温控高压实GMZ01膨润土-砂混合物土水特性

纯膨润土中掺入一定比例的石英砂,可以有效地提高工程屏障的热传导特性、力学强度和长期稳定性,并可降低屏障系统的工程造价; 但同时也会改变混合物的土水特征。本文采用水汽平衡法和渗析法吸力控制技术,开展了不同温度(20℃、40℃和60℃)、恒体积条件下,高压实GMZ01膨润土-石英砂混合物(7:3)试样的持水特性试验。结果表明,体积与吸力恒定时,高压实高庙子膨润土-砂混合物的含水量随温度升高而减少,但温度影响幅度取决于吸力水平; 低吸力范围内,混合物的饱和度大于1,其原因可能是由于混合物中结合水密度大所引起的; 基于Frendlund常温方程的万敏模型,能够拟合考虑温度影响的GMZ01膨润土-砂混合物土水特征曲线。     

安徽水稻土中镉元素生态安全评价标准探讨

土壤中镉元素稳定的残渣态所占比例在重金属中为最低,其赋存形态以离子态为主,易被植物吸收的活性态较高,生态危害较大。稻米镉元素与土壤镉元素具有显著的正相关性。根据区域土壤镉元素与稻米镉元素含量及稻米镉超标率关系,将水稻种植土壤分为生态安全土壤、具生态安全风险土壤及生态安全高风险土壤,提出了土壤镉元素生态安全定量分级标准。     

根际环境锌镉镍的形态变化与植物有效性

以抚顺西露天采场60平盘5种修复植物根际与非根际土为研究对象，运用顺序提取实验和数理统计分析方法研究了根际与非根际土中Zn、Cd、Ni的形态分布与植物有效性。结果表明，Zn、Ni在根际与非根际土中主要以硫化物态存在；而Cd在非根际土中以硫化物态为主，在根际土中以可交换态和松、紧有机态为主。与Ni相比，非根际土中Zn的紧有机态、氧化物态和Cd的紧有机态、氧化物态、可交换态比例明显偏大；与非根际土相比，根际土中Zn的铁锰氧化物态和硫化物态含量增加，碳酸盐态含量降低，松有机态、紧有机态和可交换态Zn在不同植物根际变化不同。Cd的硫化物态降低，可交换态、松有机态、碳酸盐态、氧化物态和紧有机态含量在不同植物根际变化不同。Ni的紧有机态显著增加，可交换态、碳酸盐态和硫化物态明显降低，松有机态在不同植物根际变化不同；根际Cd的碳酸盐态增加和氧化物态降低有利于植物Cd的吸收；碳酸盐态Zn的减少可促进植物Zn的增高。     

邵阳地区不同压实度的膨胀土抗剪强度特性研究

膨胀土路基的稳定性与其抗剪强度密切相关,通过直剪试验研究不同压实度膨胀土抗剪强度变化规律。试验结果表明,膨胀土粘聚力和内摩擦角均随压实度的增加而增加,近似线性变化。正应力和压实度与抗剪强度成正相关。对于相同的压实度,在正应力较小时表现为应变软化,正应力较大时表现为应变硬化。在确定抗剪强度设计值时,建议对于软化型曲线,其抗剪强度可取残余强度作为设计强度;对于硬化型曲线,可取曲线曲率明显变化点或剪切位移为1.0~1.5 mm对应的剪应力作为膨胀土抗剪强度设计值。     

膨胀土干湿循环过程孔径分布试验研究及其应用

采用压汞法对膨胀土干湿循环过程孔隙大小分布的演化规律进行了试验研究,结果表明,随着循环次数的增加,膨胀土的总孔隙体积、孔隙率和平均孔径等微结构参数均递增;分析了试验结果产生偏差的原因,其一是干湿循环过程中膨胀土试样的体积收缩,其二是孔隙形状和测试压力有限的影响,在此基础上对试验数据进行了合理修正。结合毛细管模型,利用修正的孔径分布曲线推算了膨胀土干湿循环过程中的土-水特征曲线,并分析了干湿循环过程中基质吸力的变化规律：以含水率28%为分界点,含水率大于该值时基质吸力随循环次数N的增加而线性递增,含水率小于该值时基质吸力随循环次数N的增加而线性递减;在此基础上,建立了基质吸力与循环次数之间的关系,为解释膨胀土力学特性的干湿循环效应开辟了一条新途径。     

