刺槐豆胶改良黏土的抗冲刷及抗崩解性能研究

为解决广西阳朔地区河道岸坡处红黏土工程地质稳定性差的问题,拟采用刺槐豆胶对该地区红黏土进行改良.通过一系列冲刷及崩解试验,探究了刺槐豆胶掺量及养护龄期对刺槐豆胶改良黏土抗冲刷及抗崩解特性的影响.试验结果表明：刺槐豆胶改良黏土的抗冲刷强度和抗崩解性能主要受刺槐豆胶掺量的影响;随着刺槐豆胶掺量的增加,刺槐豆胶改良黏土的抗冲刷系数呈现先增大后减小的规律,刺槐豆胶掺量为0.3%时,刺槐豆胶改良黏土的抗冲刷性能最强;随着刺槐豆胶掺量的增加,刺槐豆胶改良黏土的抗崩解性能逐渐增强,刺槐豆胶掺量为0.5%时,刺槐豆胶改良黏土的抗崩解性能最强.     

压实度与初始含水率对红黏土崩解特性的影响

为了研究压实度和初始含水率对红黏土的崩解影响机制,将取自桂林市南郊的红黏土压制成不同压实度和初始含水率的试样,采用自制仪器进行崩解性试验,计算不同时间的累积崩解率.同时,基于非饱和土力学分析不同初始条件下红黏土的崩解机制.试验结果表明:非饱和红黏土的崩解率随压实度增大而增大,随初始含水率增大则先减小后增大,最优含水率土...     

基于生物胶复合黏土的陡坡客土基材抗剪强度试验研究

为研究生物胶对陡坡客土基材抗剪切特性的影响,通过室内直剪试验探究了黏土剪切力学特性随生物胶含量和养护时间的变化规律,并采用扫描电镜方法对其强化机理进行了讨论.结果表明,天然刺槐豆胶作为生物胶添加剂可以大幅提升黏土的抗剪强度,其抗剪强度随着刺槐豆胶含量的增加而增加,最高可达到243.33 kPa;然而,刺槐豆胶含量由1.5%增加至2%时,黏土的抗剪强度仅提升2.1%,考虑到经济因素,因此本研究用刺槐豆胶加固黏土的最优含量是1.5%;此外,养护时间与试样抗剪强度呈正相关,养护7 d后,试样抗剪强度可达123.57 kPa.养护龄期越长,刺槐豆胶、水和土颗粒越能够充分结合.刺槐豆胶的掺入增强土粒间胶结作用,填补土颗粒之间的孔隙,增强了颗粒间的胶结,进而增加土体黏聚力,提升土体宏观剪切性能.     

压实土体崩解特性试验研究

基于传统崩解试验方法精度较低的问题,研制了一套压实土体崩解试验系统。查明了压实土体试验中崩解时间和崩解量的变化规律,利用自主研制的试验装置,开展了崩解试验研究。分析了含水率、密实度、颗粒级配、颗粒种类等因素对压实土体崩解时间和崩解量的影响。试验结果表明:对于砂岩颗粒土料,含水率对崩解量和崩解时间的影响较大;而相对密实度对崩解量和崩解时间影响较小。对于泥岩颗粒土料,含水率对试样的崩解量和崩解时间影响不显著;而相对密实度对崩解量和崩解时间影响较大。对于不同级配的砂岩、泥岩颗粒土料,细颗粒含量越多,抗崩解性也随之增强,崩解时间越短崩解量越大。     

黄原胶-黏土复合基材岩坡生态修复试验研究

采用黄原胶与黏土形成黄原胶-黏土复合基材,通过室内试验对其强度、蒸发特性、抗冲刷性以及其对植被发芽生长的影响进行研究,并利用扫描电子显微镜对复合基材的微观结构进行分析与研究。研究结果表明：随着黄原胶含量的增加,复合基材的黏聚力呈现先增大后趋向于稳定的趋势,内摩擦角则不断增加。黄原胶可以有效改善复合基材的蒸发特性和抗冲刷特性。随黄原胶含量的增加,土体的平均蒸发速率明显降低,并使表层的开裂现象得到明显改善,土体的冲刷率不断地降低。黄原胶可以促进植被的生长,使种子的发芽时间提前,植被生长更加茂盛。但当黄原胶含量过大时,植被的发芽与生长被抑制。黄原胶可以在复合基材内部的形成大量的薄膜,填充土颗粒表面以及土颗粒之间的孔隙和裂缝,将土颗粒链接为一个整体,使复合基材的整体结构更加紧密。     

