刘洋[1]2003年在《合肥膨胀土抗剪强度与含水量的关系研究及工程应用》文中研究表明在分析合肥地区的区域构造背景和第四纪地质特征的基础上，论述了合肥膨胀土的分布规律及其与地质构造的关系。实验研究了合肥膨胀土抗剪强度指标c和Φ与天然含水量之间的关系，并提出合肥膨胀土随含水量变化的抗剪强度公式。运用非饱和土渗流理论，建立了膨胀土边坡的一维降雨入渗模型，并求出其数值解。根据合肥地区的降雨特点，设定不同的降雨类型，分析了不同降雨条件下膨胀土边坡瞬态体积含水率分布规律。在此基础上建立了考虑降雨入渗影响的膨胀土边坡瞬态安全系数的计算公式并编制了计算程序JYBP，分析不同降雨条件对边坡稳定性的影响。此外，对合肥膨胀土中裂隙粘土的矿物进行X衍射分析，揭示了其与围土的区别并初步探讨了其存在对渗流的影响。
孙东彦[2]2017年在《冻融循环下镇赉地区非饱和盐渍土及石灰固化土的力学特性及机理研究》文中指出土壤盐渍化对工程建设、人类活动、经济发展等存在一定的威胁。吉林省镇赉县处于吉林省西部地区,该地区分布大量碳酸盐渍土,同时为典型的季冻土区。盐渍土中含有一定量的易溶盐,当含水率较低时,会有部分易溶盐饱和析出,以晶体的形式存在,当含水率逐渐升高时,易溶盐完全溶解于孔隙水中,会造成结构的破坏,降低土体的强度,因此盐渍土受含水率、含盐量等条件的影响极大。镇赉县冬季寒冷,夏季炎热,冻融循环会逐渐改变土体的内部结构而影响土体的强度。因此,有必要对镇赉地区盐渍土进行不同含水率、含盐量、冻融循环次数下的力学强度研究。同时,由于盐渍土易吸收外界的水分而不易消散,大大降低土体的强度,需对盐渍土进行改良。本文结合国家自然科学基金项目:“寒旱区土体盐渍化HTSM多场耦合地质环境系统灾变演化机理与工程效应研究”(NO.41430642),“松嫩平原分散土成因机制及水热盐耦合离子迁移模型研究”(N0.41372267),以镇赉地区盐渍土为研究对象,首先研究了盐渍土在不同含水率、含盐量及冻融循环次数下的无侧限抗压强度及抗剪强度的变化规律,但考虑到夏季多雨条件下盐渍土强度无法满足工程建设的需要,采用性价比较高的石灰进行改良,研究了石灰固化盐渍土在不同石灰掺量、养护龄期及冻融循环次数下的无侧限抗压强度及抗剪强度的变化规律。同时考虑到盐渍土为非饱和土,利用滤纸法对各影响因素下的盐渍土进行了基质吸力的量测,并分别建立了基质吸力与无侧限抗压强度及抗剪强度的关系式,为从机理上研究盐渍土及石灰固化盐渍土的力学性质提供了一定的依据。然后利用压汞法研究了盐渍土及石灰固化盐渍土的孔隙分布特征,并利用扫描电镜对微观结构进行了定性分析及定量分析,从微观角度解释了盐渍土及石灰固化盐渍土的变化规律。综合力学试验、非饱和基质吸力试验及微观试验,以宏观微观相结合的形式讨论了盐渍土及石灰固化盐渍土的变化机理。最后基于损伤理论,利用Weibull函数建立了盐溃土的损伤本构模型。在此基础上,将冻融循环次数考虑进模型中,建立了镇赉地区考虑冻融循环次数的损伤模型。论文共分8章,第1章为绪论,主要介绍选题依据、研究意义、国内外研究现状、文章的主要内容及技术路线、主要创新点等内容。第2章主要研究了结构性、含水率、含盐量、冻融循环次数对镇赉地区盐渍土无侧限抗压强度的影响及石灰掺量、养护龄期、冻融循环次数对石灰固化盐渍土无侧限抗压强度的影响。第3章主要研究了结构性、含水率、含盐量、冻融循环次数对镇赉地区盐渍土抗剪强度的影响及石灰掺量、养护龄期、冻融循环次数对固化盐渍土抗剪强度的影响。第4章主要研究了基质吸力与各影响因素的关系,同时建立了基质吸力与无侧限抗压强度、抗剪强度的关系式。第5章通过压汞试验及电镜试验研究了盐渍土的微观特性。第6章从机理上分析了盐渍土及石灰固化盐渍土的强度变化。第7章建立了盐渍土的弹塑性损伤模型。第8章为结论及建议,总结了文章的研究成果,并提出了下一步的计划。
