸附,黏土颗粒表面的Ca2+、Mg2+离子被解析出,使扩散层厚度变薄,ξ电势降低,黏土胶体颗粒聚结,提高了土颗粒之间的联结强度和稳定性,从而达到土壤改性加固的目的。     

大足石刻宝顶山砂岩毛细水迁移特性影响因素

重庆大足宝顶山大佛湾石刻存在严重的毛细水害及毛细水带来的盐害、生物等衍生病害, 对该世界文化遗产的保护带来了长期负面作用。在对大佛湾进行现场调查的基础上, 将造像摩崖砂岩划分为3套地层: 卧佛上层砂岩、卧佛砂岩及卧佛下层砂岩。采用薄片鉴定、X射线衍射、化学成分测试、扫描电镜、压汞试验、卡斯特瓶法等方法, 分析了宝顶山砂岩的自身特性以及温湿度对毛细不水的影响。研究结果表明: 相对于卧佛上下层砂岩, 卧佛本体砂岩的成熟度最低, 孔隙率与孔隙的分布范围均最大, 为毛细水的迁移提供了相对好的条件; 卧佛本体砂岩毛细吸水能力及上升高度均为最好。同时, 毛细水的上升与环境温湿度、空气流通性密切相关; 在大足石刻的致密砂岩中, 大量的贯通性微小孔隙在毛细水迁移中并不能发挥作用, 卧佛本体砂岩有效孔隙直径应该在1 133.0 nm以上, 极端情况下可能达到760.2 nm。研究结果为准确认识大足石刻毛细水形成与演化提供了可靠的数据, 解释了大足石刻冬季盐害的形成机理, 对大足石刻毛细水治理提供了理论依据。      

滑坡透明化研究与应用:以黄土坡滑坡为例

以自主研发的三维可视化平台(QuantyView)为支撑,建立了三峡库区黄土坡滑坡及其中大型野外试验洞的三维地质模型,以虚拟的滑坡模型为透明的载体,集成了地质勘察与试验洞设计数据,可以为滑坡研究提供全面的数据支持,也增强了滑坡研究的直观性与洞察力,研究结果表明在地质灾害勘察、治理领域开展"玻璃地灾"建设是必要和可行的。     

确定先期固结压力数学模型的研究与应用

地基不均匀沉降一直是困扰工程建设者的一个难题,而土体的先期固结压力则是预测地基沉降量和采取预防措施的一个重要参数。利用基于Matlab软件自主开发的复合工具箱CFSPT(Curve Fitting Solving and Plotting Tool),结合太原市地面沉降中最为常见的粉质黏土,研究分析了现有5种数学模型和本人引入的Guass1、Gauss2模型对确定粉质黏土先期固结压力的适用性和数学模型确定的先期固结压力与《土工试验方法标准》中经验法确定值的差异,并分析了如何选择最优数学模型确定先期固结压力。结果表明: 7种数学模型回归分析程度均很高,但仅Guass1模型确定的先期固结压力与《土工试验方法标准》中的经验法确定的值最为接近; 最优数学模型应当满足elgp曲线在初始端趋于一非零定值,在末端趋近于0,中间段曲线要收敛于一条斜直线。     

长江某水电站坝基剪切带发育规律与抗滑稳定研究

坝基剪切带是水利水电工程建设中经常遇到的重大工程地质问题,常对坝基岩体稳定性有着直接影响;研究剪切带的工程地质特征特别是空间发育与分布特征,对红层地区水利水电工程建设具有重要意义。本文以长江某水电站为例,从坝基红层沉积环境与沉积相分析入手,通过对坝基岩性组合、矿物组成、结构和粒度标志、沉积构造等的综合分析,恢复坝基古沉积环境,进一步确定原生软弱夹层的沉积微相;结合区域地质构造背景,分析剪切带发育规律与空间分布特征,进而开展坝基抗滑稳定研究。研究结果表明:层间剪切带的发育及空间分布特征主要受红层沉积环境与沉积相控制;坝基层间剪切带大多发育在半韵律层的顶部,即发育在软硬岩层接触面及厚层软岩内;由于岩相变化快,所以同一剪切带的空间分布常不连续,在不同空间位置的类型也不尽相同;剪切带是具多种黏土矿物成分且含量不同的高分散体系,其具有不同的工程地质特征及强度参数;剪切带空间分布特征与性状的不连续性,对坝基岩体稳定性有着重要影响,常直接关系到工程的建设工期与造价。因此,以沉积环境和沉积相分析为切入点,能够清晰的认识剪切带的空间发育分布规律,可用于指导红层地区工程地质条件评价与坝基岩体稳定性分析。