主应力轴旋转对地铁荷载作用下 软黏土累积变形的影响

为了定量评价主应力轴旋转对地铁荷载作用下隧道下卧软黏土累积变形的影响,通过有限元方法并结合实测数据的验证对地铁荷载下地基土的应力路径进行分析;在此基础上,借助空心圆柱仪对这一复杂应力路径进行室内模拟和对比试验研究。结果表明：主应力轴旋转增大了软黏土的累积变形,且最大有效主应力比（有效最大主应力与有效最小主应力之比）越大、或加载频率越高增大更明显。在实际地铁荷载和通常隧道埋深条件下,考虑主应力轴旋转使软黏土的累积变形增加9%～23%（加载频率越高,增加越大）。可用常规循环三轴的累积变形试验结果乘以土体分别在有、无主应力轴旋转下变形的比值,来预估实际地铁荷载下软黏土的累积变形,初步研究得到该比值与土体的最大有效主应力比之间存在幂函数关系。     

关中平原全新世土壤与环境研究

根据蓝田田家村、长安四府村、西安吴家坟和岐山雍川村剖面样品的粒度分析、CaCO3含量测定和微结构的鉴定资料得知,关中平原全新世中期形成的土壤S0具有明显的淀积粘化特征和现代沉积间断条件下发育的土壤剖面特点,该层土壤的构成物质至少有一部分是由先前形成的黄土经成壤作用改造而成的。关中平原S0的粘化类型不仅可以指示当地温湿的气候环境和很少有沙尘暴活动,而且它与西北荒漠区全新世千年尺度上的环境变化存在遥相关关系。全新世晚期发育的黄土L0是在相对冷干条件下形成的狭义土壤,它具有明显的残积粘化和残积—淀积粘化特征,它发育在沙尘暴连续堆积的条件下,形成了厚度大发育弱的粘化层和厚度大而均匀分布的CaCO3淀积层。全新世黄土剖面特征显示,在风尘连续堆积条件下发育的土壤可以不具有明显的剖面分层,厚度可以大于2 m。关中平原全新世L0发育时的气候与西北荒漠区的气候也存在遥相关关系。     

复杂应力条件下长江口原状饱和软黏土门槛循环应力比试验研究

针对取自于长江口的海洋原状饱和软黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在控制不同初始固结参数的三向非均等固结状态和不排水条件下,分别进行了轴向和扭转双向耦合循环剪切以及循环扭剪等多种复杂循环剪切试验。分别研究了初始大主应力方向角、初始偏应力比、初始中主应力系数以及循环剪切应力模式等因素对门槛循环应力比的影响。试验结果表明,在三向非均等固结条件下,初始大主应力方向角、初始偏应力比对门槛循环应力比影响显著,门槛循环应力比随着初始大主应力方向角与初始偏应力比的增大而明显减小;而初始中主应力系数对门槛循环应力比基本没有影响。循环剪切应力模式对门槛循环应力比具有显著影响,在相同的初始固结应力条件下,循环耦合剪切试验确定的门槛循环应力比明显小于循环扭剪试验所确定的门槛循环应力比。     

天津滨海新区软黏土的蠕变特性及无屈服面模型研究

天津滨海新区大部分为围海造陆形成的陆域,主要为吹填土经真空预压加固的软黏土地基,具有鲜明的地域特征。其蠕变特性对该地区的建筑物和构筑物地基的变形和长期稳定性有很大影响。采用大直径原状试样进行了三轴不固结不排水蠕变试验,研究了滨海新区软黏土的蠕变变形的规律性。在此基础上建立天津滨海新区软黏土的无屈服面蠕变模型,该模型只有5个参数,各参数物理意义明确,且可以通过试验确定。采用建立的模型对试验结果进行对比分析,理论模型计算结果与试验数据的拟合曲线吻合较好。该模型可用来对软黏土地基上结构物的长期蠕变变形的发展趋势和地基稳定性进行预测。     

利用自然γ能谱测井资料确定粘土矿物的含量及其应用

根据粘土矿物含量的图版计算方法,计算了实际井段的粘土矿物含量,分析了高岭石、伊利石和蒙脱石与U、Th、K含量的相关关系,由此分析得到粘土矿物含量与放射性元素含量的多元线性关系,建立了粘土矿物含量计算的回归方程。通过对不同井段以及同一井段不同地层数据建立的回归方程分析,给出了具有代表性的线性回归方程模型。根据一个实际井段粘土矿物的计算,获得粘土矿物含量随深度的变化,其粘土矿物含量计算结果与原测井解释相吻合,同时与岩心分析误差在10%左右。     

关于首饰清洗废油的处理研究

经过车花加工后的首饰、表面残留有丁烷橡胶胶质、芳香剂、有机酸等污垢,使首饰表面失去光泽。这些污垢可以用表面活性剂清洗,也可以用溶剂汽油（行话称白电油）清洗。如用白电油清洗,清洗后的白电油颜色发黄,粘度变大,极易造成环境的污染。对清洗废油处理是首饰厂家的棘手问题。现在的处理方式有三种：１）燃烧。会产生较大的浓烟,造成环境污染;２）分馏。由于批量小,分馏器不能常开,分馏的能耗较大;３）粘土处理。能耗低,但粘土脚料难于处理,首饰厂家只能采取交纳治污费和定期把废油送往特种废料处理站烧掉的办法,这增加了废…     

