林木根系与黄土复合体的抗剪强度试验研究

为了深入了解林木根系在增强黄土抗剪强度中的作用机理,该文用三轴压缩试验方法研究了林木根系与黄土构成的复合体的应力 应变及强度特性,探讨了不同根系直径、根系分布方式、复合体含水量和围压下的土体抗剪强度.试验证明,根系-土壤复合体抗剪强度τf与法向正压力σ的关系符合库仑定律, 即τf=σtan+C.由试验结果可知,根系直径相同时,复合体含水量从12.72%增至15%,水平根系的根土复合体的抗剪强度减小,垂直根系和复合根系的复合体抗剪强度增加;复合体含水量一定时,3种分布方式的根土复合体的抗剪强度都随根系直径的增加而增大;根系直径和复合体含水量一定时,复合根系的根土复合体的抗剪强度最大,垂直根系次之,水平根系最小.      

藏东南地区砂卵石抗剪强度试验研究

为了研究藏东南地区砂卵石土的抗剪强度特性,本文以拉林高等级公路高路堤砂卵石填料为研究对象,对砂卵石土进行颗粒分析试验.在天然级配的基础上对砂卵石土进行级配改良,本文对原状砂卵石土和级配改良后的砂卵石土进行不同垂直压力下的直剪试验.通过试验得出:砂卵石土的应力应变关系大多呈应变软化型.砂卵石土先发生剪缩,后发生剪胀,整体...     

一维损伤对低含水率膨胀土强度和变形的影响

对3组15个不同破损孔径的一维损伤膨胀土圆柱试样,进行控制净围压分别为50,100,150kPa的三轴剪切试验,研究低含水率(w=7%)条件下一维圆柱孔破损重塑膨胀土的应力-应变特性、体变特性以及破损形态.试验结果发现:与以往常规含水率(约20%)土样不同,破损孔径对膨胀土强度没有显著的弱化或者是强化作用,相同破损面积的试样之间也未表现出相似的强度和变形特征;揭示了既有破损对土体峰值强度的影响与土体的含水率密切相关.试样整体表现出先剪缩后剪胀的特性,但随着围压的提高,剪缩阶段明显缩短;从破坏形态可以看出,随着围压的提高,裂隙长度变短、倾角变小,说明围压对既有裂隙的扩展有明显的抑制作用.     

ST-1固化剂对崩岗洪积固化泥沙抗剪特性的影响

采用ST-1固化剂对典型崩岗洪积泥沙进行固化,通过击实试验和三轴剪切试验分析ST-1固化剂掺量、养护龄期与固化泥沙抗剪强度的关系.结果表明,固化泥沙的最优含水率为12.83 g·kg^-1,所对应的最大干密度为1.88 g·cm^-3;固化泥沙的应力—应变曲线为应变软化型,土样表现出脆性破坏特征;抗剪强度随着围压的增大而增大,围压为200 kPa时抗剪强度最大,达到3 707 kPa;随着养护龄期的延长,黏聚力先增大后保持稳定,第14天黏聚力达到最大值,为381 kPa,内摩擦角整体也呈现增大趋势,最大值可达53°;随着ST-1浓度的增大固化土黏聚力增大,但内摩擦角变化不明显.因此修筑拦砂坝时可适当增加围压,并且养护龄期选择7～14 d,固化剂浓度选择0.03%,以达到较高强度.     

粗粒料抗剪强度参数三轴试验研究

试验材料采用原料场颗粒级配进行缩尺制备,通过三轴试验对试样抗剪强度指标进行对比分析,得到同一种粗粒料相同围压下,最大主应力比随着试验方法固结排水剪（CD）、固结不排水剪（CU）、不固结不排水剪（UU）的变化而减小,内摩擦角也随之减小的变化规律,证明了同一种粗粒料在不同实验方法下,总应力强度线及强度指标φCD〉φCU〉φUU的变化规律。     