刘洋, 王国强, 周健[3]2004年在《增湿条件下合肥膨胀土的强度特性》文中研究指明用标准湿砂法和滴水法试验研究了合肥膨胀土抗剪强度参数c、(？)随含水量的变化关系,提出了合肥膨胀土随含水量变化的抗剪强度公式并给出了合肥膨胀土的强度参数。分析了膨胀土抗剪强度随含水量的变化机理。并给出了考虑含水量的强度曲面,提出临界含水量的概念。研究对合肥地区乃至江淮地区的膨胀土工程的设计和预测都具有十分重要的意义。
程彬[4]2007年在《陕北Q_3黄土抗剪强度与含水量的关系及工程应用》文中提出本文对陕北黄土区域地质环境(包括地理位置、地形地貌、水文地质条件、气候条件等方面)进行了阐述,并对陕北黄土的宏观特征和工程特性进行了分析;通过常规直剪试验、叁轴试验,研究了陕北Q_3黄土抗剪强度随含水量变化的规律,并提出了陕北Q_3黄土随含水量变化的抗剪强度公式;运用非饱和土壤水分运动理论,建立了以体积含水率为因变量的一维降雨入渗模型,并求出其数值解,根据陕北地区的降雨特点,设定不同的降雨类型,分析了不同的降雨条件下Q_3黄土边坡瞬态体积含水率分布规律;在此基础上建立考虑降雨入渗影响的Q_3黄土边坡瞬态安全系数的计算公式并编制了计算程序,分析不同降雨条件对边坡稳定性的影响。
马壮[5]2007年在《吉林省西部盐渍土的研究》文中研究指明吉林省西部地区分布着大面积的盐渍土,由于受盐渍土不良工程性质的影响,本地区公路建设长期受到盐渍土地质病害的侵扰,公路大范围存在着路面沉降、路基塌陷等公路病害。为了从根本上解决公路受盐渍土危害的问题,本文以“松原至双辽”段高等级公路为例,探讨了碱性盐渍土的化学性质、物理特点和力学特性。为盐渍土地区公路建设和路基病害防治提供了可参考性建议。通过多次野外勘察,了解了盐渍土的野外特征和病害特点;通过现场对公路病害严重区域和盐渍土分布比较集中的地区进行样品采集,进行了室内土工试验研究,掌握了盐渍土基本的理化性质和力学特点;通过控制盐渍土内主要成分NaHCO3的含量,研究了盐渍土性质受含盐量影响;通过控制盐渍土的含水量,试验研究了盐渍土抗剪强度和含水量之间的关系;最终研究石灰的改性试验,研究不同含灰量的各项指标变化。研究结果表明:(1)该盐渍土主要成分为NaHCO3,碱性较强,含盐量不高,可称为碱土或苏打盐渍土。盐渍土的水溶液具有较大的碱性。(2)该盐渍土属于中压缩性的低液限粉质粘土,盐渍土矿物含量主要以石英和长石为主,粘土矿物主要是伊蒙混层,混层比在50%左右。(3)随着含盐量的增加,盐渍土的收缩性增强,抗剪强度有先减后增的趋势;(4)随着含水量的增加,土的抗剪强度减小明显;(5)加入石灰改造后,土的各项工程性质均有变好的趋势,通过不同加灰量的试验得到了最优加灰量。
李长春[6]2009年在《驷马山滁河分洪道边坡膨胀土大剪试验及相关研究》文中认为论文简要阐述了对膨胀土的认识过程,综述了膨胀土抗剪强度理论及其强度指标的获取方法,详细论述了大剪试验及反算法,并对其展开研究,获取试验数据。利用试验数据对驷马山滁河分洪道膨胀土的强度性质展开研究,并建立了抗剪强度指标与含水量、土块强度与土体强度之间的关系。最后对驷马山滁河分洪道边坡的稳定做了评价,并提出了治理措施。论文主要研究内容包括:介绍了膨胀土问题研究的工程背景及现实意义,在探讨了常用理论及方法的特点的基础上,分析了大剪试验和反算法在膨胀土强度指标获取中的可行性和优越性,并对大剪试验的基本原理及其试验方法展开研究。并针对驷马山滁河分洪道的特点,设计开发了大剪仪,编制了试验方案。对反算法的基本原理、计算公式和常用算法做了论述,对滑动面的确定进行了研究,并结合驷马山滁河分洪水道膨胀土边坡的工程地质特点,对其潜在滑动面进行反算,并获取了反算指标。完成了该地区膨胀土的室内常规试验,通过对常规试验数据的研究,就膨胀土抗剪强度指标与含水量之间的关系进行拟合,并就该地区膨胀土抗剪强度指标与含水量的关系,建立经验公式。从工程实际出发,利用上述研究成果以及获取的膨胀土强度指标,对驷马山滁河分洪道膨胀土边坡的稳定状态进行计算分析,并结合驷马山工程特点,提出具体治理措施。最后,总结了全文的研究成果,展望了今后进一步研究的方向。
