非饱和弱膨胀土土−水特征曲线拟合与渗透系数模型预测

来源 :中南大学学报(自然科学版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:mysnake
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以新疆哈密地区高速铁路弱膨胀土为研究对象,采用压汞试验测定压实程度对土样微观孔隙结构的影响,采用压力板仪和滤纸法试验测定不同干密度下重塑土样的土?水特征曲线,并基于Fredlund&Xing模型对土?水特征曲线进行拟合分析,采用变水头法测量重塑土的饱和渗透系数,基于土?水特征曲线和Childs&Collis-Geroge模型预测非饱和弱膨胀土的渗透系数,并结合不同地区膨胀土Childs&Collis-Geroge模型渗透系数进行对比分析.研究结果表明:压实作用对非饱和膨胀土孔隙分布和土水特性影响显著;干密度越大,试样进气值越大,大孔隙体积减小越明显;Fredlund&Xing模型对土水特征曲线拟合效果最好;土体渗透系数均随干密度增大而减小,饱和渗透系数与干密度存在指数关系,非饱和渗透曲线受到干密度和膨胀潜势的共同影响.
其他文献
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为了对膨胀土边坡防护工程的健康状态进行精准、快速评价,参考现有的研究成果和行业规范,选取表征膨胀土边坡防护工程健康状态的指标,提出一种基于组合赋权和二分K?means聚类方法的膨胀土边坡防护工程健康诊断模型.该模型结合改进层次分析法确定的主观权重和CRITIC赋权法确定的客观权重,计算出组合权重,然后对指标数据进行量化处理,再运用二分K?means聚类算法确定膨胀土边坡防护工程的健康等级.最后,以南京市郊区某一膨胀土边坡防护工程为实例,将本文提出的健康诊断模型与模糊层次分析法(FAHP)以及高斯混合聚类方
以引江济淮试验段工程项目为研究对象,分析膨胀土抗剪强度指标在不同循环次数、脱湿温度、循环幅度、制样方式及高、低法向应力段下的变化规律.研究结果表明:循环次数、脱湿温度、循环幅度对膨胀土强度指标影响显著.相较于脱湿温度,循环幅度对黏聚力影响较小,对内摩擦角则基本无影响;原状样与重塑样强度指标变化规律虽然相似,但二者强度指标值明显不同,原状样5次干湿循环后的强度指标值与重塑样初始强度指标值更接近;高、低应力段下的强度指标值存在显著差异;直剪试验时宜包含低法向应力条件,以反映膨胀土边坡浅层滑动特性.
为了探究冻融循环对膨胀土静力特性的影响,以河南平顶山膨胀土为研究对象,开展不同初始含水率下膨胀土冻融循环试验,并对冻融循环后的膨胀土试样进行不固结不排水(UU)三轴剪切试验.研究结果表明:土体初始含水率变化对冻融循环后的膨胀土应力?应变关系、抗剪强度指标有显著影响;应力?应变关系随冻融次数的增加呈现出由强应变硬化型向弱应变硬化型发展的趋势;在高初始含水率下,膨胀土破坏强度、黏聚力随冻融循环次数的增加整体呈现出先快速衰减后趋于稳定的变化趋势,冻融稳定阶段黏聚力约为初始黏聚力的72.5%(含水率w=20%)和
针对列车荷载与湿度变化作用下改良膨胀土累积塑性变形问题,以浩吉(浩勒报吉—吉安)铁路三荆段中膨胀土为研究对象,在素膨胀土、石灰改良土和水泥改良土最优含水率(wopt)基础上分别增湿2%,4%和6%,通过多级连续加载和单级加载的动三轴对比试验,分析湿化幅度、应力水平和应力历史对膨胀土及其改良土累积应变特性的影响.通过时间硬化方法考虑应力历史的影响,建立多级加载模式下累积应变的预估模型.研究结果表明:在含水率增至wopt+2%后,素膨胀土累积应变急剧增大直至破坏;在含水率增至wopt+6%的过程中,改良膨胀土
为了充分利用资源,采用木质素纤维对季冻区膨胀土加以改性,提高其抗剪强度的可行性与效果.通过固结不排水三轴剪切试验对掺入不同木质素纤维质量分数的膨胀土及其经历冻融循环后的强度特性进行研究,并通过电镜扫描试验观察其微观结构,从微观层面揭示木质素纤维改善经历冻融循环前后膨胀土强度特性的机理.研究结果表明:将木质素纤维掺入膨胀土后,膨胀土自身抗拉能力能够限制其周围接触土体的变形,从而有效提高了膨胀土的“准黏聚力”,且随着纤维掺量增多,膨胀土的“准黏聚力”增幅越明显;膨胀土本身存在着一些天然微裂缝、贯通裂缝和孔隙,
通过无侧限抗压强度、动回弹模量、核磁共振、扫描电镜等试验,分析在干湿?冻融循环作用下,水泥改性膨胀土的强度特性与微观结构随初始含水率、水泥掺量、干湿循环和冻融循环次数的变化规律.研究结果表明:随着干湿?冻融循环次数和初始含水率增加,水泥改性膨胀土的抗压强度和动回弹模量降低;随着水泥掺量增大,膨胀土的抗压强度和动回弹模量增大,但水泥掺量存在着临界值;随着干湿、冻融循环次数增加,膨胀土中的大孔隙数量大幅增加,使得膨胀土的强度和动回弹模量降低,而掺加水泥能够有效抑制膨胀土中大孔隙的产生.
为了研究温度与化学溶液对膨胀土物理力学性质的影响机理,基于核磁共振技术分析了温度与化学溶液对宁明膨胀土中孔隙水动力学参数的影响,基于Arrhenius定律分析了宁明膨胀土纵向弛豫时间T1随温度的变化规律.研究结果表明:膨胀土中孔隙水基本处于吸附状态,平移相关时间和表面停留时间分别为1 ns和30μs;孔隙水有效扩散系数为3.61×10?7 cm2/s,比自由水扩散系数低2个数量级.宁明膨胀土T1分布呈基本对称的单峰,具有最低吸附水含量的CaCl2溶液饱和试样具有最低的有效活化能,但吸附水含量最高的饱水试样
为有效防护膨胀土边坡在降雨?蒸发循环作用下的失稳破坏,采用新型防渗护壁材料防护膨胀土边坡,但其抗入渗、抗冲刷性能及工作机理尚不清晰.为此,制作未防护、防渗护壁材料防护和三维植被网+防渗护壁材料防护3组膨胀土边坡模型,研究降雨?蒸发循环作用下边坡体积含水率、孔隙水压力、径流量、土体冲刷量、坡面冲蚀过程以及裂隙的变化规律,揭示新型防渗护壁材料防护膨胀土边坡的作用机理.研究结果表明:降雨入渗引起的含水率和孔隙水压力变化均具有一定的滞后性;防渗护壁材料防护边坡在同一深度的含水率对降雨入渗的响应时间最长,而素土边坡
极地海冰在全球气候变化中扮演着重要角色.在全球变暖背景下,北极海冰正在以过去千年来所未有的速率消退,预计到21世纪中叶或更早,北极海域将面临夏季无冰的状况.北极海冰减少不仅改变北极地区的生态和环境,还通过大尺度的海气环流影响中纬度地区,甚至是全球的天气和气候.文章简要介绍了北极海冰消退的特征和主要驱动机制,并对未来北极海冰消退机理研究进行了展望.