石佛寺水库改性粉细砂筑坝试验研究

采用室内试验和现场原型试验,对辽河石佛寺水库库区内掺入水泥后粉细砂的特性进行了研究。试验结果表明,随着水泥掺入量的增加,粉细砂的凝聚力和内摩擦角增大,渗透系数减小。当水泥的掺入量为2 % 时,抗剪强度指标和渗透系数已明显改善,而且在最不利的情况下满足对渗透变形的要求。粉细砂掺入水泥后,其性能得到了很大改善,用于修筑拦河主坝是完全可行的。     

不同粘土矿物水敏性特征

通过改变砂样中的粘土矿物的种类和含量,结合咸淡水之间的单一和驱替实验,研究不同粘土矿物的水敏性特征。在单一的咸水和淡水情况下,当砂柱中的粘粒含量≤1.5%(重量比)时,其渗透系数基本不发生改变,即使粘粒含量从1.5%增加10%,其渗透系数也仅下降约一个数量级。各种粘土矿物中,蒙脱石导致含水介质渗透系数的下降最为明显,高岭土和伊利石约是其影响值的一半。咸淡水驱替实验中,加入蒙脱石颗粒的砂柱的渗透系数急剧下降,当蒙脱石含量达3~4%时,渗透系数已经下降的极低,可以看作不透水层,而加入高岭土和伊利石的砂柱的渗透系数没有急剧变化。对于这种现象的解释是:不同类型的粘土颗粒吸附不同数量的水分子,形成数量和大小不同的胶体团,使得介质渗透系数的变化量不同。     

粉细砂含水层在人工回灌时渗透系数的变化规律

渗透系数是设计地下水人工回灌方案的重要参数。苏州吴江盛泽镇新安水利站地下水人工回灌试验层为典型的河漫滩相粉细砂含水层,埋深98.1～105.8 m,厚度7.7 m。回灌试验系统可实施持续与间断、常压与加压、定流量与定压力等多种模式回灌。利用2020年的试验资料,建立模型,通过直线图解法求得12个试验周期内所对应的渗透系数K值。采用MATLAB进行数据处理与模拟计算,得出渗透系数在回灌持续过程中衰减规律符合指数方程：K(t)=0.58+0.48e-^0.21t。     

新近沉积粉细砂层地基的试验与评价

通过对邯郸市某车间地基的勘察．分析和探讨了新近沉积粉细砂地层的勘察手段、其物理力学性质，及其利用载荷试验确定承载力的标准取得了较为满意的结果，提出的一些分析方法，对新近沉积的粉细砂地层的勘察具有一定的借鉴作用。     

深厚吹填粉细砂地基加固试验研究

结合上海某深水港集装箱堆场地基加固工程,基于深厚吹填粉细砂的工程特性,通过对无填料振冲挤密法加固的有效性和工艺参数进行现场试验研究,对加固前后的土体变形、超静孔压变化、工艺参数和加固效果等进行了分析和讨论。结果表明,采用无填料振冲挤密法可以加固深层土体、增加粉细砂的密实度,有效消除不均匀沉降和液化危害,效果显著,并拓宽了振冲法的应用范围,可为在类似地基处理中的推广提供参考依据和成功经验。     

粉细砂的真三轴试验与强度特性

采用柔性真三轴仪对上海粉细砂进行了一系列不同中主应力系数条件下的真三轴试验,针对中主应力对粉细砂强度特性的影响进行了系统分析。基于真三轴试验结果对Mohr-Coulomb强度准则的形状函数进行了改进,并采用试验结果对强度准则进行验证。结果表明,建立在真三轴试验基础上的强度准则能更准确地反映砂土三维应力状态下的强度特性。     

影响咸淡水界面水敏性的几个因素

文章通过砂柱的水击试验,对水流速度、盐浓度、pH值对咸淡水界面水敏性的影响进行了研究.试验结果表明,咸淡水界面上存在临界盐浓度值和临界流速值,当入流溶液浓度达到临界盐浓度和流速达到临界流速时,都会产生颗粒释放现象,导致砂柱的渗透率下降,水敏性发生.在相同的盐浓度和进水流速条件下,进水的pH值越低,颗粒释放的速度越慢,释放总量越少;进水的pH值越高,颗粒释放的速度越快,释放总量越多.     

