宁波前湾新区深部高液限黏土微观结构研究

黏土的微观结构严重影响着其工程性质。本文以物相分析与扫描电镜试验分析两种手段,重点对宁波前湾新区深部高液限黏土开展了微观结构研究,结果表明：（1）黏土化学成分以SiO2和Al2O3为主,矿物成分以伊利石为主;（2）扫描电镜试验结果显示,浅部、深部土样试验结果总体较为接近,土层整体分布均匀。该黏土主要以角、边与面或边与边的絮凝状结构搭接排列,比较均匀,且各向同性较好。与浅部土相比,深部土的孔隙数量增加但平均直径减少。     

潭头盆地低液限黏土的物理力学指标特征分析

潭头盆地赵庄村古采空巷道区为上世纪50年代私采、不规范开采遗留的产物。因古采空区对该村居民生活造成了较大影响,通过对该区域低液限黏土进行室内土工试验并对各项物理力学指标进行相关性分析,得出了低液限黏土的各项物理力学指标之间线性关系式,为潭头盆地总结低液限黏土经验公式总结提供了参考。     

水泥改良高液限黏土动态回弹模量试验研究

利用动三轴试验,研究了水泥改良高液限黏土动态回弹模量的影响因素及其变化规律。研究表明,动态回弹模量随围压、压实度和水泥含量的提高而增大,随循环偏应力和含水率的增大而减小。为分析动态回弹模量的应力依赖性,研究采用了双因素方差分析。分析表明,偏应力与围压均对动态回弹模量有显著性影响,但偏应力的影响更为显著。鉴于动态回弹模量是偏应力和体应力的函数,在分析现有动态回弹模量本构模型适应性的基础上,采用偏应力和体应力为变量的3参数复合模型对试验数据进行回归分析,结果表明,所选模型具有较高的决定系数,证明所选模型具有较高的合理性与可靠性。研究获得了不同含水率、压实度和水泥剂量下水泥改良高液限黏土的动态回弹模量预估模型,为基于动力学的路面结构设计提供了参数。     

考虑吸力变化的非饱和高液限黏土-土工织物界面剪切特性研究

以高液限土为填料的加筋挡墙广泛在南方地区应用,加筋挡墙土体吸力经常随气候变化而发生变化,直接影响筋土界面强度特性,考虑吸力变化的非饱和高液限黏土-土工织物界面强度特性亟待深入研究。利用ZFY-1A型非饱和土应变控制式直剪仪对非饱和高液限黏土-土工织物界面进行控制吸力的剪切试验,探讨吸力循环变化（干湿循环）对筋-土界面剪切特性的影响。研究表明,高液限黏土-土工织物界面的抗剪强度随着净法向应力的增加而增大;随着循环次数的增加,界面强度呈现先升高而后衰减的变化规律。经历3次干湿循环的界面强度低于未经历干湿循环的强度。随着循环次数的增加,界面强度总体上呈降低趋势。吸力增加的速率 随吸力循环次数的增加先增大后减小,有效界面摩擦角 、界面有效黏聚力 、界面综合摩擦系数 、综合摩擦系数比K与此类似。 含水率变化量的最大值随着净法向应力、循环次数的增加而增大。最大剪胀量 随循环次数的增加先增大后减小,随净法向应力的增大而减小。最后通过对数拟合,得出经历若干次基质吸力循环后的界面强度计算公式。     

干湿循环作用下高低液限黏土防渗性能对比研究

针对低、中、高3种干密度的低液限和高液限压实黏土,开展经历干湿循环过程的渗透系数和孔隙结构变化特征对比研究。结果表明：经3次干湿循环后,相同液限条件下,高压实黏土渗透系数增加比例高于低压实黏土;相同干密度条件下,高液限黏土渗透系数增加比例高于低液限黏土。干湿循环过程中,压实黏土孔隙结构损伤对渗透系数影响随着压实度和液限的提高而加大,而裂隙的发育对渗透系数影响随着压实度的增加和液限的降低而降低。干湿循环过程中低液限压实黏土试样只收缩不开裂,而高液限黏土裂隙发育明显,小尺寸渗透试样无法完全反映裂隙发育对渗透系数的影响,其渗透系数的变化更多是孔隙结构的变化所致,建议通过现场渗透试验或室内大尺寸渗透试验对干湿循环作用下不同液限黏土渗透系数的差异作进一步研究。     