膨胀土强度特性的试验研究

【目的】研究膨胀潜势、含水率对膨胀土抗剪强度的影响,为膨胀土强度理论研究及其工程应用提供参考。【方法】采用固结不排水试验方法,通过TFB-1型非饱和土应力应变控制式三轴仪,分别测定取自陕西汉中、安康的2种膨胀土样及2种土样1∶1(质量比)混合土(简称汉中土、安康土、混合土)3种不同膨胀潜势的膨胀土在不同含水率下的抗剪强度指标,应用Microsoft Excel软件,绘制3种膨胀土的抗剪强度指标与含水率、自由膨胀率的关系曲线,探讨膨胀土抗剪强度与含水率、膨胀潜势的关系及变化趋势。【结果】3种膨胀土的含水率与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈负相关关系,当含水率由12%增大到24%时,汉中土、混合土、安康土3种膨胀土的黏聚力分别降低56.83,53.74和61.61kPa,三者的内摩擦角分别降低7.87°,9.12°和9.58°;3种膨胀土的膨胀潜势与非饱和膨胀土的抗剪强度指标呈正相关关系,汉中土、混合土、安康土的膨胀潜势依次减弱,当三者分别处于同一含水率(12%,15%,18%,21%和24%)时,汉中土、混合土、安康土的抗剪强度指标依次减小。【结论】非饱和膨胀土的抗剪强度与含水率、膨胀潜势密切相关。     

黄土高原陡坡土坎植被根-土复合体抗剪强度研究

以黄土高原陡坡土坎6种典型植物群落类型为研究对象，在分析植被根系密度指标的基础上，通过直剪试验，探讨不同植物群落的根-土复合体抗剪强度以及根系对提高抗剪强度的作用。结果表明:1）6种群落的根系密度指标值均具有显著性差异，白刺花-铁杆蒿群落的根重密度、根长密度和根表面积密度在所有群落类型中均为最高，分别为2 757.07 g/m³、17 886.22 m/m³和16.96 m²/m³；2）6种群落之间的根-土复合体的抗剪强度均显著高于素土抗剪强度，其中白刺花-铁杆蒿群落相对于素土的抗剪强度增加值最大，为32.98 kPa，且抗剪强度增加值随土层深度增加而降低；3）根-土复合体抗剪强度相对于素土抗剪强度的增加值与根系密度指标值呈对数函数关系，随根系含量增加而升高。     

可溶性盐浓度对土的抗剪强度指标影响的研究

本文通过对人工制备的不同盐浓度的盐渍土的抗剪强度及其指标进行研究发现:随着土样中可溶性盐浓度的增加,土的粘聚力约呈线性下降的趋势,内摩擦角近似呈线性上升趋势.土样中的可溶性盐浓度在不同范围内变化时,其抗剪强度的变化趋势分别由粘聚力或内摩擦角决定.土祥的可溶性盐浓度与土样的抗剪强度、粘聚力、内摩擦角之间存在非常强的函数关系.     

重塑膨胀土结构性损伤CT-三轴试验研究

膨胀土是一种在世界范围内分布广泛的非饱和特殊土,具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩的特性,被工程界称为灾害土.以南水北调中线工程南阳陶岔引水渠坡重塑膨胀土为研究对象,针对膨胀土裂隙性的结构特征,通过CT-三轴排水剪切试验,研究具有不同初始损伤程度和不同损伤位置的膨胀土试样结构演化情况及其力学特性.研究发现:轴向应变与偏应变之间成线性正比例关系,相同吸力不同围压时,围压越大,体应变最大值越大;相同围压不同吸力时,吸力越大,体应变达到最大值所用时间越短.研究结论可以为分析膨胀土变形、强度和稳定性问题提供科学依据,对保障膨胀土地区工程建设的顺利进行有重要的意义.     

地表温度和土壤颗粒组成对抗剪强度的影响

本文根据内蒙古阴山北部农牧交错带3个试验场地(耕地、普通草地、围封草地)的地表温度、土壤颗粒组成、地表土壤抗剪强度实地观测数据,建立了地表温度与地表土壤抗剪强度之间的定量关系模型．并探讨了土壤颗粒组成对土壤抗剪强度的影响。结果表明,地表土壤抗剪强度随温度的升高而呈线性减小的规律,土壤颗粒级配越好,粘粒含量越多,土壤的抗剪强度越大。     

考虑应变软化和剪胀的柱形孔扩张理论分析

采用应力跌落软化模型、简化的体变ε2-大主应变ε1及大主应变ε3-小主应变ε1关系反映岩土类材料的软化和剪胀特性,基于Mohr-Coulomb破坏准则和平面应变轴对称问题的控制方程,推导并给出柱形孔扩张问题的应力场、应变场、位移场、塑性区半径和孔扩张压力的求解公式。通过算例,分析了剪胀因素、软化特性对孔扩张问题的影响。为了反映剪胀和软化特性对柱形孔扩张的影响,将本研究解与基于理想弹塑性模型的解进行了比较分析,结果表明,剪胀和软化特性对孔扩张影响显著。     

Velocity anomalies in dilatant rock

Seismic velocities measured in rock deformed in the laboratory show excellent agreement with theoretical predictions of the effects of crack growth during dilatancy. Under appropriate conditions dilatancy was observed to produce a drop in the ratio of the seismic compressional velocity to the seismic shear velocity both by the mechanism of undersaturation and by a liquid-gas phase transition.     

