宝鸡地区典型黄土剖面钻孔岩芯工程地质特性研究

在野外详细调查的基础上,对宝鸡市陈仓区贾村塬典型黄土剖面进行了原状全程取芯钻探工程,并开展了室内系统物理力学参数和物质组成测试分析,以探讨滑坡形成机制.系统的测试分析表明:密度和孔隙比之间成负相关关系;液限和塑限之间呈正相关关系,两者曲线波动的规律基本一致;压缩模量和压缩系数成负相关关系;内聚力和内摩擦角呈负相关的关系...     

人工冻融土物理力学性能研究

研究了原状土与人工冻融土的密度、干密度、含水量、饱和度、孔隙比、塑限、液限、塑性指数、液性指数、渗透系数等物理指标, 以及抗剪强度、无侧限抗压强度、压缩模量等力学指标的差异性. 土冻融后, 密度、干密度及塑性指数略有降低, 孔隙比、液性指数略有增大, 而其它物理指标基本一致. 粘土冻融后, 渗透性大大增加, 为原状土的～10倍, 而砂土仅略有增大. 粘土冻融后无侧限抗压强度是原状土的1/～1/2, 灵敏度降低, 其结果对冻结法向市政岩土工程的应用推广具有重要意义.     

锌污染土物理与电学特性试验研究

随着城市化进程的加快,工业化重金属污染愈发严重,其中锌（Zn）污染是我国常见工业污染物之一。目前污染土体的主要研究方向为污染后土体某单一特性的变化,对土体污染后不同特性之间的相关性研究所见报道不多。使用南京特有的长江漫滩相沉积粉质黏土,通过室内人工配置特定污染浓度土样进行试验。测试分析了土体液限、塑限、pH值、颗粒成分等物理指标随Zn污染的浓度变化情况,并进行了龄期分析。试验表明,随着污染土中Zn浓度的增加,土壤的液限、塑限、粉粒含量和pH值呈下降趋势,而土壤的黏粒含量和塑性指数呈增大趋势,并得出了相应物理指标随污染龄期的变化规律。采用改进的圆形四电极Miller Soil Box进行室内的土样电阻率试验,分析了电阻率与土体含水率、孔隙率、饱和度、污染浓度等基本指标之间的相关性,讨论了电阻率随污染土样龄期的变化规律。并根据污染后土体的物理指标变化,建立Zn污染后电阻率与液限、塑限、pH值、颗粒成分等物理指标的相关关系。     

冻融作用对南方粉质黏土物理力学性质的影响

室内模拟极端冰雪环境下,对我国南方典型不扰动粉质黏土进行反复冻融试验研究,分析了冻融作用下土体物理力学指标的变化规律。试验发现,随着冻融次数的增加,土体的含水量、密度、液限和塑性指数减小,塑限略有减小,孔隙比渗透性增大。冻融作用对土体力学性质的影响尤为显著,使其抗剪强度减小,而无侧限抗压强度在冻融10次后基本丧失。通过对反复冻融土的扫描电镜试验发现,多次冻融后土体变得破碎,土体中孔隙变大且数目增多,裂隙增多。这表明,多次冻融后土体遭到结构性破坏,土颗粒得以重新排列,导致土体骨架的结构性转移,使整个受力体系发生变化,这也是冻融作用后土体物理力学性质变化的主要原因。     

济南典型地区地基土污染腐蚀性质变异研究

随着城市化进程加快,济南市面临日益严重的环境岩土工程问题。以济南市典型地区的地基土为研究对象,在室内开展了水-土化学作用的物理力学效应实验,在现场对已经污染腐蚀的地基原状土样进行了物理力学性质实验。结果表明,地基土腐蚀后其物理力学性质有显著地变化。遭受污染腐蚀的地基土和无腐蚀的地基土相比,前者液塑限和压缩模量减小,液性指数和压缩系数增大。     

