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李洪峰 《东北林业大学学报》2012,40(6):108-110,136
依托同三高速公路扩建工程方正—哈尔滨段加宽一侧粉质黏土路基,采用室内三轴试验方法,研究了不同压实度、不同含水率下不同冻融次数后土体强度指标的变化规律。试验结果表明粉质黏土冻融后强度指标发生规律性变化:土的黏聚力损失随着冻融次数增多而增大,同一压实度下含水率高的土体黏聚力损失幅度较大;土的内摩擦角随着冻融次数的增多有逐渐增长的趋势,但增长幅度较小。运用Matlab对试验数据进行回归分析,建立了同一压实度下粉质黏土黏聚力、内摩擦角与含水率和冻融次数的回归方程。该方程能够直观模拟冻融对粉质黏土强度指标的影响规律,计算结果与实测结果吻合良好,可用于冻融后粉质黏土黏聚力和内摩擦角的计算。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2020,(2)
为探究初始含水率、压实度、加筋间距、冻融次数、冻结温度和上部荷载等因素对土体冻融作用强弱的影响,以沈阳地区粉质黏土为研究对象,采用25组室内冻融循环正交试验分别测得各因素组合下土体上、中、下3个部位冻融后土体含水率,利用SPSS软件拟合不同影响因素组合下各高度处的含水率的回归方程,分析了各因素在垂直方向上对含水率变化规律的影响。结果表明:冻融循环为1次且冻结温度分别为-5,-10,-15℃或冻融循环为3次且冻结温度分别为-5,-10,-15,-20,-25℃时,冻融后土体上部含水率较大,其他加筋方式均呈现下部含水率较大。其中,当加筋间距为150mm和200mm时,冻融后土体含水率值呈现为下部中部上部。土体内加入格栅有利于冻融后液态水的下渗。当初始含水率相同时,冻融后土体各高度处的含水率随冻融次数的增加而增加。加筋间距对冻融后土体中部和下部含水率的影响最为显著,与冻融次数的交互作用对中部含水率有着显著影响。因此,较小的初始含水率和较小的加筋间距有利于增强冻融后土体的强度,为季冻区实际工程的施工提供理论基础,使加筋材料能够更合理化和高效化的利用。 相似文献
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《东北农业大学学报》2020,(3)
封闭条件下,对重塑粉质黏土试样作冻融处理。在试样融化过程中将冻融交界面融化到指定位置,以快剪试验研究冻融交界面处土体抗剪强度参数粘聚力c、内摩擦角φ数值变化,冻融交界面附近土层含水率及冻融交界面处抗剪强度参数与界面附近水分变化关系。结果表明,冻融界面土体粘聚力和内摩擦角总体均随界面含水率增大而减小,粘聚力受含水率影响较大,其中初始含水率为24%试样降幅最大,达10.79%;而内摩擦角影响较小。界面附近含水率增加,增幅随试样初始含水率增大而增大。 相似文献
4.
【目的】研究冻融作用对重塑黄土渗透特性的影响,为季节冻土区黄土边坡、道路及堤坝等工程的设计和施工提供参考。【方法】以Q3黄土为研究对象,在封闭系统下进行快速冻融循环试验,每个循环为-20℃冻结12h,20℃融化12h,冻融循环次数分别为0,2,4,5,10,14,17和20。将干密度为1.7g/cm~3、含水率为18.0%的重塑黄土样制成长×宽×高为1cm×1cm×2cm的长条形样品,然后置于高低温试验箱进行冻融循环处理;将冻融后的样品风干后进行扫描电镜观察,并定量分析重塑黄土的骨架颗粒形态、连接方式、孔隙形态及孔隙面积比等微观结构特征。同时制作含水率分别为15.0%,18.0%,21.0%,28.0%及饱和含水率的土样,分5层压制成干密度分别为1.4,1.5,1.6和1.7g/cm~3的黄土三轴样,然后置于高低温试验箱进行冻融循环试验;最后在围压分别为100,200,300和400kPa条件下进行三轴黄土渗透试验,分析围压、含水率、干密度和冻融循环次数对黄土渗透特性的影响。【结果】冻融作用对土体表面结构破坏严重,有横向和纵向裂缝。冻融过程中,重塑黄土土体微观结构发生了明显变化,集团粒数量明显减少,土粒胶结性变差;随着冻融循环次数的增加,土样的孔隙面积比呈指数增大趋势,冻融循环20次后孔隙面积比由0.76增加到0.79。渗透系数随围压的增大表现出指数衰减特征,且围压为400kPa时渗透系数差异较小;随着干密度和初始含水率的增加,渗透系数表现出抛物线变化特征,且干密度和含水率分别为1.6g/cm~3和21.0%左右时,渗透系数较大;渗透系数随冻融循环次数增加表现出指数增大特征,冻融循环20次后渗透系数增加1~2个量级。【结论】经历冻融循环后,重塑黄土土体的结构强度遭受一定程度破坏,渗透性增强,冻融循环20次后黄土土体渗透特性趋于稳定;冻融过程中产生的裂缝是诱发黄土土体渗透性增强的主要原因;冻融过程中重塑黄土渗透特性与土的初始状态、冻融循环次数及围压密切相关。 相似文献