低应力条件下高液限红黏土湿化变形特性研究

针对我国南方地区高液限红黏土低路堤存在工后沉降变形的问题,采用自主设计可测试低应力条件下岩土体湿化变形的试验装置,研究了不同围压、轴压与围压之比和压实度条件下高液限红黏土竖向湿化应变、侧向湿化应变的变化规律,建立了可以考虑围压、轴压与围压之比、压实度影响的高液限红黏土竖向湿化应变峰值预估模型,并对预估模型进行了验证。研究得到的主要结论为：渗流与应力耦合作用下,高液限红黏土侧向湿化应变与竖向变形均先增大、后趋于稳定,高液限红黏土试样在湿化变形稳定后呈现上部大、下部小的特点;高液限红黏土侧向湿化应变开始响应至达到峰值所需时间、侧向湿化应变峰值、竖向变形量峰值与围压、轴压与围压之比呈正相关;高液限红黏土侧向湿化应变峰值、竖向变形量峰值与压实度呈负相关,侧向湿化应变开始响应至达到峰值所需时间与压实度呈正相关;高液限红黏土侧向湿化应变可以分成由增湿引起的侧向湿化应变和由膨胀性矿物吸水引起的侧向湿化应变两部分;不同因素对高液限红黏土竖向湿化应变峰值的影响程度为：压实度>轴压与围压之比>围压;本研究对高液限红黏土低路堤工后沉降变形预测与控制具有重要的工程意义。     

高液限粘土路基填土工程性质探讨

文中通过级配分析、击实试验,分析了高液限粘土路基填土的物理力学特性和压实特性。认为现行以压实度为指标的压实控制标准不完备,是引起公路病害的主要原因之一。建议引入空气体积率作为粘土路基压实程度的评判标准,并提高现有压实度控制标准中路堤的压实度。     

高液限粘土填筑路堤的施工对策

通过采取掺拌生石灰粉处理成石灰改善土等施工方法保证了工程进度和质量.实践证明技术可行,经济合理.     

宁德海相软黏土工程特性与沉积环境初探

宁德市位于福建省东北部,其下伏软土具有典型的闽东北第四系软黏土沉积特性,独特的内湾地形又使其兼具与传统浙闽沿海软土不同的物理力学特性。本文结合海岸带地质调查结果,通过环三都澳软黏土的原位测试和室内土工试验,对宁德第四系海相软土沉积特性及物理力学性质进行了系统研究和分析,发现该海相软土具有高压缩性、高液限、高灵敏度的特征,容易受到扰动导致强度的损失,工程建设中及基础设施灾变演化中应加以注意。大量内部孔隙极度发育且亲水性强的硅藻残骸使宁德软土具有很高的比表面积,同时也是令其具备结构性的重要原因,这两点是宁德软土区别于传统软土的显著特征。     

黄河西霞院工程坝基黏土岩的工程地质特性研究

黄河西霞院工程电站厂房地基为上第三系洛阳组黏土岩类地层。现场勘察揭示该黏土岩具有特殊的工程地质性质,在开挖或遇水时风化分解较快,由岩石的性质转变为土的性质。为了更好地了解洛阳组黏土岩的工程特性,进行了一系列室内试验和现场大型剪切试验。该黏土岩的黏土含量最高达53.7 %,黏土矿物成分以蒙脱石为主,含量在28 %～38 %,岩体的膨胀率为0.6 %～4.9 %,单轴抗压强度为0.11～1.04 MPa,凝聚力为132.2 kPa,内摩擦角为22.29°。研究表明洛阳组黏土岩具有典型的软岩硬土特征。     