江苏沿海粉土物理力学特性与BPNN预测模型

江苏沿海地层以第四系海相或海陆相交互沉积成因的粉土和淤泥质粉土为主,地下水位高,工程性质较差,直接影响电网基础设施工程建设与后期运营安全。根据现场原位测试和室内试验数据,分析了江苏沿海地区粉土物理力学指标的变化范围、变异性以及指标之间的相互关系,土体黏聚力等力学指标的变异系数值在0.5附近,明显大于土体密度、液塑限等物性指标的变异系数;应用BPNN神经网络方法建立了粉土土性指标的预测模型,结果表明该模型预测效果良好,能反映粉土物理与力学性质指标之间的非线性关系,采用均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)两个指标评价,土体压缩指标的预测精度要优于剪切强度指标。     

基于SQL的土体数据库建立与应用

分析了建立基于SQL的土体数据库的意义和可行性以及SQL数据库的性能特点。通过大量工程试验资料的整理,初步建立了土体物理力学参数数据库,并对土体数据库的应用及维护进行了初步探讨。利用已经建立的数据库研究了华东地区土体压缩指数与回弹指数的关系。随着数据库的日益完善,可用来研究更多土体物理力学参数之间的关系。     

基于标准压缩模量和液限推求地基土全压力段压缩模量的分析方法

以京沪高铁深厚地层细粒土固结试验数据为基础,以e-lgp曲线包含分式函数的复合函数表达和土体液限与压缩指数的线性关系为依据,提出了基于土体基本物性指标标准压缩模量E1?2和液限wL推求正常固结原状地基土全压力段压缩模量的简化方法,其适用性得到了京津城际铁路试验数据的验证。结果表明,Harris函数能较好地描述土体压缩的e-lgp曲线特征,E1?2和wL能分别反映曲线低压力段割线斜率和高压力点切线斜率,建立的地基土压缩模量估算方法具有良好精度,其中,100～1 000 kPa常压力段的误差均值仅为7.89%,高压力段约为13.70%,只在低压力段变异性较大;研究成果提供了缺少e-lgp曲线情况下简便快速获取土体压缩模量的新途径。     

牡丹江市主城区粉质黏土物理力学指标相关性分析

以牡丹江市主城区已有土工测试数据为基础,利用相关关系和统计回归的方法,对研究区内粉质黏土物理力学指标及相互间存在的关系进行了分析研究,建立了回归方程,为本区岩土勘察工作提供了参考。研究结果表明：(1)牡丹江主城区大部分粉质黏土含水量较高,呈可塑状态,一般具有中等压缩性和较高抗剪强度。天然密度(ρ)、密度(G_s)、液限(w_L)、塑限(w_P)等指标的变异系数均较小,可作为常量指标,压缩指标(a_1-2和E_s1-2)和抗剪指标(c和φ)变异系数均较大,应作为变量指标;(2)含水量(w)与天然密度(ρ)、液限(w_L)、塑限(w_P)、孔隙比(e)、液性指数(I_L),液限(w_L)与塑限(w_P),孔隙比(e)与液性指数(I_L)均具有较好的线性关系;(3)压缩模量(E_s1-2)和压缩系数(a_1-2)与含水量(w)、孔隙比(...     

基于统计分析离子型稀土矿体力学参数的测点布置

基于统计分析结果合理布置测点,测试土体力学参数具有测试结果准确和经济快捷等优点。在赣南某稀土矿山非等间距布置6个测点,共计18个测试孔,通过旁压试验和钻孔剪切试验测试了离子型稀土矿体的旁压模量、变形模量、压缩模量、黏聚力和内摩擦角等力学参数,运用经典统计学方法和地质学统计方法分析矿体力学参数的空间变异性。研究结果表明:试验矿块内矿体的黏聚力和旁压模量属于强变异,黏聚力的变异系数为0.48,旁压模量的变异系数为0.36;内摩擦角属于弱变异性,其变异系数为0.067;假设由18个测试孔的测试数据计算得到各力学参数为真值,若15%为工程可接受的误差,运用经典统计学方法分析和地质统计学方法分析结果表明,对于试验矿块,在45 m范围内均匀布置5个测点,测试结果可有效估计矿块内黏聚力和旁压模量的平均值和变异系数。     