安哥拉Quelo砂场地渗透特性试验研究

安哥拉Quelo砂具有浸水后软化的特殊性质,研究其渗透特性具有重大工程价值。通过室内变水头渗透试验及现场双环注水试验测定了安哥拉Quelo砂天然土和击实土的渗透系数。基于试验结果,统计了Quelo砂渗透系数的范围,分析了渗透系数与孔隙比的关系,探讨了地表水的下渗浸润规律。试验研究结果显示,上部棕红色Quelo砂的渗透系数大,保水性差,地表水极易下渗,而下部杂色Quelo砂渗透系数小,具有形成上层滞水给工程带来危险的条件;棕红色Quelo砂渗透系数与孔隙比之间近似成对数函数关系,而下部杂色Quelo砂不具这种关系;压实后的棕红色Quelo砂渗透系数仍较大,防渗效果不佳。     

水泥土抗渗性能室内试验研究

目前,水泥土在工程中已得到广泛应用,也有很多关于水泥土力学性质的研究成果,但水泥土抗渗性能方面的研究相对较少。本文对上海地区淤泥质粘土水泥土进行室内渗透性试验研究,探讨了水泥土渗透系数受水泥掺入量的影响程度,并认为水泥土渗透系数受龄期影响较小。对试验数据做回归分析,得到水泥土渗透系数与水泥掺入量的定量关系。     

粉细砂的室内无填料振冲试验研究

在室内严格控制的边界条件下,通过室内模型试验研究了粉细砂无填料在振冲中孔隙水压力增长与消散的规律、孔隙水压力空间分布规律、相对密度和静力触探指标与振冲次数之间的关系等。定性地验证了无填料振冲对于规范中未推荐使用的粉细砂土的适应性,并为后来某工程大面积地基处理成功地提供了参考。     

枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验

为研究土壤水分的蒸发机理,自主开发了大型环境箱试验装置,并以枫丹白露砂土为研究对象,室内模拟土壤水分的蒸发过程。该试验在控制大气参数和保持土壤底部水位稳定的条件下,对蒸发过程中大气参数（空气温度、相对湿度和流量）和土壤参数（土壤温度、基质吸力和体积含水量）的变化,特别是土壤表面基质吸力的变化进行了研究。同时根据试验结果对蒸发速率及累积蒸发量进行了计算分析。研究结果表明:蒸发主要限制在土壤浅层区域,浅层土壤的体积含水量和温度的变化均较大;空气温度和土壤蒸发过程对土壤温度的变化具有较大的影响;土壤表面空气相对湿度与蒸发过程具有相关性;土壤基质吸力随着蒸发的进行逐渐增大; 实际蒸发速率呈现3个阶段。     

砂类土力学强度试验研究

通过对砂土的抗剪强度试验结果进行统计,分析了砂土内摩擦角和粘聚力随不同颗粒粒组含量、密实度的变化趋势及规律。试验结果表明,随着砂粒组含量的增大,内摩擦角呈线性增大趋势;当粉粒和粘粒含量增加时,粘聚力亦呈线性增大趋势。同时,试样干密度的增大使内摩擦角和粘聚力呈线性增大。砂土中的粗粒和细粒含量变化存在一个对应的内摩擦角和粘聚力变化的区间。通过回归分析砂土抗剪强度与所含颗粒不同粒径、密实度关系,在特殊条件下,可以有效快速判定砂土剪切指标。     

Experimental study on characteristics of pore water conversion during methane hydrates formation in unsaturated sand

Understanding the pore water conversion characteristics during hydrate formation in porous media is important to study the accumulation mechanism of marine gas hydrate. In this study, low-field NMR was used to study the pore water conversion characteristics during methane hydrate formation in unsaturated sand samples. Results show that the signal intensity of T₂ distribution isn’t affected by sediment type and pore pressure, but is affected by temperature. The increase in the pressure of hydrogen-containing gas can cause the increase in the signal intensity of T₂ distribution. The heterogeneity of pore structure is aggravated due to the hydrate formation in porous media. The water conversion rate fluctuates during the hydrate formation. The sand size affects the water conversion ratio and rate by affecting the specific surface of sand in unsaturated porous media. For the fine sand sample, the large specific surface causes a large gas-water contact area resulting in a higher water conversion rate, but causes a large water-sand contact area resulting in a low water conversion ratio (C_w=96.2%). The clay can reduce the water conversion rate and ratio, especially montmorillonite (C_w=95.8%). The crystal layer of montmorillonite affects the pore water conversion characteristics by hindering the conversion of interlayer water.©2022 China Geology Editorial Office.     