李建华[7]2010年在《降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究》文中研究表明自从上世纪90年代以来,随着城市建设的发展,或为了使用方便,或因为地皮昂贵,或为了符合建设管理规定及人防要求,我国的工程建设不得不向地下和地上发展。接着高层建筑和市政工程的大量涌现,必然需要大量的基坑产生。在我国中、小城市,特别是大城市、沿海城市尤其是特区,随着建筑趋向高层化,地下的发展需求量越来越大,基坑逐渐向大深度方向发展。对于工程地质条件十分复杂,基坑的开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物、市政和地下管造成影响,特别是降雨、震动等外界因素的影响对基坑的稳定性很不利。对于基坑维护的方法很多,然而由于土钉支护经济,结构简单可靠且工期较短等优点,使得土钉支护在基坑围护、边坡支护、隧道围岩支护中迅速得到推广和应用。依托湖南省教育厅科学研究基金资助项目(03C579)的课题研究,本文开展了降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究工作。通过室内试验、模型试验、有限元分析相结合的方法进行了研究,主要取得如下几个方面的结论和创新成果：(1)基于非饱和叁轴试验系统,对不同含水量情况下南宁非饱和膨胀土的强度特性进行研究。研究表明：在定围压下,低含水量时的应力应变曲线呈微应变软化型,高含水量时的应力应变曲线呈应变硬化型；在低含水量的情况下高围压下的曲线呈应变硬化型,而低围压下剪切的试样其应力—应变曲线随着轴向应变的增加呈现出微弱的软化趋势。土体的抗剪强度对含水量的变化敏感性较大。随着含水量的增大,膨胀土的摩擦角线性减小；其粘聚力随含水量的增加先是增大,在最优含水量粘聚力达到最大值,随后随着含水量的继续增加,粘聚力逐渐减小。(2)通过改进的室内直剪试验,分别对南宁膨胀土和株洲红色粘土与混凝土块接触面进行直剪试验。试验研究表明：两者都可以用Mohr—Coulomb准则来描述接触面的强度,接触面的强度指标随干密度和直压力的增加而增大,随含水量的增加而降低。不同的是膨胀土接触面的剪切曲线呈加工软化型,而红色粘土接触面的剪切曲线呈加工硬化型。(3)通过建立室内模型实验,研究了土钉支护膨胀土边坡中不同含水量情况下的土钉受力特性、面板水平位移以及面板土压力变化规律。试验研究表明：土钉支护面板位移沿高度方向上呈中间大,两头小的抛物线形；由于膨胀土的吸水膨胀特性,坡顶向上隆起；对面板水平位移与含水量的回归分析,得知其与含水量的对数线性相关；土钉的存在,改变了边坡的应力分布,面板土压力的大小是基本是Rankine经验公式计算值的0.6倍。(4)基于大型有限元计算软件ADINA对试验模型进行数值仿真模拟分析,由计算结果与实测结果分析得到以下结论：模拟计算得到的土钉轴力、边坡位移与试验实测数据相吻合,说明本文的有限元模型是正确的,所以运用有限元软件来模拟计算实际工程,具有较高的应用价值。
刘海霞, 王莉, 邢姣秀[8]2006年在《重塑非饱和土抗剪强度指标与含水状态变化的关系》文中研究指明土体含水状态的变化对非饱和土强度的影响极为明显,对重塑非饱和粉质粘土抗剪强度进行分析,建立非饱和土抗剪强度的计算模型。通过室内非饱和土快速剪切试验,得到不同含水量的非饱和土抗剪强度指标,根据数值分析,建立重塑非饱和粉质粘土抗剪强度指标与含水量的关系,为工程设计及施工提供依据。