高含水量黏土压实特性与填筑试验研究

由于天然含水量远高于最优含水量,高含水量黏土无法通过晾晒方式按现行技术标准的规定控制压实含水量,导致压实质量不符合要求。依托±800 kV布拖换流站工程,采取室内土工试验、现场压实试验、现场强夯置换试验等方式分别研究了高含水量黏土的压实特性、填筑方式和处理效果。压实特性研究表明,以②_3层黏土为代表的高含水量黏土直接分层压实的压实系数仅为0.64～0.70,以其构筑填方地基时必须采取处理措施。现场压实试验表明,以碎石为外掺料进行物理改良时,掺量29%、38%、46%的试验组压实系数检测结果均低于0.94;以生石灰为外掺料进行化学改良时,掺量19%、23%、29%的试验组压实系数检测结果均低于0.94;将压实控制标准降至0.90后,碎石掺量46%的振动碾压试验组、冲击碾压试验组和生石灰掺量29%的振动碾压试验组符合要求。现场强夯置换试验表明,采用3000 kN·m能级和4 m堆填厚度的强夯置换复合地基承载力特征值达到152 kPa,夯点、夯间的均匀性较好,满足工程使用要求。     

对粉质黏土渗透性改良的试验研究

长期以来,填埋场渗滤液被认为是其周边地区地表水及地下水的潜在污染源,而且填埋场关闭以后,其渗滤液的产生要持续多年甚至数十年。因此,利用压实、掺入加固剂等不同的方法综合对土体进行改善,提出适合黏性土加固的方法,使卫生填埋场衬垫的渗透系数不大于1×10^-7cm／s以达到环保要求,具有良好的社会效益和经济效益。     

南岳地区全风化花岗岩崩解特性试验研究

基于阿基米德定律,采用自制大型全风化花岗岩崩解仪,分别对南岳地区全风化花岗岩原状、烘干、风干、带有护筒支护等不同状态的试样进行崩解试验研究.试验中运用最小二乘法,拟合量筒读数与崩解仪排水体积的直线关系方程式,改进浮筒初始读数方法,减少读数误差.试验结果表明,试件整个崩解过程中分为3个阶段:第二阶段的崩解速率最大,其次为第一阶段,崩解速率最小为第三阶段;失水方式直接影响崩解时间,烘干状态下,试件失水最为剧烈,崩解时间最短;护筒支护状态下,减少了水与试件的接触面积,延长了试件崩解时间.该研究成果为南岳全风化花岗岩地区的土建工程建设提供参考依据.     

水泥改良黄土崩解试验研究

黄土具有多孔亚稳结构和水敏性,遇水时易发生崩解。黄土的崩解性是促进黄土高原地区水土流失、崩塌、滑坡等地质灾害发生的主要因素之一。作为一种造价低、应用方便的材料,水泥改良黄土(cement improved loess, CIL)在黄土地基、边坡工程中应用广泛,但其抗崩解性研究较少。为此,该文通过原状及不同掺量下的CIL室内崩解试验和扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)试验,分析改良前后黄土的崩解行为,探究水泥对黄土崩解性的改良效果及作用机制。结果表明,掺入水泥可大幅提升黄土的抗崩解能力,低掺量下CIL仍具有完整的崩解过程,但水泥能填充粒间孔隙,阻碍水分运移,同时水泥水化物及其与黄土颗粒的作用能增强粒间胶结,从而延缓了黄土崩解进程。随着水泥掺量的增加,抗崩解效果愈明显,累积崩解百分量几乎为0。土样不发生崩解的最小水泥掺量为3%。研究结果对黄土的抗侵蚀性研究和防灾工程设计具有重要意义。     

水泥-纤维改良昆明地区红黏土动力特性试验

为了研究水泥-玄武岩纤维对于昆明地区红黏土的动力特性的改良效果,在已有的室内试验基础上,分别对未改良红黏土和12%掺量的水泥、0.5%玄武岩纤维的改良红黏土,在一定围压和加载频率条件下进行室内动三轴试验,着重分析了围压、频率和干湿循环对动力学变形性质与动力学强度性质的影响。试验结果表明：改良前后的红黏土动力特性有所不同,改良前动应力幅值与动应变幅值符合双曲线模型,而改良后的红黏土动变形整体呈现出线弹性,符合线性回归模型与Logistic回归模型。改良后红黏土的最大动弹性模量明显增加、阻尼比会明显下降、动力破坏形式发生改变、动强度明显增大,并分析了围压、频率和干湿循环次数对改良前后红黏土的动力特性的影响,拟合并得出相关参数。     

