热处理电气石多功能净水性能

针对目前大部分饮用水存在的卫生安全隐患和健康问题,提出以电气石作为多功能净水剂。经不同温度热处理后,电气石FTIR吸收发生峰强度变弱甚至消失、峰位置移位等现象。低温热处理后电气石可以快速将酸性溶液调节为弱碱性,对强碱性溶液也有调节为弱碱性的趋势。800℃热处理后电气石对氟离子吸附去除率可达64%以上,重金属离子去除率均在96%以上。电气石还可将水分子¹⁷O NMR半高幅宽由102 Hz降低至72 Hz,有效减小了水分子团簇结构,并使水中溶解氧的质量浓度由5.60 mg/L提高到6.11 mg/L。     

土工格栅加筋膨胀土的三轴试验研究

土工格栅加筋膨胀土路堤或路堑、渠坡已在公路、铁路与水利工程中获得成功应用,但目前对加筋膨胀土的强度与变形特性的研究还较少。对不同方案加筋（水平1层加筋、水平3层加筋、竖向加筋）与不加筋的膨胀土样在不同围压下的三轴排水剪切试验结果的分析表明,（1）土工格栅加筋膨胀土形成排水通道,加速土体的排水固结,有利于膨胀土坡的稳定;（2）土工格栅加筋膨胀土一般呈应变硬化特征;（3）土工格栅的植入使剪切带的发展受到抑制,导致破坏模式变化;（4）加筋使膨胀土的内摩擦角变化不大,而黏聚力则有明显提高,其提高程度从小到大依次为水平1层加筋、水平3层加筋和竖向加筋;（5）采用加筋效果系数R评价,除了水平1层加筋方式的效果有所降低外,其余加筋方式都表现出加筋比不加筋的效果要好,其中以竖向加筋的效果最好     

荆门弱膨胀土的胀缩与渗透特性试验研究

以荆门弱膨胀土为研究对象,开展了完整的胀缩与渗透特性试验,获得了5种不同压实度下膨胀土及其石灰改良土的胀缩与渗透特征。结果表明：膨胀土的膨胀力-干密度关系可用幂函数表达,而无荷膨胀率、有荷膨胀率、体缩率与干密度均非单调关系;由于压实与膨胀效应的耦合作用,95%压实度下膨胀土的无荷膨胀率、有荷膨胀率和体缩率均较小,若直接利用膨胀土进行路基与地基填筑,该压实度下土样不仅具备较大的刚度与强度且胀缩变形较小。经石灰改性后,膨胀力与湿胀变形基本消除,干缩变形大幅降低,胀缩总率仅为0.7%。膨胀土与石灰土渗透系数均很小,且都随干密度的增大而降低,其与干密度的关系仍可用幂函数描述;石灰土的渗透系数大于相应压实度下的膨胀土;而当二者干密度相近时,渗透系数接近。     

自适应模糊神经网络在膨胀土胀缩等级分类中的应用

针对膨胀土胀缩等级分类这一多因素评判问题,在分析自适应模糊神经网络原理及结构的基础上,利用减法聚类获得模糊推理规则数目,确定网络结构,建立了适用于膨胀土分类的自适应模糊神经网络,并将其应用于两个实际工程的膨胀土分类中,取得了良好的效果。研究结果表明,自适应模糊神经网络能实现BP网络和模糊综合评判的分类功能,而且比BP网络具有更透明的网络结构、比模糊综合评判更具学习功能,在膨胀土胀缩等级的分类中显示出较强的适用性。     

膨胀土地区铁塔基础抗拔机理研究

在对高压输电线路的铁塔基础抗拔模型试验及原型试验的基础上,深入研究了膨胀土地基的抗拔性能,分析了土体位移、应力分布、承载能力以及破坏机理,指出了目前黏性土的抗拔理论计算中存在的缺陷,即土体的破坏不是只局限于破裂面的面破坏,而是整个土体内部的体破坏。提出了黏性土的抗拔承载力应由基础自重、基础上的土体重量、土的抗剪强度（破坏土体内部）以及应力重分布产生的地基承载力构成,并利用有限元进行了分析和验证。另外,对试验中的模型尺寸的影响也进行了分析。     