刘洋, 王国强, 周健[9]2005年在《降雨条件下膨胀土基坑边坡稳定性分析》文中认为应用非饱和土一维降雨入渗模型模拟膨胀土基坑边坡在降雨入渗条件下的水分运移规律。通过试验研究了合肥膨胀土抗剪强度随含水量变化的关系。在此基础上,研究了考虑降雨入渗影响的膨胀土基坑边坡稳定性问题。研究表明,随降雨历时的增加边坡的安全系数逐渐变小,边坡最危险滑动面有向浅层发展的趋势。对于膨胀土边坡的浅层滑动面,采用折线滑动面比圆弧滑动面更接近于实际情况。
夏蒙[10]2013年在《膨胀土非饱和特性试验研究及其在边坡稳定性分析中的应用》文中研究表明膨胀土含有大量粘土矿物,对水的变化非常敏感。它会随着环境的干湿交替变化不断发生收缩和膨胀,使大气影响深度范围内的土体结构产生破坏,强度发生明显的衰减,进而导致各种工程灾害,并带来巨大的经济损失。安康迁建机场由于位于膨胀土地区,将不可避免的遇到膨胀土问题,加之,膨胀土作为一类特殊的非饱和土,经典的土力学理论在此问题中已无能为力。因此,研究膨胀土的非饱和特性及其边坡稳定性对实际工程有重大的理论和现实意义。首先,在研究区开展大量的野外工程地质调查及取样工作,查明了工程地质条件及不良地质现象,结合前人的研究成果,总结了安康膨胀土的基本特性,对所取大量原状膨胀土样展开室内试验研究。利用非饱和土固结仪测定膨胀土在有荷、无荷条件下的土-水特征曲线,发现：施加竖向压力后,土样被压密,初始饱和含水量降低,曲线较缓,说明应力状态影响了膨胀土的储水系数,降低了渗透系数。在此基础上,依据饱和渗透系数及无荷条件下的土-水特征曲线预测了非饱和膨胀土的渗透系数。其次,对膨胀土样进行干湿循环,观察了裂隙的开展规律,利用非饱和土直剪仪进行不同基质吸力控制下的直剪试验,讨论了干湿循环次数及基质吸力对抗剪强度参数的影响,并拟合出非饱和膨胀土抗剪强度随着干湿循环的衰减公式。再次,对渗流作用下非饱和膨胀土边坡的稳定性进行研究。建立了不同地下水位高度的边坡数值分析模型,模拟了不同降雨工况下边坡内浅表层及原状土层渗流场的变化,并在此基础上进行边坡稳定性计算。结果表明：地下水位越高,边坡表层负孔隙水压力越小,雨水入渗越快,降雨初期的稳定性系数降低的速率就越大；总降雨量一定时,降雨强度越大,暂态饱和区范围越大,稳定性系数越小；降雨停止后,坡体暂态饱和区内的水分不断入渗,浅表层内水位降低,土体抗剪强度升高,稳定性系数加大。最后,探讨了坡度及抗剪强度指标对膨胀土边坡稳定性的影响。结果表明：坡度越缓,边坡越稳定；未考虑表层风化时,边坡的稳定性较高、潜在滑裂面的深度较大；考虑表层风化后,边坡的稳定性明显降低,且滑裂面集中在浅层发生；坡度越大,粘聚力的影响程度越大；坡度越小,内摩擦角的影响程度越大。
参考文献：
[1]. 合肥膨胀土抗剪强度与含水量的关系研究及工程应用[D]. 刘洋. 合肥工业大学. 2003
[2]. 冻融循环下镇赉地区非饱和盐渍土及石灰固化土的力学特性及机理研究[D]. 孙东彦. 吉林大学. 2017
[3]. 增湿条件下合肥膨胀土的强度特性[J]. 刘洋, 王国强, 周健. 勘察科学技术. 2004
[4]. 陕北Q_3黄土抗剪强度与含水量的关系及工程应用[D]. 程彬. 煤炭科学研究总院. 2007
[5]. 吉林省西部盐渍土的研究[D]. 马壮. 吉林大学. 2007
[6]. 驷马山滁河分洪道边坡膨胀土大剪试验及相关研究[D]. 李长春. 合肥工业大学. 2009
[7]. 降雨条件下膨胀土与土钉支护结构相互作用研究[D]. 李建华. 湖南工业大学. 2010
[8]. 重塑非饱和土抗剪强度指标与含水状态变化的关系[J]. 刘海霞, 王莉, 邢姣秀. 黑龙江工程学院学报. 2006
[9]. 降雨条件下膨胀土基坑边坡稳定性分析[J]. 刘洋, 王国强, 周健. 地下空间与工程学报. 2005
[10]. 膨胀土非饱和特性试验研究及其在边坡稳定性分析中的应用[D]. 夏蒙. 西北大学. 2013
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