聚乙烯醇改良高原黏土水稳定性实验研究

为研究聚乙烯醇(polyvinyl alcohol, PVA)对西藏地区黏土的力学性质改良效果,以高分子聚合物PVA为研究对象,改良藏东南地区高原黏土,通过无侧限抗压强度试验,研究PVA的改良效果,在干湿循环及浸水条件下探讨改良土的水稳定性,并利用扫描电镜研究PVA改良黏土的固化机理。结果表明：PVA的加入对黏土的抗压强度及水稳性存在显著影响,PVA掺量越大,黏土干湿循环及浸水后无侧限抗压强度越高,当掺量为0～0.83%时,改良土强度上升最快,而后随着掺量的增加,无侧限抗压强度增长变缓,PVA凝胶脱水后形成弹性立体丝网不再溶于冷水,有效限制土颗粒的位移,使改良土具有良好的抗压强度及水稳性。     

铜尾矿砂改良红黏土导热性能试验研究

回填土导热性能是直埋电缆载流量的重要影响因素之一。为探究各因素对改良红黏土导热性能的影响规律,制备不同掺砂率、干密度、含水率的试样,在恒温密闭的条件下,采用瞬态热线法测试试样导热系数,分析掺砂率、干密度、含水率对改良土导热系数影响规律。研究结果表明：铜尾矿砂对红黏土导热系数具有较好的改良作用,改良土的导热系数随着掺砂率、含水率均呈现线性增长。改良土导热系数随着干密度的增大,其增长趋势具有阶段性,当改良土的干密度大于1.65 g˙cm-3^时,导热系数的增长速率明显减小。铜尾矿砂对改良土导热系数的影响在于其中大量石英改善了固体骨架之间的传热效率。含水率和干密度对改良土导热系数的影响,主要在于其使改良土的三相传热方式发生了改变。基于测试结果,构建预测改良土导热的新模型,其能够较好预测改良土导热系数。     

砂岩颗粒料崩解及水下休止角特性试验研究

利用改进后的崩解试验装置对砂岩土料制成的试样进行崩解试验。探究含水率、相对密实度及颗粒级配对压实土体崩解特性的影响。分析了砂岩试样崩解时间、崩解量和水下休止角的变化规律。试验结果表明,低含水率加快了试样崩解时间;相对密实度较大时,试样更难以崩解。崩解量与含水率关系密切,与相对密实度关系不显著。水下休止角的大小与崩解时间密切相关,崩解时间越快形成的水下休止角越小。     

公路边坡降雨侵蚀特征及土的崩解试验

为研究公路边坡降雨侵蚀的特殊性以及土质边坡的可蚀性，通过观察分析，并利用自行研制的崩解仪进行了压实黄土浸水崩解试验。试验结果表明，公路边坡降雨侵蚀中的重力侵蚀所占比例较大，坡面土的崩解是主要分散方式。建立了有效空隙比与崩解速率的相关关系，说明压实度、含水量对崩解影响的本质，即压实度、含水量的变化可统一用土的有效空隙比说明崩解规律，回归公式可用于预测压实土的崩解速率。土的崩解性反映了压实土的可蚀性，通过对比得出，边坡上压实土的可蚀性可用崩解速率表征，在工程水土保持研究中可用崩解速率作为土的可蚀性评价指标。     

圆明园舍卫城遗址夯土崩解试验研究及保护建议

夯土的工程特性与夯土的抗风化能力息息相关,尤其夯土的矿物构成、颗粒密度和耐崩解性能决定了夯土城墙的稳定性与抗风化能力。本文首先对圆明园舍卫城遗址夯土的矿物成分进行了分析,然后根据土工试验方法等国家标准,对舍卫城夯土含水率、块体密度、开孔孔隙率、颗粒密度、总孔隙率、颗粒粒径进行了测试实验,并并开展了夯土耐崩解性实验。研究结果表明,舍卫城夯土主要由石英、方解石、斜长石、微斜长石、绿泥石,云母等构成。夯土本身富含粘土矿物及夯土颗粒分布级配不良是夯土城墙破坏的重要内因,水是舍卫城夯土城墙破坏的重要外因,而水的来源主要有储存的地下水及毛细作用,以及明显降雨,至夯土墙体饱和,使土体内部产生不均匀应力,导致土体沿着孔隙、裂隙方向崩解。在此研究基础上给予相应的保护建议。     

