Laboratory Study for Influence of Clay Content (CC) on Wave-Induced Liquefaction in Marine Sediments

In this artice, the influence of clay content on the wave-induced liquefaction in marine sediments was reported. The one-dimensional (1-D) equipment was setup with a vertical cylinder and 1.8–m–thick clayey sandy deposit and 0.2–m–thick water above the deposit. Unlike the previous experimental study for a single soil layer, this study used sand-kaolin mixtures, sand-illite mixtures, and sand-bentonite mixtures as the experimental samples. A series of experiments with 3,000 wave cycles in each test were conducted under numerous wave and soil conditions, which allowed us to examine the influence of clay content (CC) on wave-induced liquefaction in marine sediments. The experimental results showed that the clayey sandy deposit will become prone to liquefaction with the increase of CC when CC is less than a critical value, which depends on the type of clay. However, when CC is greater than the critical value, liquefaction depth will decrease as CC increases. Furthermore, when the CC value reaches a certain level, liquefaction will not occur. For example, no liquefaction occurs when CC ≥ 33% for both kaolin-sand and illite-sand mixtures and CC ≥ 16.36% for bentonite-sand mixtures.     

Heterogeneous aquitard properties in sedimentary successions in the Apennine chain: case studies in southern Italy

The aim of this study was to analyse the hydrogeologic role of siliciclastic deposits and marly‐clayey‐calcareous successions within the carbonate Apennine chain (southern Italy). The study was carried out along the northern part of the Matese carbonate massif through (1) the hydraulic characterization of siliciclastic rocks in a test site, by means of Lugeon tests, and (2) the identification of the groundwater flow system discharging at an important spring located within a marly‐clayey‐calcareous succession in a second test site, by means of isotopic investigations. The results showed that the investigated siliciclastic deposits and marly‐clayey‐calcareous successions may allow significant groundwater discharge from carbonate aquifers. Thus, they do not everywhere behave as aquitard, contrary to the previous model. Instead, groundwater flows through the upper part of these successions, where stress release fracturing enhanced rock permeability in the near‐surface bedrock. Thus, these successions may locally be a new groundwater source within the southern Apennine chain. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

深层水漏斗区开采量组成变化特征与机制

为阐明强烈开采条件下华北平原深层水的开采水量来源及组成问题,以德州地区深层水漏斗分布区为重点研究区,通过基于大量钻孔资料对含水层组及其粘性土夹层或透镜体的分析和野外地下水采样、动态监测及地面沉降测量资料等分析,采用分层、分区计算方法对漏斗中心至外围的各分区弹性释水量、粘性土压密释水量、侧向流入和越流补给量进行均衡计算。结果表明:在强烈开采条件下,深层水开采量中弹性释水量和压密释水量所占比率不是常量,随着深层水位下降的幅度和深度增大、超采释压持续时间愈长、开采层中粘性土夹层或透镜体愈多,则区内弹性释水和压密释水的强度及累积地面沉降量愈大;愈靠近漏斗中心,弹性和压密释水强度愈大,相同降深下平均单位降深的地面沉降量愈小。在深层水开采量中粘性土压密释水占35.5%~61.9%,与地面沉降密切相关。     

深层黏性土变形破坏的影响因素分析

河南刘河煤矿矿二1煤层上为厚度20~40m的第四系覆盖层,其中黏土层平均厚度为6.6m。由于第四系孔隙水含水组的四个含水段均为富水性中等及以上含水层,所以该层黏性土在受到上覆高压影响后能否控制顶板突水显得尤为关键,是解决新生界含水层下的安全开采的关键问题。通过室内实验测得该矿深度约在150m的4个钻孔土样的物理参数和土颗粒级配分析,按实验结果模拟深层黏性土,考虑受力面积、含水率和厚度3个影响黏性土破坏的主要因素,利用正交实验原理安排实验。结果表明,受力面积和含水率越大,黏性土的破坏程度增大;黏性土的厚度越大,破坏程度相应减小;3个因素中,受力面积的影响最大;当黏性土含水率在10%~25%,受力面积越小,厚度越大,黏性土不易发生破坏。该研究对预防和保证矿山安全生产具有重要意义。     