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非饱和原状黄土冻融强度研究 总被引：5，自引：0，他引：5
【目的】对非饱和原状黄土经历冻融循环后强度的变化规律进行研究,为分析黄土地区冻融病害机理提供参考。【方法】制备含水率分别为16.5%,20.5%,24.0%,29.0%和32.5%的非饱和原状黄土,采用可设定温度的冰柜冻结及室外融化的方法进行冻融循环处理,冻结温度分别为-8,-13,-21℃,冻融循环次数分别为1,3,5,7次,然后对冻融循环后的土样进行直剪试验,得到受冻融循环影响的土体抗剪强度参数,分析冻融循环次数、含水率、冻结温度对黏聚力和内摩擦角的影响规律。基于-21℃下黏聚力随冻融循环次数变化的数据,拟合得到黏聚力劣化模型表达式。【结果】在16.5%,20.5%,24.0%,29.0%和32.5%含水率下,-21℃冻融循环7次之后土样黏聚力分别由24.50,18.52,12.69,9.56和7.56kPa降低到21.04,13.52,7.45,2.60和0.23kPa,含水率32.5%的原状土样黏聚力减小量最大。同一含水率下黏聚力随冻融循环次数的增加呈指数减小,随着冻结温度的降低,黏聚力变化并不明显。内摩擦角在冻融循环后增加量为1°~2°。拟合得到了非饱和原状黄土黏聚力劣化模型表达式,其拟合结果与实测结果的相关系数均在0.937以上,计算值与实测值基本吻合,拟合度较高。【结论】同一含水率下原状黄土黏聚力随冻融次数的增加呈指数减小。冻结温度对不同含水率原状土样冻融后黏聚力与内摩擦角的影响不显著。 相似文献
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压实法是直接减轻渠基土冻胀的措施之一，在以往的实际工程中已取得了良好的防冻胀效果。因此，寻求在冻结过程中压实度等因素对冻胀规律的影响是重中之重。以盘锦市盘山灌区低液限粉质黏土为研究对象，分别将渠基土的压实度控制为87%、92%、97%，在单向冻结条件下进行封闭和开放系统下的室内冻融循环试验，经历冻胀1次、冻融2次后再冻胀、冻融4次后再冻胀，分析压实度对低液限粉质黏土冻融特性的影响规律。结果表明：针对封闭系统而言，压实度的增大对冻结锋面的形成时间影响较小；针对开放系统而言，压实使冻结历时均延长且比同一压实度下封闭系统的更长；无论封闭系统还是开放系统，压实度越大的土体内部，冻结锋面的迁移速率越慢，因而土体内部水分迁移速率减慢，含水率降低；封闭系统下，集中表现为含水率向3 cm上部冻结锋面附近集中；开放系统下，补给层水源补给的水分迁移高度约至冻结层的50%；多次冻融循环会使土体压实度减小，随冻融循环次数增加，土体结构呈稳定状态；随压实度增加土体冻胀率显著降低，后趋于平稳，对土体进行二次压实可以明显减轻冻融破坏的发生程度。兼顾实际灌区施工条件和经济效益综合分析得出：封闭系统下，渠基土选取压实度... 相似文献
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含水率对粉质粘土抗剪强度的影响研究 总被引：5，自引：0，他引：5
本文以压实后粉质粘土为对象,在两种干密度状态下对其进行直接剪切试验,分析了含水率对抗剪强度参数粘聚力和内摩擦角的影响,并得到了相应的关系式.通过各种含水率状态下的关系图式分析了含水率对抗剪强度的影响. 相似文献
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【目的】研究含水率与干密度对砂质黄土强度的影响,揭示土体力学强度与结构强度对沙漠-黄土高原过渡区砂质黄土边坡滑塌的影响。【方法】通过直接剪切试验,分析了砂质黄土含水率(7%,11%,15%和19%)、干密度(1.60,1.65,1.70和1.75 g/cm~3)、砂粒质量分数(30%,35%,40%和45%)对抗剪强度及其参数的影响。在此基础上,通过砂质黄土构度试验,分析其结构强度特性规律并建立其与抗剪强度之间的关系,对比分析含水率、土性(砂质黄土、粉质黄土、黏质黄土)对构度的影响。