新庄黏土加筋挡墙失稳破坏研究

到目前为止,加筋土挡墙采用的填土大多是砂性土,在这种情况下取得的结果与实测结果较相吻合,但当填土为黄土、中低液限黏土及高液限黏土时,加筋土挡墙失败的例子较多,还有待于进一步的研究。通过对黏土与聚丙烯土工带在不同含水率下进行了不同法向荷载作用的直剪试验,讨论了法向应力、含水率对高液限黏土与筋带之间剪切特性的影响。基于试验结果,对312国道宁镇公路某桥头引道黏性土加筋挡墙的设计及工后状况进行了数值模拟,分析了柔性加筋材料的加筋土挡墙破裂面分布形状,并与规范进行对比。分析了了该加筋挡墙失稳破坏的原因,并对黏土作为加筋土挡墙填土材料时,提出相关的改善措施与建议,对今后类似挡墙的修建具有一定的指导和参考意义。     

玛纳斯河流域低液限粉土的工程特性

以新疆玛钠斯河流域低液限粉土为例,探讨该区低液限粉土的工程特性,根据不同部位和不同深度试验的数据,针对各试验指标的异同,按其特性评价分析低液限粉土的颗粒组成、湿陷性、液化的可能性及分散性等。     

淋溶时间对红黏土物理力学特性的影响

以湖北省鄂州市庙岭镇的红黏土为研究对象,以化学选择溶解法结合淋溶作用为处理手段,将原状土样中的游离氧化铁按梯度去除,获得连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液淋溶时间与除铁率的关系,并分析了不同淋溶时间对红黏土物理力学特性及微观孔隙结构的影响。试验结果表明,DCB溶液淋溶时间与除铁率相关性较强,除铁率与时间呈先快速增长后逐渐稳定的关系。由于游离氧化铁在土颗粒间主要起胶结作用,故淋溶时间对红黏土的物理力学特性有较大影响。随着淋溶时间的增长,黏粒与胶粒含量逐渐增大,耐热性小幅提升,无侧限抗压强度显著减小,且无侧限抗压强度变化整体趋势为前期急剧降低至后期趋于平稳。核磁共振、差热分析和电镜扫描的结果表明,随着淋溶时间的增大,庙岭红黏土内部孔隙增大,自由水减少,结合水增多,微观形态上团粒结构遭到破坏,胶结物质明显减少,结构形式从紧凑的粒团堆叠结构逐渐转化为聚集体-松散颗粒状结构。     

淋溶时间对红黏土物理力学特性的影响

以湖北省鄂州市庙岭镇的红黏土为研究对象,以化学选择溶解法结合淋溶作用为处理手段,将原状土样中的游离氧化铁按梯度去除,获得连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液淋溶时间与除铁率的关系,并分析了不同淋溶时间对红黏土物理力学特性及微观孔隙结构的影响。试验结果表明,DCB溶液淋溶时间与除铁率相关性较强,除铁率与时间呈先快速增长后逐渐稳定的关系。由于游离氧化铁在土颗粒间主要起胶结作用,故淋溶时间对红黏土的物理力学特性有较大影响。随着淋溶时间的增长,黏粒与胶粒含量逐渐增大,耐热性小幅提升,无侧限抗压强度显著减小,且无侧限抗压强度变化整体趋势为前期急剧降低至后期趋于平稳。核磁共振、差热分析和电镜扫描的结果表明,随着淋溶时间的增大,庙岭红黏土内部孔隙增大,自由水减少,结合水增多,微观形态上团粒结构遭到破坏,胶结物质明显减少,结构形式从紧凑的粒团堆叠结构逐渐转化为聚集体-松散颗粒状结构。     

滇中高液限红黏土用于高边坡加筋土填料的改良方法研究

本文基于云南安宁市一大型成品油站场场地加筋土高填方边坡项目,在原设计方案碾压试验的基础上,通过对原方案进行优化,改良土性;并对改良方案进行综合对比试验和分析,提出了一种技术可靠、经济有效、施工简便的改良处置方案,为高液限红黏土填筑加筋土挡墙处置填方高边坡提供技术参考,为今后该类工程实施提供借鉴。     