基于粗糙集的膨胀土分级指标重要性分析

现行的膨胀土分级指标相互之间存在一定的关联,具有不同的重要性。提出了运用粗糙集理论完善和优化膨胀土胀缩指标体系的分析方法,通过计算膨胀土评判指标与评判结果的粗糙依赖度来确定评价指标的重要性。计算结果表明,自由膨胀率、膨胀力、50 kPa压力下的膨胀率和胀缩总率4个指标中,自由膨胀率是评判膨胀土胀缩等级的1个最重要的指标,膨胀力、50 kPa压力下的膨胀率和胀缩总率的重要性依次降低。所提出的分析方法为优化与改进膨胀土胀缩等级评判指标体系提供了合理而有效的依据。     

膨胀土含水量记忆膨胀模型

在现场施工过程中膨胀土切坡很稳定,但当降水时膨胀土遇水膨胀,发生破坏,挖除坍滑的部分,切坡遇雨又继续破坏,不断往复,针对这一实际情况,结合以往的杆件单元模型提出了膨胀土的含水量膨胀模型。膨胀模型在外力作用以及历史上的最大含水量作用下对最大含水量具有记忆性,外力卸除,表现出一般土的特性,只有再次来临的含水量大于历史上的最大含水量时,才表现出膨胀土所特有的膨胀性。给出了此模型的应力-应变关系,与以往的弹塑性硬化体所不同之处的直观上的表现在于,此模型的应力-应变关系曲线整体发生了向左移动。     

鄂北膨胀土的矿物组成和化学成分分析

首先利用X射线衍射（XRD）对鄂北膨胀土中的不同矿物组成进行了鉴定,并根据衍射峰的强度和半高宽定量分析了各成分的含量,然后利用X射线能谱（EDX）对膨胀土中的化学元素组成进行了测定和分析,最后对膨胀土的结核现象进行了分析。其研究成果对评价膨胀土的潮解特性,揭示了膨胀土和改性膨胀土特性以及强度形成机理具有重要的意义,并为今后膨胀土的研究和应用提供了一定的理论依据。     

高速公路建设中中膨胀土特性的试验研究

随着高速公路建设的迅速发展,遇到的与膨胀土相关的工程问题也日益增多,以实际高速公路工程为依托,通过室内和现场试验,对中膨胀土的物理力学特性以及中膨胀土经过石灰改性处理后的的效果进行了研究。结果发现：未经石灰改性的中膨胀土在最佳含水量条件下有较高的强度,浸水饱和后膨胀量大,强度衰减很多,水稳定性很差;经石灰改性后的中膨胀土强度有很大提高,水稳定性也较好。这说明在工程建设中只要采取有效的处置措施和合理的施工方法,中膨胀土可以作为高速公路路堤的填筑材料。     

A general modelling of expansive and non-expansive clays

This paper presents an elastoplastic model for saturated expansive and non-expansive clays. The original feature of this model is that a plastic mechanism is introduced during unloading to take into account the irreversible swelling of the macroporosities. These strains are induced by the repulsive stresses which are unbalanced at the scale of the microporosities. Thus two yield surfaces are activated: a classical contact yield surface (F_C) similar to an associated modified Cam-clay approach and a swelling yield surface (F_R−A) based on the non-associated plasticity. The formulation considers that for the normally consolidated stress states, the strains are mainly produced by an increase of the contact stresses. For the overconsolidated stress states, the repulsive stresses balance the external stresses. The rheological parameters are easily determined from the results of either triaxial or oedometer tests. The model is then used in a finite element program, using the classical concepts of plasticity, especially for the loading–unloading criterion based on the sign of the plasticity multiplier. Simulations of the convergence of a gallery (under an earth retaining structure) sunk at great depth in Boom clay are presented. The results are compared with those obtained with the Cam-clay model. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.