【结果】砂质黄土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随着含水率的增大而逐渐减小,含水率由7%增加到19%时,其黏聚力由5.5 kPa降低至2.0 kPa,内摩擦角由33.22°降低至26.98°。砂质黄土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随着干密度的增大而逐渐增大,干密度由1.60 g/cm~3增加到1.75 g/cm~3时,其黏聚力由5.5 kPa增加至60.5 kPa,内摩擦角由25.64°增加至26.15°。砂质黄土的抗剪强度、内摩擦角随着砂粒质量分数的增大而逐渐增大,黏聚力随着砂粒质量分数的增大而逐渐减小,砂粒质量分数由30%增加到45%时,其黏聚力由3.82 kPa降低至1.48 kPa,内摩擦角由22.56°增加至25.42°。砂质黄土、粉质黄土、黏质黄土的构度均随着含水率的增加而逐渐降低,含水率由7%增加到19%时砂质黄土构度下降了38.83%,粉质黄土构度下降了84.57%,黏质黄土构度下降了34.89%。随着砂质黄土构度的增加,其抗剪强度也随之增加,亦即结构性越强其抗剪强度越大。【结论】含水率与干密度对砂质黄土剪切强度及结构强度影响较大,应重视因含水率增加或干密度降低使得土体剪切强度及结构强度降低,进而引发黄土滑塌的灾害。 相似文献
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张逯见 《山东农业大学学报(自然科学版)》2020,51(2)
冻融循环损伤作用是影响膨胀土边坡的安全建设与运营的重要影响因素。为了研究冻融循环引起膨胀土力学特性的衰减规律,本文对南水北调中线的渠道边坡膨胀土试样进行0～8次的冻融循环处理,然后对土样开展围压为100、200、和300 k Pa的三轴固结排水剪切试验,并对土体强度指标的冻融劣化效应进行了定量评价。结果表明:不同冻融循环次数下膨胀土的三轴剪切强度与围压保持线性正相关的关系;同一循环次数下,三轴剪切强度在0～6次冻融循环次数增加有明显下降趋势,6～8次冻融后几乎保持稳定;根据摩尔库伦准则计算了土体的强度指标—内聚力c和有效内摩擦角φ,对数函数可以对强度指标和循环次数的关系进行有效拟合;根据试验结果提出一个考虑冻融循环次数的强度表达式,由此预测了膨胀土在多次冻融循环后的强度指标。 相似文献
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文章通过对现场低液限粉质黏土进行水泥土改良试验,分析不同含水率土体在不同水泥掺量下的碾压试验数据,得出洞庭湖区低液限粉质黏土的碾压参数,研究成果可为湖区类似土质的设计施工提供参考。 相似文献
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冻融作用对草甸土物理力学性质的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
以与棕壤土穿插分布的草甸土为研究对象,采用室内冻融循环试验得出不同冻融循环次数与土壤含水率条件下草甸土容重、孔隙度、渗透性以及抗剪强度等物理力学性质的变化规律。结果表明:随冻融循环次数的增加,土壤容重、粘聚力先减小后增大,之后趋于稳定,内摩擦角略有增大;而孔隙度、渗透系数则先增大后减小,之后趋于稳定,当循环次数在1～5次之间,孔隙度、渗透系数增大较明显,但增大幅度减小;在相同冻融循环周期条件下,随含水率的增大,土壤容重、土壤孔隙度、土壤渗透系数、土壤粘聚力和内摩擦角均呈现出减小的特征。 相似文献
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【目的】研究冻融作用下土的物理力学性质的变化,构建一种同时考虑荷载效应和冻融循环的损伤模型,为预测冻土地基反复冻融作用下的沉降变形提供理论基础。【方法】以青藏铁路沿线常见的粉质黏土为研究对象,制备了20组同一目标含水量(16%)和干容重(1.30g/cm3)的重塑试样,开展了3种正压力(100,200和300kPa)下的直接剪切试验,剪切变形速率控制为0.8mm/min。以粉质黏土的抗剪强度数据为基础,采用3种常用的分布函数(正态分布、对数正态分布和Weibull分布),分析了粉质黏土的抗剪强度分布特征。之后基于Weibull概率密度函数和Lemaitre等效应力原理,推导出三维应力条件下冻土的本构关系;采用Drucker-Prager强度准则反映荷载所致土结构损伤,并选取冻融数次后弹性模量描述冻融循环所致结构损伤,最后提出了一种同时考虑冻融作用和荷载效应的损伤变量,并嵌入冻土损伤本构关系,构建了损伤模型。