饱和剪胀性砂土液化后流滑现象与机理

基于完全不排水试验的已有研究结果表明,只有在饱和松砂中才可能发生流滑现象,较密实的饱和剪胀性砂土在初始液化后的不排水循环或单调剪切作用条件下,则会呈现出所谓往返活动性或抗剪强度恢复现象。然而,实际土工抗震边值问题中的饱和砂土在许多情况下并不能够被视为处于完全不排水条件,可能由于土性和变形等因素的不同而处于剪切排水甚至剪切吸水条件。通过对饱和砂土液化后常剪切吸水率试验结果的分析指出,剪切吸水条件可能导致剪胀性砂土的抗剪能力显著降低、甚至发生流滑现象。基于可逆性与不可逆性剪切体应变的概念以及3种体应变分量变化的特性规律,推导出剪切吸水条件下的体变约束条件。不同排水条件下的体变约束条件决定了剪胀性砂土应力-应变响应的不同变化,当满足自由吸水剪切条件时饱和砂土会出现具有流动特征的大变形;当满足强制吸水剪切条件时会发生具有非稳定特征的流滑现象。     

胡杨根系分布特征与根系吸水模型建立

依据2006年和2007年6~7月在极端干旱区额济纳的实测资料,利用分形和概率统计的方法对胡杨根系分布与根区土壤水分的关系进行了分析研究。引入土壤含水率期望(cm·g/g)的概念,建立了含水率期望值与根系分维值之间的函数关系,并求出了适宜胡杨生长的土壤含水率期望值的范围。同时建立了初版的根系吸水模型,并进行验证,得到较好的结果。     

引江济淮试验工程膨胀土电导率特征实验研究

南水北调中线工程实践研究表明,膨胀土的电导率与自由膨胀率呈现线性关系。引江济淮试验工程为开发膨胀土判别快速方法以及提出针对江淮地区土质的电导率法判别适用标准,开展膨胀土电导率特征实验研究。工程现场取多组土样进行基本性质、膨胀性和不同含水率下的电导率实验,寻求该地区膨胀土电导率与含水率和自由膨胀率的关系。研究表明,电导率随土体含水率增加呈现先增加后减小的变化趋势,土体处于液限含水率附近状态下,具有最强的导电性,电导率具有峰值特征。相同含水率条件下,土体的膨胀性越强电导率越大;电导率和自由膨胀率总体上线性相关,试样在液限含水率附近时相关性最大;线性经验模型的精度由相关性水平控制,本试验提出的江淮地区弱膨胀土电导率经验模型的精度控制标准为R2=0.78,可以达到自由膨胀率实测值的精度水平,具有实用价值。     

贵州喀斯特地区5种石生藓类的持水性能及吸水特征比较

选择贵州普定石漠化区域常见的石生穗枝赤齿藓( Erythrodontium julaceum )、扭口藓( Barbula unguiculata )、真藓( Bryum argenteum )、美灰藓 (Eurohypnum leptothollum) 和东亚砂藓 (Racomitrium japonicum) 为对象,研究它们的持水性能和吸水特征,为喀斯特生态系统水循环和石漠化治理提供理论依据。结果表明:5种石生苔藓植物的储量在0.71~3.91 t·hm-2之间,以穗枝赤齿藓的3.91 t·hm-2储量最大;东亚砂藓的最大持水率最高,为761.9%,美灰藓的653.8%次之,真藓的551.7%最小;最大持水能力穗枝赤齿藓和美灰藓占据较大的优势,保水率美灰藓38.2%最强,东亚砂藓为33.6%次之,真藓15.2%最弱。5种石生苔藓的吸水过程包括外和内吸水两种途径,其吸水饱和的时间物种间存在差异;吸水动力学曲线均表现为S型饱和曲线,水分在25 g以下时,植物水分吸收速度与水分加入量成正比,当外界水分增加到25 g以上后,植物水分吸收速度逐渐趋于达到最大值。      

毛细导水布料排水性能及孔隙结构试验研究

本文选取了5种具有毛细导水特性的布料进行了水中的排水试验、土中的排水试验、毛细上升试验以及核磁共振试验,对其排水性能和孔隙结构进行系统研究。旨在揭示其毛细吸水排水性能的机制,为寻找或生产出能够应用到我国一些含水率较高的非饱和土地区的土工材料做参考。结果表明,毛细导水材料在非饱和土中具有良好的排水效果,能够一定程度上提高非饱和土的排水速率。毛细导水材料在水中的排水试验表明,各材料的排水效果受毛细上升距离和空气相对湿度的影响。此外,通过对比不同种类的毛细导水材料在土中和水中排水性能的强弱,发现试验布料的排水性能大致可以分为两类：COOLPASS、COOLMAX和普通网布的排水性能最好,而SHCOOL和COOLPLUS的性能稍弱。通过核磁共振试验测得COOLPASS、COOLMAX和普通网布的孔隙大小约为53.4μm, SHCOOL和COOLPLUS的孔隙大小约为37.8μm。布料吸排水的强弱与其孔径大小及孔隙分布特征有关,综合考虑毛细导水材料毛细吸水和蒸发排水的两个过程,发现孔径较大且孔隙分布特征表现为稀疏的普通网布材料在非饱和土中的排水效果最佳,相同条件下比未设置毛细导水布料的土样含水率...     