CFRP材料加筋粘土的试验研究

作为新型材料CFRP材料应用于加筋材料在国内尚未开始研究.测试了CFRP材料作为加筋材料的力学指标试验.将CFRP材料作为加筋材料,应用3轴试验研究加筋粘土试样的强度变化规律.试验表明CFRP材料完全可以作为加筋材料,而且在粘土中加入CFRP材料后可以明显提高粘土试样的强度.试验表明CFRP材料不适合饱和度较大的粘土.图8,表5,参10.     

粘土分散性的判别试验

针对分散性粘土遇水分散流失的不良性质，应用碎块、针孔、双比重计、孔隙水可溶盐和交换性钠质量分数5种试验方法，研究了西安市黑河水利枢纽工程粘土心墙土料的分散性。研究认为，土料大部分属于非分散性粘土，少部分属于分散性粘土，分散性粘土的蒙脱石与伊利石的质量比值较高；在采用黑河水冲蚀针孔时，分散性粘土有表现为非分散性的趋势；大坝建成后的坝体原状土样属于非分散性粘土。结果表明：蒙脱石与伊利石的质量比值是判别粘土分散性的重要指标，水质对土的分散性具有显著影响；分散性粘土与非分散性粘土合理混合使用可降低粘土的分散性，满足工程要求。     

水玻璃固化黏土矿物的试验研究

采用扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)和X线光电子能谱(XPS),对常温下不同密度水玻璃固化的蒙脱石、伊利石和高岭石试样进行测试与分析.结果表明:黏土矿物由固化前的粒状、片状结构转变为固化后的团块状的网状结构.黏土矿物固化样中出现明显的非晶态弥散峰群,未出现新的晶体;固化样衍射强度变小、晶层间距变小、颗粒变得更细小,结晶构造有序性变差,但晶体主体依然是黏土矿物的晶体.固化样中,仅1.15 g/cm3水玻璃固化的蒙脱石样的Ca-2p电子结合能减少了0.624 6 eV,其余元素的相应值未变化.水玻璃固化黏土矿物的机理是:硅酸盐离子和硅酸胶粒在黏土矿物表面如蒙脱石的晶层平面与端面存在复杂的吸附作用,形成了团粒,具有很大表面能的团粒进一步失水缩聚,形成非晶质硅酸盐凝胶和晶质黏土矿物共存的网状结构产物,限制了黏土矿物的活性,固化了黏土矿物.     

槐豆胶及与黄原胶复配胶耐盐稳定性研究

在原有研究的基础上,对槐豆胶、黄原胶及槐豆胶与黄原胶复配胶的耐盐特性进行了研究。结果显示：槐豆胶与黄原胶单一胶耐盐性有所差异,其中黄原胶单一胶耐盐性较槐豆胶好,5d内达到稳定,且粘度下降幅度较低;槐豆胶8d达到稳定,粘度下降幅度较大。槐豆胶与黄原胶配伍,其耐盐稳定性明显提高,3d达到稳定,且粘度下降幅度降低。因此,槐豆胶与黄原胶配伍后,一方面可大幅度提高粘度,另一方面可显著提高耐盐稳定性,使成本大幅度降低,达到用量少、成本低和提高使用效果的目的。因此,槐豆胶作为黄原胶的复配食品胶应用于高盐食品中,具有明显的优越性和广阔的应用前景。     

不同级配填土压实及渗透特性试验研究

针对不同级配的粉土、黏土,进行了粉土、黏土的击实特性试验和渗透特性试验研究,绘制了不同击实功作用下和不同级配粉土、黏土的干密度曲线,得到了不同击实功作用和不同级配的粉土、黏土干密度变化规律,探讨了不同压实度的粉土、黏土的渗透特性。试验结果表明:不同级配的粉土、黏土中存在一个最佳击实功,并且在该击实功下,可获得其最大干密度;与此同时,黏土可以通过掺入粗颗粒改变其压实特性,而对于粉土,通过掺入粗颗粒改变级配,并不能有效地改变其压实特性;填土的渗透特性随着压实度的增大而呈现非线性变化。