海相软土压缩特性的试验研究

对不同取样方式得到的上海、江苏地区海相软黏土的原状样和重塑样进行了单向压缩和等向压缩试验,分别得到各自的压缩曲线、压缩指数 和回弹指数 。通过比较原状样、重塑样的归一化压缩曲线的差异,确认了结构性对软黏土压缩特性的影响。把屈服应力后的压缩曲线外延至10 kPa时的孔隙比定义为参考孔隙比 ,用于简单量化土的组构。根据多次单向压缩试验结果得到的压缩指数 ,建立了原状样和重塑样的压缩指数 与孔隙比 或参考孔隙比 的相关方程,并通过单向、等向压缩指数的比较,认为此方程也适用于等向压缩试验结果。根据原状、重塑样压缩指数 与参考孔隙比 具有基本相同关系的结论,对原状样的结构屈服特性进行了探讨,认为原状样在压力大于结构屈服应力后,胶结已基本破坏,原状样和重塑样压缩特性差异主要是由组构的差异引起的。该研究成果,尤其是压缩指数 与参考孔隙比 的相关方程,可为工程提供重要的参考。     

胀缩性土抗拉强度试验研究

抗拉强度是黏性土重要的力学指标之一。自行研制了简易土工拉伸仪,并通过试验确定了合适的制样方法。在此基础上,对具有胀缩性的武鸣红黏土和百色膨胀土分别进行试验,探讨了其抗拉强度与干密度、含水率、干湿循环次数等影响因素的关系,研究结果表明：两种土的抗拉强度-含水率曲线在饱和度接近66%时出现峰值,该峰值对应含水率接近最优含水率,峰值两侧呈指数关系变化,抗拉强度随含水率的变化规律受土中水的形态影响。抗拉强度随干密度的增加而线性递增,增加幅度显著。抗拉强度随干、湿循环次数增加而衰减,1～2次循环时,强度衰减幅度最大,但3次循环后,趋向于一稳定值,稳定值为初始值的20%左右,土体干、湿循环后抗拉强度降低是微结构劣化的结果。     

条形荷载作用下梯度饱和土的动力响应分析

根据Biot波动理论,研究了条形均布荷载作用下非均匀饱和土地基的动力响应问题。利用Fourier积分变换,通过Helmholtz矢量分解原理,建立了饱和土层在动荷载作用下的回传射线矩阵法计算列式,考虑饱和土的物理力学性质沿深度方向按幂函数连续变化,采用数值Fourier逆变换获得了饱和土地基的位移、应力和孔隙压力等物理量的数值解。分析讨论了材料非均匀性对饱和土介质动力特性的影响。结果表明,非均匀饱和土的动力行为与均匀饱和土有着明显的不同,当土体的非均匀程度越高,条形荷载中点下流体压力和应力幅值越大,而位移、流体压力以及应力等物理量在水平方向的振动频率均随着土体非均匀变化程度的增强而增大。     

非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测

我国黄土厚度大,黄土地区地下水位深,降雨量少,黄土多处于非饱和状态,土-水特征曲线是非饱和黄土应力状态、强度及渗透性研究的基础。以陇东高原马兰黄土为试验对象,采用张力计法测定原状土样的土-水特征曲线,采用三种理论模型对试验数据拟合,其中Gardner模型简单、参数少,但Fredlund & Xing模型拟合效果最好。基于已测得的土-水特征曲线,采用Childs & Collis-Geroge预测非饱和渗透系数的模型,计算得到非饱和黄土渗透系数与基质吸力或含水率的关系,发现黄土从饱和到非饱和,其渗透系数急剧降低,黄土非饱和渗透系数与基质吸力或体积含水率的关系均可用指数函数表示。本文对典型黄土土-水特征曲线的研究及渗透性的预测为黄土工程问题,如降雨入渗的边坡稳定性评价、非饱和地基湿陷变形计算等提供理论基础。     

基于水平承载桩土抗力计算的挡墙土压力计算模型

为了考虑挡墙位移与深度对土压力大小及分布规律的影响,使计算结果更加接近实际情况,根据水平承载桩土抗力计算方法建立了可以考虑位移及深度非线性影响的挡墙土压力计算模型,并对其主要参数水平地基系数KN的取值进行了分析。通过对计算模型的试验验证显示:该模型能比较准确地计算土压力的大小,并且能够较好地反映土压力随深度的分布规律。表明该方法简便、实用,可为挡墙设计土压力的计算提供一定参考。