含气砂土静止侧压力系数的试验研究

针对现行工程设计和数值分析中土的静止侧压力系数K0大多依经验确定并取定值的缺陷,对非饱和含浅层气砂土的K0取值问题开展系统的室内K0固结试验研究。结果表明,含气砂土K0值并非常数,砂土的含水率和密实度均对其有影响;其值随含水率的增大而增大,随密实度的增加而减小,密实度相对于含水率对K0的影响更为显著;工程设计中取松散饱和状态下砂土的K0值是偏于保守和安全的。     

纳米硅对冻结黏性砂土强度影响试验研究

对加入1%纳米硅的黏性砂土进行温度-2℃、围压0.3~18 MPa的常规三轴压缩试验。试验结果表明：掺入纳米硅的冻结黏性砂土强度明显提高,在σ₃=3 MPa时强度提高甚至达到130%。将强度随围压的变化分成三个阶段：强化阶段,压融阶段,残余阶段。试验应力-应变曲线具有应变软化特性,修正的Duncan-Chang双曲线模型与其吻合良好。通过对修正的Duncan-Chang双曲线模型进行微分,分析得到初始切线模量随围压的变化可分成强化、压融和残余三个阶段。     

含砂量对水泥土强度影响的试验研究

天然软土尤其三角洲地区的淤泥或淤泥质黏土常含砂,以含细砂或粉细砂为主,系统研究水泥土强度与含砂量的关系,为水泥土性能改良、强度设计及水泥土搅拌法施工提供直接依据。选取珠江三角洲两处典型的淤泥、淤泥质黏土,按天然含水率配制试验用土,掺加不同含量的细砂制成含砂水泥土试件,养护到不同龄期,对其进行无侧限抗压强度试验,得到了水泥土强度与含砂量及其他关联影响因素关系的变化规律。主要结论是：细砂颗粒在水泥土中起到了细骨料的作用,有利于提高水泥土强度;考虑水泥土的含砂量、水土质量比、水泥掺入比和实际水灰比等因素,得到了含砂淤泥水泥土强度估算公式;在不含砂淤泥水泥土中掺入2 %干细砂时其强度约提高25 %,掺入15 %~25 %干细砂则可提高40 %~60 %。     

各向异性砂土K0试验研究

静止土压力系数K0是岩土工程分析计算中的重要力学参数之一。实际工程中墙后填土由于碾压都具有不同程度的各向异性。制备了不同沉积方向的砂土试样,通过三轴排水剪切试验研究了砂土的各向异性。在研制应变路径试验设备的基础上给出了静止土压力系数的测量方法,研究了不同沉积方向对于K0的影响,并将试验测得的静止土压力系数与Jaky公式以及土压力离心模型试验结果进行了对比,离心模型试验结果与材料单元试验结果一致,证明了测量方法的有效性及结果的正确性。研究结果表明,各向异性条件下的K0值比各向同性时明显偏大。     

火山灰增强微生物固化砂土效果的试验研究

为了提升微生物固化砂土的效果,考虑火山灰的多孔结构及活性特征,设计进行了火山灰增强微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）固化砂土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析了火山灰对微生物固化砂土的增强效果及增强机制。结果表明：（1）火山灰能够显著提高砂土微生物加固过程中的固菌率和胶结物产量,火山灰掺量在10%左右达到最佳,与常规MICP相比,固菌率提高了118.28%,胶结物生成量提高了29.55%。（2）火山灰的掺入提高了固化体的抗压强度和抵抗变形的能力,不同围压下固化体的抗压强度提升了52.26%～62.96%,破坏时的应变增加了100.00%～112.58%。（3）火山灰掺入后,固化体的孔隙大小及孔隙率明显减小,整体的密实性及抗渗性能进一步提升,孔隙率从20.12%减小为14.17%,渗透系数降低了一个数量级。（4）火山灰对微生物固化砂土的增强机制主要包括3个方面,一方面,火山灰在砂颗粒间起到了良好的充填作用,大幅减少了颗粒间的大孔隙,使得固化体的密实性增强;另一方面,火山灰良好的吸附作用有效提高了试样内细菌的含量,使固化体碳酸钙的产量及分布的均匀性均增加;第3方面,火山灰中的活性物质参与反应生成的胶凝物质与碳酸钙晶体形成复合凝胶体,使得固化体的胶结性能和密实程度进一步增强。