粒组缺失对紫色土抗剪强度的影响

为探究三峡库区紫色土因水土流失导致的部分粒组缺失情况下的力学特性,选用重庆地区典型的侏罗系沙溪庙组紫色砂岩发育而成的灰棕紫色土进行三轴固结排水剪切试验.根据三轴试验数据分别从抗剪强度指标和峰值抗剪强度贡献率两个角度分析.数据表明:1)从抗剪强度指标来看,在固结完成之后,相比缺失细粒土和细砂,缺失较大颗粒的土仍具有较高强度,并分析了在围压的作用下,不同土体结构与抗剪强度变化的关系. 2)从峰值抗剪强度贡献率来看,缺失较大粒径的试样得到了加强,反之试样强度被削弱,贡献率消除了不同粒径的含量差别较大的影响,研究结果对水土流失严重的紫色土地区的地基加固工程具有一定的参考价值.     

重庆缙云山不同林地类型土壤的抗剪强度研究

采用三轴压缩试验方法研究重庆缙云山5种林地类型土壤的应力-应变关系及强度特性,探讨影响土壤抗剪强度的指标和主要因素。结果表明,非饱和条件下,各林地土壤的抗剪强度τf与法向正压力σ的关系符合库仑定律。缙云山各林地土壤抗剪强度包线呈斜直线;同一林地类型不同层次土壤抗剪强度大小主要与其黏聚力相关;不同林地类型同一层次土壤抗剪强度大小受含水率、土壤结构多种因素的综合影响。     

黑沙蒿与粉土质砂根-土及土-土界面摩阻特性

以鄂尔多斯上湾煤矿塌陷区水土保持先锋灌木之一黑沙蒿和粉土质砂为研究对象,通过直剪试验和根-土复合体单根拉拔试验,探究土壤质量含水率、根径对黑沙蒿根-土界面及土-土界面摩阻特性的影响。结果表明:在土壤埋深72 cm和144 cm左右,2种剪切界面的抗剪强度值均随质量含水率增加呈先增后减趋势;黑沙蒿根-土复合体最大拉拔力与根径呈明显线性正相关,其抗剪强度随根径增加而减小;土壤质量含水率从3.94%增至19.94%,黑沙蒿根-土界面摩擦系数由0.48减至0.38,土-土界面摩擦系数由0.43减至0.35;2种剪切界面的黏聚力随土壤质量含水率增加呈现先增后减趋势,土壤质量含水率为11.94%时,黑沙蒿根-土界面黏聚力峰值为4.51 kPa,土-土界面黏聚力峰值为4.56 kPa。     

根系逐渐破坏过程中固土效果研究

植物根系的固土效果会随根系破坏而发生变化,但其变化过程并不明确。以重庆缙云山的四川山矾为研究对象,以2 mm为根系径级,采用逐径级剪除根系法模仿根系逐渐遭到破坏的过程;同时测量根系的抗拉与抗拔强度,利用自制大盒直剪仪测量根土复合体的抗剪强度,并与Wu模型计算值作对比,系统研究根系逐渐破坏过程中的固土效果。结果表明,春季生四川山矾3年幼苗的植物根系抗拉强度随着根系直径的减小而减小。当根系直径小于2 mm时,根系拉拔强度要高于植物根系的抗拉强度,当根系直径大于2 mm时,则根系抗拉强度更大。大盒直剪测量结果显示,根系破坏过程中根土复合体的抗剪强度首先保持不变,当大于2 mm的根系开始与土壤分离时,根土复合体的抗剪强度会快速下降。在一定范围内,根面积比越大,根土复合体的抗剪强度越大,根系对土壤的加固作用越强。在根系逐渐破坏过程中,Wu模型在一定程度上高估了根土复合体的抗剪强度,且高估值与根面积比呈正相关关系。      

