草本植物根系对土体加筋的效应

通过从野外直接挖取地毯草、弯叶画眉草、牛筋草根系,与海南地区红黏土随机混合制作成重塑加筋土复合体,分析不同含水率、不同含根率下,不同植物对土体的加筋效应。试验表明:植物根系能显著提高土体的抗剪强度,随着土体含根率的提高,根系土体的抗剪强度值越大;重塑根系土体的抗剪强度值随着土体含水率的降低而增加;重塑加筋土体的黏聚力随含根率增加而增加,随含水率的提高而降低;重塑加筋土体的内摩擦角有一定程度的提高,但是变化较小;弯叶画眉草重塑土体的加筋效果较好。     

沙漠-黄土高原过渡区砂质黄土强度试验研究

【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。     

封闭条件下粉质黏土冻融交界面抗剪强度研究

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。     

非饱和原状黄土冻融强度研究

【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。     

聚丙烯纤维加筋淤泥的实验研究

将河道底泥清淤,对除完杂质的"出泥"拌入不同长度和不同掺量的聚丙烯纤维,进行直接剪切和单向压缩实验,以研究聚丙烯纤维对"出泥"力学性质的改良程度。据直接剪切实验可知:土体黏聚力受纤维掺量和纤维长度的影响较为显著,内摩擦角随纤维掺量和纤维长度变化并不特别明显;当聚丙烯纤维长度为12 mm、掺量为1.5%时,"出泥"剪切强度提高最明显。当土体含水率为55%时,土体黏聚力随纤维掺量上升;当土体含水率为80%时,纤维掺量对土体的黏聚力提高不明显。据不同含水率纤维土的压缩实验可知:聚丙烯纤维的拌入对土体压缩指标的影响不是特别明显。说明要充分发挥纤维的补强加筋作用,土体含水率不能过高。     

华南地区崩岗侵蚀区土壤水分含量对土体抗剪强度的影响

崩岗是华南花岗岩红壤区特殊的水土流失形式,而广东省的崩岗侵蚀隐患最为突出。选择广东省崩岗侵蚀典型区,通过野外采样和室内直接剪切试验,研究不同土壤水分含量对崩岗侵蚀区土体抗剪强度的影响(烘20 min、烘10 min、自然含水量、浸30 s和水分饱和)。结果表明:土壤水分对土体强度影响显著,当土壤含水率在15%时,对应的黏聚力c和内摩擦角φ指标均出现峰值;黏聚力c指标变化幅度较大,随着土壤水分含量的增加呈现先增大后减小的趋势,而内摩擦角φ一直处于衰减状态;抗剪强度指标随土壤水分含量变化呈非线性衰减,因此在评价崩岗稳定程度时,可依据土壤水分含量和抗剪强度指标作出预测。     

冻融对粉质黏土强度指标的影响

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。     

荆州城区黏性土三轴与直接剪切试验强度对比分析

直接剪切试验与三轴试验是测试土体强度参数的2种方法,2种试验方法各有其优缺点,比较土体三轴与直接剪切条件下的土体强度参数有积极的应用价值.以荆州城区黏性土为对象,进行直接剪切与三轴剪切试验（不固结不排水试验（UU）、固结不排水试验（CU））,比较不同试验方法下土体的强度参数,讨论不同试验方式和排水条件对土体抗剪强度参数的影响.在相同黏性土的情况下,UU试验的黏聚力大于CU试验,而内摩擦角远小于CU试验;UU试验的黏聚力大于直接剪切试验,而内摩擦角小于直接剪切试验;CU试验的黏聚力和内摩擦角均略大于直接剪切试验;UU试验的黏聚力最大,CU试验的内摩擦角最大.     

不同土壤生物工程措施根系附加黏聚力研究

[目的]研究4种不同土壤生物工程措施对边坡土体抗剪强度的提高作用。[方法]设置了一处长40 m的人工边坡,在边坡上使用扦插、灌丛垫、层栽与梢捆4种土壤生物工程措施,并在施工8、12个月后分别开展根系现场调查,在实验室进行单根抗拉试验,并引入RWM模型量化研究4种不同土壤生物工程对边坡抗剪强度的提高作用。[结果]旱柳根系抗拉强度随根系直径增大逐渐减小,能产生显著的根系加筋作用;随着土层深度的增加,根的面积比减小,4种土壤生物工程措施完工12个月后的各径级的根系截面积比率(RAR)相比于8个月后提高43.75%~69.38%;土壤生物工程可以明显提高边坡的抗剪强度,随着根系的发展,12个月以后各种措施附加黏聚力比8个月时有明显的增长。20 cm土层深度时灌丛垫与梢捆措施附加黏聚力高于扦插和层栽,且根系所产生的附加黏聚力最大,对边坡的浅层土壤的加筋作用优于另外2种措施。20 cm深度以下灌丛垫与梢捆措施根系附加黏聚力逐渐下降,而扦插与层栽措施附加黏聚力逐渐增加,对深层土壤具有一定的锚固作用。[结论]研究可为土壤生物工程技术在农田水利护坡中的广泛应用提供量化评价方法和理论指导。     

增湿过程中结构性黄土强度对抗滑桩间距的影响

【目的】探讨增湿、扰动作用下结构性参数降低对土性参数和抗滑桩间距的影响。【方法】通过单轴压缩试验,分析初始结构性参数随含水率变化的规律以及构度指标变化对结构性土黏聚力和内摩擦角的影响。在抗滑桩拱端的土拱效应中,通过静力平衡方程建立拱间距与黏聚力的关系,并将构度指标对黏聚力的影响引入公式,从而分析构度指标变化对土拱间距的影响。【结果】构度指标随含水率的增大而减小,构度指标减弱导致黏聚力明显降低而内摩擦角变化较小,在增湿过程中将构度指标引入抗滑桩间距计算公式,其变化直接影响到抗滑桩间距的大小。【结论】构度指标是影响抗滑桩间距大小的最主要因素之一,在抗滑桩设计中引入结构性参数这一指标,为合理确定抗滑桩间距提供了一种新的方法和理论。