Evaluation of the compression index of soils using an artificial neural network

The compression index is a one of the important soil parameters that is essential to geotechnical designs. As the determination of the compression index from consolidation tests is relatively time-consuming, empirical formulas based on soil parameters can be useful. Over the decades, a number of empirical formulas have been proposed to relate the compressibility to other soil parameters, such as the natural water content, liquid limit, plasticity index, specific gravity, and others. Each of the existing empirical formulas yields good results for a particular test set, but cannot accurately or reliably predict the compression index from various test sets. In this study, an alternative approach, an artificial neural network (ANN) model, is proposed to estimate the compression index with numerous consolidation test sets. The compression index was modeled as a function of seven variables including the natural water content, liquid limit, plastic index, specific gravity, and soil types. Nine hundred and forty-seven consolidation tests for soils sampled at 67 construction sites in the Republic of Korea were used for the training and testing of the ANN model. The predicted results showed that the neural network could provide a better performance than the empirical formulas.     

昆明呈贡次生红黏土物理力学指标统计规律研究

为分析昆明呈贡次生红黏土物理力学指标的统计规律,以呈贡吴家营片区69个岩土工程勘察钻孔的275组次生红黏土试样的指标数据为研究对象,基于统计分析原理,运用SPSS统计分析软件,分析了13个指标的变化范围、平均值、标准差、变异系数及指标与深度的相关性,总结次生红黏土的物理力学特性,拟合指标间的线性经验公式,用偏斜度和峰值法检验指标的正态分布规律。结果表明:次生红黏土的土粒相对密度大,塑限和液限低,以可塑状态为主,压缩性高,抗剪强度低;指标与深度的相关性不高,力学指标的离散性比物理指标大,次生红黏土指标的离散性比原生红黏土大;指标间的相关性总体较弱,孔隙比、压缩系数、湿密度及内摩擦角与含水比呈负相关,压缩模量、黏聚力、湿密度及塑性指数与天然含水率呈正相关;仅湿密度、孔隙比和内摩擦角服从正态分布。研究结果为昆明呈贡地区岩土工程设计、土工参数的选取提供参考,为次生红黏土地区的工程防灾减灾提供基础依据。      

上海黏土压缩指数和回弹指数经验关系

压缩指数Cc和回弹指数Cs是土力学中表征土体变形特性的两个重要参数指标,可通过室内一维固结试验获得。但是试验过程耗时长,因此,很多学者提出了压缩指数Cc与物理指标（尤其是液限wL、天然含水率wn、初始孔隙比e0和塑性指数Ip）的经验关系。通过对比国内外压缩指数经验关系,发现压缩指数与天然含水率和孔隙比关系离散性较小,分别给出了一个统一的经验关系。采用薄壁取土器从上海某一场地取得第②～⑥层土的原状土样进行固结试验,并搜集整理分析已有文献中的试验数据和上海69个场地的岩土勘察数据,给出了上海典型土层压缩指数Cc与wL、wn、e0、Ip的经验关系。同时发现,Cc/n0与Cc以及Cs/n0与Cs（n0为初始孔隙率）之间具有高度的线性关系,从而给出了基于初始孔隙率n0预测上海黏土压缩指数Cc和回弹指数Cs的经验关系。分析了压缩指数和回弹指数的关系,结果表明,上海正常固结黏土Cc/Cs分布在4.8～6.9之间,平均值约为5.8;超固结黏土Cc/Cs分布在3.3～5.2之间,平均值约为4.3。     

考虑力学参数关联的非均质煤概率模型

何考虑煤的力学参数之间的关联性是非均质煤储层模拟的关键。通过试验获得了阜新五龙矿某工作面102组煤样的弹性模量、单轴抗压和抗拉强度,定义了弹性模量无量纲因数、单轴抗压强度无量纲因数和抗拉强度无量纲因数及拉弹因数比、压弹因数比5个物理参数,并对试验数据进行统计分析,结果表明,（1）煤的弹性模量、单轴抗压强度和抗拉强度均具有统计分布特征,可以用Weibull分布描述;（2）弹性模量因数、单轴抗压强度因数和抗拉强度因数三者之间存在关联性;（3）拉弹因数比和压弹因数比都符合Weibull分布。以弹性模量为基准,建立了考虑参数关联的非均质煤随机概率模型,开发了相应的虚拟煤体生成程序。研究了2个数值算例,算例1分别按考虑力学参数关联和不考虑力学参数关联两种方法生成煤的力学参数,并与试验数据进行对比,结果表明,前者获得的结果与试验数据更接近;算例2对比了2种方法赋值的平面应变煤样单轴压缩下的宏观应力-应变曲线和煤样破坏过程,结果表明,考虑力学参数关联比不考虑力学参数关联得到的模拟结果更合理,利用文中模型能更好地模拟煤的非均质力学特性。     