循环荷载下粉质中液限黏土和粉煤灰土的动剪强度研究

通过对路基填料粉质中液限黏土和粉煤灰土的动力循环荷载试验,分析了粉质中液限黏土和粉煤灰土1: 2的动力特性,得出了动剪强度与循环荷载次数间的变化规律以及动模量与动应变的关系表达式。研究结果表明：粉煤灰土1: 2动剪强度优于粉质中液限黏土,可以作为路基填料。     

山岭隧道堵水限排围岩力学特性分析

为了尽可能减少隧道长期大量排水带来的严重环境问题,高水位地区的深埋山岭隧道应采取“以堵为主,限量排放”即“堵水限排”的防排水设计准则。但在堵水限排情况下围岩的力学特性如何？是当前隧道衬砌结构设计急需解决的关键问题之一。首次建立了山岭隧道堵水限排情况下围岩力学特性分析的解析模型并进行了理论推导,分析了不同排水工况下围岩力学特性的变化并绘制了相应的围岩特征曲线,为堵水限排衬砌结构设计提供了理论依据。     

川西泸定昔格达地层黏土岩工程地质特性研究

昔格达地层作为一类特殊的半成岩,具有“见风成粉,遇水成泥”的特性,是工程地质问题与地质灾害的良好孕生载体。以川西泸定海子坪昔格达地层黏土岩为研究对象,通过X射线衍射、电镜扫描、现场与室内岩土测试,分析了其物质组成、微观结构及力学特性,重点研究水作用下其物理力学性质的变化规律,并与其他地区昔格达地层工程地质特性进行比较分析。研究表明：①海子坪昔格达地层黏土岩主要成分为粉细砂、黏土等细粒物质,由薄层黄色和灰色的黏土岩互层产出,具有近水平层理构造。②黄色和灰色黏土岩的物质组成相同,但占比不同,黄色黏土岩的黏粒含量比灰色黏土岩高约12%,方解石含量少约10%,黄色黏土岩的结构更为致密,黏粒间胶结作用更强。③海子坪昔格达地层黏土岩现场实测渗透系数为3.62×10−4～7.34×10−4 cm/s,介于其他地区昔格达地层的黏土岩类–砂岩类之间,这与其天然节理发育、受扰动极易开裂的特性密切相关。④黄、灰色黏土岩的黏聚力均随含水率增加而降低,且含水率越高,降幅越大,内摩擦角与含水率的关系则表现有所不同。⑤不同地区昔格达地层的力学特性对含水率变化的敏感性具有明显差异,其中泸定海子坪昔格达地层黏土岩的水敏性最为显著。     

衡水湖地区湿地湖泊相黏土工程地质特性研究

为了揭示湿地湖泊相黏土的工程地质特性,以衡水湖地区的湿地湖泊相黏土为研究对象,分别对湿地湖泊相黏土的沉积环境、沉积历史、分布特征及地层结构进行讨论,并将由室内和现场试验得到的物理力学指标、颗粒分布、矿物组成和微观结构特征等结果同其他地区的软土进行对比分析。结果表明:湿地湖泊相黏土的物理指标接近或达到软土标准,但力学指标好于软土。由于湿地湖泊相黏土具有明显的结构性,当应力水平超过土的结构屈服应力后,土体的强度和变形会发生突变。湿地湖泊相黏土的胶粒含量达到39%,明显高于其他软土,同时磁铁矿含量较高,易形成氧化铁胶结物,增强土体的胶结特性,形成更为稳定的结构骨架。研究可知湿地湖泊相黏土物理指标与力学指标不匹配的问题,主要是由于其特殊的矿物组成和结构形式导致的。土颗粒形态、颗粒接触方式与微观结构形式的不同,是湿地湖泊相黏土与其他软土工程性质差异的主要原因。     

成都黏土无侧限的膨胀性研究

用纯水对成都黏土原状试样进行了有荷侧向(临空方向)的膨胀率和膨胀力测试,用重塑样进行了自由膨胀率的测试。根据对6组试样的试验结果讨论了成都黏土的膨胀性等级; 通过对成都黏土的有荷侧向(临空面)膨胀率试验进行无侧限膨胀特性的研究,总结了成都黏土中常见工程地质病害,并提出工程处理措施的建议。