干旱胁迫对唐古特白刺(Nitrariatangutorum)种子吸胀萌发和幼苗生长的影响

以生长在荒漠地区的唐古特白刺(Nitraria tangutorum)种子为材料,采用PEG-6000模拟干旱条件,研究了6种渗透势(-0.05、-0.148、-0.295、-0.490、-0.734、-1.032 MPa)下种子吸水特性、萌发特性和幼苗生长特性.结果显示:唐古特白刺吸水速度快,效率高,3 h吸水量随水势的降低而增高;随着干旱胁迫程度的加剧,唐古特白刺种子的萌发率、发芽指数、活力指数降低,萌发起始天数推迟,初生芽高度和幼苗生长量表现出降低的趋势,而幼苗干重、根干重和根冠比均呈先升后降的趋势,表明唐古特白刺种子在适当的干旱胁迫下可以提高幼苗的抗旱性,有利于培育壮苗;唐古特白刺种子萌发对水势变化既敏感又抗旱,种子能够萌发的最低渗透势阈值为-0.490 MPa;因干旱胁迫未能萌发的种子复水后萌发率较高.唐古特白刺种子萌发和幼苗生长对干旱胁迫的响应特征对幼苗的成功定植和避旱具有重要生态学意义,但在人工栽培时保证土壤墒情应是保障建植成功的关键措施.     

Failure Loci of Suction Caisson Foundations Under Combined Loading Conditions

Suction caissons are widely used to support offshore fixed platforms in coastal areas. The loadings transferred to suction caissons include the eccentric lateral force induced by waves and self weight of the platform structure. However, under this kind of combined loading conditions, the failure mechanism of caissons with shallow embedment depths is quite different from conventional deep foundations or onshore shallow footings. The behaviour of caissons subjected to combined loadings may be described with the "failure locus" in force resultant spaces. Here the failure loci of smooth caissons are studied by use of finite element approach, with the embedment ratio of caissons varying in the range of 0.25～1.0 and eccentricity ratio of horizontal loadings in 0～10. The platform settlement and tilt limits are involved into determination of failure loci, thus the platforms can avoid significant displacements for the combined loadings located inside the failure locus. Three families of loading paths are used to map out the locus. It is found that the shape of failure loci depends on 3 non-dimensional parameters, and the failure locus of a given caisson changes gradually from the elliptical curve to hooked curve with increasing shear strength of soil. The lateral capacity of short caissons may be enhanced by vertical forces, compared with the maximum lateral capacity of long caissons occurring at the vertical force being zero. The critical embedment ratios partitioning elliptical and hooked loci are proposed.     

水泥基材料膨胀率与力学性能的试验研究

本文研究了养护条件、纤维及石英砂的加入对水泥基材料膨胀率的影响及机理,对纤维对水泥基材料力学性能的影响做了一定研究。结果表明:养护条件会影响水泥基材料的膨胀,其中恒温水养护的试件膨胀率最大;纤维和骨料的加入会降低水泥基材料的膨胀率,但加入骨料可以减小水泥基材料后期的回缩;纤维的加入可以提高水泥基材料的抗折强度,但对其抗压强度影响不明显。     

土样制备对自由膨胀率的影响及其改进方法

着重论述了土样制备对自由膨胀率试验成果的影响。试验研究发现,3种口径（4.5,5,5.5 mm）和3种下落高度(5,10,15 mm)对取土质量和试验结果影响不大,但颗粒粉碎程度的影响非常明显。规程中土颗粒过0.5 mm筛的规定不够完善,在此粒径范围内3种粒组（0.25～0.5,0.1～0.25,<0.1 mm）的土样,其自由膨胀率结果存在差异。其中,前两者差别不大,<0.1 mm粒组土样的试验结果一般较前两者低30 %～45 %,与膨胀土其他属性指标不匹配。研究结果表明：不同粒径土样在10 mL量土杯中质量相差多达2 g,取土质量是影响自由膨胀率结果的主要因素之一,颗粒结构变化也有可能是影响因素之一,建议土样粒径范围为0.1～0.5 mm。     

新型暖云催化剂吸湿性能试验研究

针对我国暖云催化剂的实际需求优选出一种硅铝酸盐化合物,并对这种暖云催化剂的吸湿能力、吸湿速度和放热能力进行对比性试验分析。结果表明,该暖云催化剂在吸湿能力和吸水速度上优于以往使用的水泥、食盐、硅藻土、尿素等材料,平均吸水量达到217. 2 mg·g~(-1),吸湿速度比其他催化剂高出1～2个数量级,吸湿性能优于以往催化剂,并且具有较好的放热能力,有望成为性能良好的暖云催化剂。该暖云催化剂成分接近土壤成分,不含重金属和有机物,对环境没有任何危害。