聚丙烯纤维复合土抗裂补强特性试验研究

将聚丙烯纤维按不同类型、不同组合、不同含量掺入土中的三轴压缩试验,研究了聚丙烯纤维复合土的应力-应变性状及对复合土强度特性的影响。试验结果表明,加固黏性土要选择分散性好的束状单丝聚丙烯纤维,而不是网状聚丙烯纤维,聚丙烯纤维按占土质量0.2%时为最佳掺入量,束状单丝聚丙烯纤维长度为6 mm+10 mm+15 mm+19 mm的4种组合较为理想,可使聚丙烯纤维复合土微结构联结强度得到明显改善,抗裂补强,黏性土抗剪强度得到极大的提高。     

疏浚粘土固结不排水应力-应变归一化特性分析

将疏浚粘土应力一应变关系与粘性土的含水率联系起来,对于实际工程而言具有很大的参考价值。传统重塑土应力一应变归一化特性的研究只是针对某一特定性质的土体而言,这种归一化的研究方法显然具有一定的局限性。采用归一化含水率w／wl作为归一化因子,对主应力差渐进值进行归一化．探讨了双对数坐标系下主应力差渐进值与w／wl的线性关系。在此基础上基于Konder提出的双曲线模型将主应力差渐进值作为归一化因子,对三种不同疏浚粘土的应力一应变特性进行归一化分析,通过与实验资料的对比表明,提出的方法具有很好的归一化效果。     

云南腾冲地区粘土质硅藻土公路滑坡形成机理 与防治优化设计

腾冲地区分布的粘土质硅藻土是一种特殊性的岩土体,具有孔隙大、密度低、含水量高,富含膨胀性粘土矿物、结构性强等特点。近年来已发生一系列与粘土质硅藻土相关的滑坡等地质灾害,造成了较大损失。在粘土质硅藻土工程地质特性测试分析的基础上,对腾冲地区粘土质硅藻土滑坡的分布特征和形成机理进行了研究,认为粘土质硅藻土滑坡以中小型滑坡为主,受公路切坡、采矿、降雨等因素影响较大;公路边坡滑坡多发生在坡体的中部和后部,在牵引作用下部分滑坡可发生大范围滑动。粘土质硅藻土具有膨胀性和极强的结构性,其边坡稳定性较差。以新修建腾泸公路边坡滑坡为例,对S238省道冯家大山滑坡的形成机理进行了探讨,认为受粘土质硅藻土膨胀性、结构性等的影响,人类工程扰动、降雨等引起边坡表部土体出现强度分层、膨胀性增强和力学强度降低,从而导致原支护结构破坏;在此基础上,对冯家大山边坡进行了优化设计和数值模拟分析,提出了综合防治建议。     

粘性土在不同温度下龟裂的发展及其机理讨论

通过试验,研究了粘性土在不同温度下龟裂的发生和发展规律,运用计算机图像处理和编程技术,对不同温度下获得的粘性土龟裂网络的几何结构和形态特征进行了定量分析。结果表明：龟裂的发展过程可分为四个阶段,温度效应十分明显。温度越高,龟裂形貌越简单,龟裂条纹越宽,而在较低的温度下,龟裂的形貌比较复杂,龟裂条纹纤细且间距较密,表面比较破碎;从粘土矿物双电层理论对龟裂的形成机理提出了一种新的解释;在试验中还发现了一个十分有趣的现象,即大部分龟裂都呈垂直或近似垂直相交,被龟裂分割出的区块形状多以四边形为主,其它多边形较少;最后提出了龟裂研究的下一步课题。     

武昌地区含粘性土粉砂承载力探讨

以武昌某高层建筑群岩土工程勘察为例,采用规范查表、理论公式计算、现场载荷试验等方法,并结合物理力学指标特征对含粘性土粉砂的承载力进行分析,结果表明：武昌地区含粘性土粉砂是一种有别于一般粉砂、粉土和粘性土的混合土,在工程性质上,它更接近于粘性土而非粉砂。含粘性土粉砂承载力的确定方法应以现场载荷试验和理论公式计算为主,且计算结果与载荷试验结果应具可比性。     

冻结粘性土的变形分析

通过三轴压缩试验条件下冻结粘性土变形分析,发现冻结粘性土的体应变明显不为零,随荷载的变化而变化。加荷初期试样体积收缩。但随着荷载的进一步增大而变为膨胀;轴向应变则随偏应力的增大而磁大,表现出明显的粘塑性特征。应力－应变曲线上的准弹性段、屈服处和粘塑性段刚好分别对应体变曲线上的体缩段、体缩量大处和膨胀段。根据冻结粘性土变形曲线。给出了考虑体变形的应力－应变关系。