采用冻融试验数据和三轴剪切试验数据,验证该模型的合理性。【结果】相比于正态分布和对数正态分布,粉质黏土的强度数据更符合Weibull分布规律,曲线吻合程度和最大偏差均最小。验证试验结果表明,构建的损伤模型的计算结果与试验结果的相关系数均高于0.70,说明该模型能够较好地描述粉质黏土冻融数次后的应力应变特征。【结论】成功构建了一种同时考虑荷载效应和冻融作用的损伤模型,这为统计损伤本构关系的研究和有效的工程应用提供了参考依据。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2017,(3)
土质墙体日光温室是一种在我国北方广泛应用的温室类型,目前的主要研究集中于对土质墙体保温、蓄热等功能特性的分析,而关于土质墙体结构稳定性的研究鲜见报道。本研究以辽宁省日光温室蔬菜主产区典型的9种土质为研究对象,借鉴边坡变形失稳机理的分析方法,从土体含水量出发,通过获取土样的基本物理力学指标,分析不同土样含水量与粘聚力、内摩擦角的关系,基于土样抗剪强度的试验结果,运用ANSYS软件对9种土质日光温室墙体的屈服破坏行为进行数值模拟,初步探索含水量与土质墙体稳定性的关系。结果表明:基于土样的基本物理力学性质,将试验所用土分类为黏土、粉质黏土及沙土。随着含水量的增加,黏土、粉质黏土和沙土的含水量与粘聚力均呈二阶指数衰减趋势,与内摩擦角呈线性负相关关系;黏土、粉质黏土和沙土含水量分别超过26%、16%和14%时极易引起日光温室土质墙体失稳;在此含水量范围内,外坡角增加到70°时,土质墙体的塑性区域逐渐由坡体内部发展到外坡角区域,且靠近地面附近的墙体是应力集中的主要区域,最易发生屈服破坏。用黏土、粉质黏土、沙土建造日光温室土质墙体时,建议含水量分别不宜超过26%、16%和14%,外坡角的合理范围为60°~70°,在进行土质墙体设计和支护时应充分考虑应力的主要集中区域。本研究对提高土质墙体结构日光温室设计及建造质量具有一定的指导意义。 相似文献
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《沈阳农业大学学报》2014,(3)
为了探讨冻融环境下水土混合样磷的吸附-解析特性,人工模拟冻融环境,以棕壤土样与溶液混合后进行冻融循环试验,探讨冻融循环次数和外源磷含量对磷吸附解析机制的影响。结果表明:经过冻融循环的土样有更强的缓冲能力;外源磷含量越高其吸附量越大,随着冻融循环次数增多吸附量减少、吸附速率降低;不同外源磷含量土样均在未冻融时吸附量最大,1次冻融后吸附量减少最多;第3次冻融时吸附量再次增加;6次冻融循环后,不同外源磷含量土样的P吸附量均趋于动态平衡。外源磷含量对棕壤磷吸附的影响相对较大。解析量随着解析次数的增加而减少,最终趋于稳定,且经过冻融的水土混合样比单一土样的P吸附量、解析量大。 相似文献
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选择钙质紫色土和中性紫色土为工程试样,通过室内多级三轴剪切试验测定了含水率和干密度交互作用对土坎稳定性重要指标——土壤抗剪强度指标的影响,确定了紫色土土坎坎高及外边坡稳定角的取值,以优化土坎设计.结果表明:干密度和含水率交互作用对土壤粘聚力的影响下,钙质紫色土和中性紫色土土坎土质的最优含水率分别为11%,8%,最优干密度分别为1.7,1.68g/cm3;在紫色土最优干密度和含水率下,考虑占地和稳定性因素,钙质紫色土土坎高度不宜超过2.0m,其外边坡坡度角可设计为80°;中性紫色土土坎高度不宜超过1.5m,其外边坡坡度角可设计为60°.本文旨在为紫色土区国土整治土坎修筑工程提供理论指导. 相似文献
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南疆路基盐渍土冻融循环的盐胀性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了研究经过多次冻融循环南疆路基盐渍土的盐胀性,本试验采用室内冻融循环模拟实验,通过对相同压实密度、含水率的含盐和不含盐的两组试验进行研究分析,分析研究路基中盐渍土的盐胀性在不同含盐量、含水率、不均匀系数、干密度下盐胀性的变化规律,分析研究各个因素对盐渍土盐胀性的影响,有利于通过优化盐渍土路基中的含盐量、含水率及温度等因素来达到一定程度控制盐胀的目的,从而来减少路基中盐胀性的危害。 相似文献