硫酸钠盐渍土未冻水含量的实验研究

土体中的未冻水含量影响冻土的物理力学性质,也是评价冻土中水分迁移的重要指标.利用核磁共振技术对含有不同浓度硫酸钠溶液的兰州黄土的未冻水含量进行测试,并分析了温度、含盐量对未冻水含量的影响.同时,测试了不同含盐量下黄土的液塑限及液塑限含水率下土体的冻结温度,计算了不同含盐量下的未冻水含量并与实测值进行比较,给出了不同含盐量下幂函数方程w_u=at^-b中的参数值.在此基础上,分析了-5、-10、-15和-20℃条件下未冻水含量随含盐量的变化规律,建立了4个温度下不同含盐量区间的未冻水-含盐量拟合公式.     

竹城公路高液限土与红粘土路用性能的试验研究

通过详尽的室内试验,揭示了竹城公路高液限土与红粘土特殊的路用特性。针对其特点,采用石灰进行高液限土的改性试验,研究其物理力学性质和强度变化规律。研究结果表明,经石灰改性处理的高液限土,液限与塑性指数均降低,膨胀性显著减弱,CBR大幅提升,可用作高等级公路的路基填料。另外探讨了《公路路基设计规范》中关于高液限土与红粘土规定得不够严密的相关内容,为合理有效地利用高液限土与红粘土和补充或修订相应的技术规范做了必要的工作。     

南黄海中部海底沉积物声阻抗特性

基于在南黄海中部海域获得的大量海底沉积物样品及其测试数据,分析讨论了该区域海底浅表层沉积物声阻抗特性及其与沉积物物理力学性质参数的相关关系。研究表明:研究区浅表层沉积物声阻抗呈现出分区域分布的特征,可分为西南部声阻抗高值区、东北部声阻抗低值区以及北西-东南向声阻抗梯度带3个区域。通过回归分析,建立了声阻抗与沉积物物理力学参数的经验回归方程。结果表明:声阻抗与密度、含水率、孔隙比、孔隙度、液限、塑限、塑性指数、压缩系数等参数的相关性较好,判定系数R²一般大于0.8,而与砂粒含量、黏粒含量、中值粒径、抗剪强度等参数的相关性相对较差,判定系数R²一般小于0.7。将声阻抗与物理力学性质的相关性和声速与物理力学性质的相关性进行了对比,结果表明,声阻抗与上述参数的判定系数R²均大于声速与上述参数的判定系数,从而表明声阻抗是一个能够更好地反映声学特性与物理力学性质关系的沉积物声学特性参数。     

扬州土物理与力学性质指标的相关性分析

根据原状扬州各层土体的室内试验数据,采用数理统计的方法,研究了该地区土体的物理指标与力学参数间的相关性,并进行线性函数和指数函数拟合。研究结果表明:随着塑性指数的增加,压缩系数和体积压缩系数逐渐增大,内摩擦角和有效内摩擦角逐渐减小;土的黏聚力随着液限与天然含水量之差的增加而增加,随着液性指数的增加而减小,且黏聚力与液性指数间的相关性更好,当含水量超过液限时黏聚力不随上述两个参数的变化而变化;此外,压汞试验结果表明扬州原状土的孔隙结构均为明显的单峰孔径分布,其颗粒间孔隙的累计量随着塑性指数增大而增加;并且各层土体孔径分布的峰值所对应的孔径随着塑性指数的增大而减小。以上结果可以为扬州地区土体力学参数的估计提供参考。