三维注浆模型试验系统研制及应用

为研究注浆扩散规律和加固机制,研制了三维注浆模型试验系统,该系统由承载试验台、伺服稳压供水单元、注浆单元、多元信息监测单元及图像采集单元组成。该系统主要功能包括不同岩体介质中参数灵活可调的多孔注浆、多序次注浆模拟试验及被注岩体内部物理场信息实时采集,其主要优势体现在：（1）试验腔设计为组合桶式结构,密封性强,拆卸方便,利于注浆加固体细部研究;（2）多腔气动联合控制水压加载方式可提供持续稳压的地下水环境;（3）多元信息并行实时监测系统可同时采集被注岩体内不同空间位置的总压力、孔隙水压力及位移等信息,实现注浆过程中物理参量时空变化规律的研究。利用该试验系统进行黏土介质单孔注浆和多孔分序次注浆模拟试验,获得注浆压力p变化特征及土体内部力学响应规律：p - t曲线呈多个波峰-波谷旋回,表征劈裂注浆为主的加固模式;注浆荷载作用下,总压力、孔隙水压力、有效应力与注浆压力基本同步变化,注浆结束点达到峰值,其后开始衰减并逐渐趋于稳定;与单孔注浆相比,多孔、多序次注浆可显著提高土体有效应力,黏土逐渐压缩固结,力学性质改善。试验表明,黏土介质以劈裂注浆为主,不同序次浆脉间接触关系复杂,可划分为剪切劈裂、原位顺层劈裂及入侵劈裂3种基本模式;采用多孔、小注浆速率试验方法,可减小围岩扰动,增大注浆量及土体压缩固结程度,提高注浆加固效果。研究成果对揭示黏土介质注浆机制具有一定的科学价值。     

软土地基上海堤变形与失稳的离心模型试验与数值分析

软土地基上海堤的沉降及稳定性是围垦海堤工程的关键问题。针对海堤工程开展离心机模型试验,分别通过变加速度法及恒加速度法模拟海堤填筑过程和竣工后稳定运行过程,得到了海堤施工期及工后沉降变化规律,并通过PIV技术观察海堤的破坏模式;在此基础上,采用GeoStudio软件分别基于总应力及有效应力分析法,分析了海堤施工期及竣工后稳定运行期海堤的整体稳定性随时间变化规律。物理和数值模拟结果表明,离心模型试验能一定程度上模拟海堤的变形及失稳情况,且与数值分析结果吻合较好。海堤施工期瞬时失稳的滑裂面贯穿软土地基,并使海堤滑体发生了超过1 m的瞬时沉降。海堤填筑完成后地基超静孔隙水压力逐渐消散、海堤稳定性安全系数随时间不断提高。海堤竖向和水平位移最大值分别位于堤轴线处及坡脚处。     

The 14-year Performance of a Compacted Clay Liner used as Part of a Composite Liner System for a Leachate Lagoon

The migration of contaminants through a 2.9 m thick compacted clay liner (CCL) for a landfill leachate lagoon is examined 14 years after construction. The clay liner formed the lower portion of the composite liner system but the geomembrane (GM) was found to have defects that had allowed leachate to migrate between the GM and CCL. Chloride, sodium, potassium, calcium and magnesium pore water profiles through the CCL are examined. It is shown that chloride migrated approximately 1.7 m into the CCL during the 14 years of the lagoon operation, sodium approximately 1.2 m, and potassium 0.7 m. Diffusion and sorption data from laboratory diffusion testing are utilized in combination with a finite layer contaminant transport model to predict field contaminant migration profiles through the composite liner system and to establish the time of ‘failure’ of the geomembrane at sometime between 0 and 6 years after installation. Relatively high sorptive uptake of potassium by the CCL soil is observed from batch testing and diffusion testing with field data suggesting an even larger amount of sorption. It is hypothesized that organic sludge matter at the base of the lagoon is responsible for potassium uptake from the leachate. This field case highlights the importance of the compacted clay liner as part of the composite liner system in acting as a diffusion barrier during the lifetime of the lagoon as well as using relatively non-conservative contaminants such as chloride and sodium to estimate geomembrane ‘failure’ times     

北部湾沉积物粘土矿物分布特征及其环境意义

本文以南海北部湾SO-31沉积柱为研究对象,研究了14C年代学和粘土矿物学特征,并对部分全球气候事件进行了对比,为古环境、古气候的恢复提供基础资料,也为全球重大气候事件在该区域的响应提供信息。结果显示全新世以来地层沉积正常,平均沉积速率为0.57mm/a。粘土成分主要由蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,组合类型为蒙脱石-伊利石-高岭石-绿泥石型。全新世以来环境气候演变可划分为五个阶段:低温期阶段、干湿交替的寒冷气候阶段、逐渐升温阶段、干旱温暖气候阶段、湿热阶段。气候在每个阶段背景下还存在一些次级波动,总体趋势为干湿交替,温度逐渐上升。由于海域环境及矿物指标的影响,北部湾SO-31沉积柱粘土矿物记录的降温事件时间比其他指标记录的新仙女木降温事件发生时间滞后500~800a。