紫色泥岩土壤＜2 mm岩屑及其对抗剪强度的作用机制

【目的】土壤抗剪强度是反映土壤抗滑、抗侵蚀及抗倾覆稳定性的重要指标。而紫色土中大量岩石碎屑能够显著影响土壤抗剪强度。但过去的研究主要集中在＞2 mm的岩石碎屑上,而＜2 mm的岩石碎屑却被忽视。因此,研究＜2 mm岩屑及其对抗剪强度的作用机制对紫色土区域土壤资源的可持续发展有非常重要的实践指导意义。【方法】以紫色泥岩发育的坡耕地土壤为研究对象,采用吸管法测定土壤颗粒组成,采用应变控制式直剪仪测定土样在不同含水率和垂向压力下的抗剪强度,通过对比分析研究＜2 mm的岩石碎屑及其对抗剪强度的作用机制。【结果】从坡顶至坡谷,坡顶至坡脚旱地土壤与母岩的颗粒组成呈极显著性相关,而坡脚与坡谷水田土壤与母岩的颗粒组成的相关性则不显著,即紫色泥岩发育的旱地土壤的颗粒组成与其母岩的颗粒组成具有高度的一致性;土壤中＜0.25 mm颗粒累积含量在99.84%-99.91%,其中,以＞0.25 mm岩石碎屑存在的土壤颗粒的比例为0.96%-57.82%,以＞0.25 mm团聚体存在的土壤颗粒的比例为6.33%-19.66%,随着位置高程的降低,土壤中岩石碎屑含量减少,且旱地土壤中岩石碎屑的含量显著高于水田土壤;而团聚体及黏粒含量则逐渐增加。在土壤含水率从7%增加到25%的过程中,土壤水分对旱地土壤黏聚力的影响要小于水田土壤;内摩擦角随着土壤含水率的降低而线性减小,且随着位置高程的降低,土壤水分对内摩擦角的影响逐渐增大;在相同垂直压力下,土壤水分对土壤抗剪强度的影响同样也随着位置高程的降低、岩石碎屑含量的减少而增大。【结论】在紫色泥岩发育的土壤中存在大量＜2 mm的岩石碎屑。这些＜2 mm岩石碎屑的存在改变了对传统土壤团聚体的认识,使得土壤团聚体可进一步细分为先天团聚体（＜2 mm岩石碎屑）以及后天团聚体（水稳性团聚体）。同时,土壤中这些＜2 mm岩石碎屑能够降低土壤水分对黏聚力及内摩擦角的影响,从而降低土壤水分对土壤的抗剪强度特性的影响。     

杨凌地区日光温室土质墙体失效机制分析研究

为了研究杨凌地区日光温室土质墙体发生失效的原因,将其失效形式总结为墙体表面不均匀脱落、墙体发生开裂变形与墙体失稳发生滑移三种类型,对杨凌地区发生失效的日光温室土质墙体取样,对土样进行含水率试验、直剪试验与无侧限抗压试验,并通过设计杨凌地区代表性日光温室进行受力分析并进行验算。经试验测定含水率低于5%时墙体表面较易发生不均匀脱落现象,后墙土坡下部含水率相较于中部与上部高2%左右。验算结果表明在含水率为15%、20%时后墙土坡摩尔-库伦曲线与土样抗剪强度曲线均为相离,当含水率为15%时,后墙土坡中部也有发生剪切破坏的危险;含水率在18%以上时,墙体容易在荷载下发生破坏。土质墙体日光温室发生较多的失效形式为表面不均匀脱落与剪切破坏,通过控制墙体的含水率来防止墙体失效是一种有效的方法,本研究对杨凌地区日光温室土质墙体的建造和使用与对温室内作物生长环境的保护具有一定的指导意义。     

天然草本植被根系对表层土壤抗剪强度的影响

利用直剪仪在试验室测定了一年生天然草本植被(主要为稗草和狗尾巴草)根系特征参数对土壤-根系复合体抗剪强度的影响。结果显示,土壤-根系复合体抗剪强度与根重密度的相关性大于其与根长密度或根-土面积比的相关性。土壤-根系复合体抗剪强度随着土壤干密度和根重密度的增大而增大,但随土壤含水量的增大而减小。土壤干密度和土壤含水量对土壤-根系复合体抗剪强度的影响程度大于根重密度的影响程度,其与土壤-根系复合体抗剪强度的标准回归系数(Beta值)分别为0.456、-0.321和0.186。当根重密度为5~10kg/m3时,一年生天然草本植被根系可增大土壤-根系复合体抗剪强度19.8%~39.5%。     

岩土工程概率极限状态设计中抗剪强度参数的Bayes估计及相关性处理

本文就岩土工程概率极限状态设计中抗剪强度参数（c,）的概率统计、相关性处理方法,结合实例进行了探讨。供工程实践之参考。