石灰改良膨胀土试验研究

本文以内蒙古呼集线的膨胀土为研究对象,用掺入石灰的方法来改良膨胀土的工程性质,并重点研究石灰对膨胀土强度及水稳定性的影响,通过实验得出本文所用的膨胀土的掺灰量为10%时,其无侧限抗压强度和水稳定性为最优。     

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。     

加筋膨胀土挡墙蠕变试验研究

通过模拟试验研究了加筋膨胀土挡墙的蠕变特性。考虑了含水量对膨胀土的特殊作用．通过对试验结果进行分析后认为加筋膨胀土挡墙在古水量和温度升高时其蠕变变形会变大；膨胀土的湿胀干缩特性使加筋土中筋材并非一直处于受拉状态．可以减缓筋材的蠕变性质；在较低的极限荷载比例下。膨胀土体中含水量的变化对蠕变起主要作用．在较高的极限荷载比例下，加筋膨胀土的恒载对蠕变起主要作用．     

膨胀土二维膨胀力特性研究

目前对于膨胀土膨胀力特性的研究比较普遍,而关于一维、二维、三维应力状态下的分析区分不明,特别是平面应变状态下二维膨胀特性。在诸如条形基础、路堑边坡等实际工程中,土体大多处于平面应变状态,可以归结为平面应变问题。本文利用自制的二维膨胀仪,对平面状态下的二维膨胀力进行一系列研究,得到了二维膨胀力与时间之间的变化规律,探究了初始干密度对膨胀力的影响以及竖向膨胀力与侧向膨胀力的关系,明晰了胀限的变化规律。试验结果表明：二维膨胀力的特性主要是受干密度的大小影响,竖、侧向的膨胀力变化趋势相同;当含水率一定时,膨胀力随干密度的增大而增大,两者呈现为正相关。     

膨胀土配制工程泥浆试验研究

【目的】分析利用云南蒙自膨胀土配制工程泥浆节约施工成本的可行性。【方法】在室内首先探讨并确定膨胀土泥浆的配制工艺,然后进行不同配比条件下的膨胀土泥浆试验,测试其比重、黏度、胶体率、含砂率、pH值、失水量、泥皮厚度等7项主要指标,最后对不同配比条件下的泥浆性能进行评价。【结果】膨胀土工程泥浆的配制工艺为:最优搅拌时间10min,静置15min以后泥浆性能趋于稳定。增加纯碱(Na2CO3)掺量对提高泥浆黏度的效果比增加膨胀土掺量更有利,在增加膨胀土掺量提高比重的同时需要考虑泥皮厚度指标。【结论】采用蒙自膨胀土配制工程泥浆是可行的。     

水分对膨胀土膨胀变形与膨胀压力的影响研究

采用自由膨胀加荷法研究了水分对膨胀变形对膨胀压力的影响,表明膨胀变形与膨胀压力均与试前含水量量呈显著的线性负相关,而膨胀变表与膨胀压力存在显著的线性正相关。     

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.     

膨胀土加筋挡土墙现场试验研究与分析

利用现场试验研究了膨胀土加筋挡土墙稳定性的影响因素。结果表明,在填筑高度较小的情况下,土压力增长较快,实测竖向土压力大于单位面积上的覆土质量,土压力系数逐渐增大;随着填土高度的增大,实测竖向土压力逐渐收敛并小于单位面积上的覆土质量,土压力系数也逐渐降低;降雨导致竖向土压力和侧向土压力均降低,但土压力系数增大,最大可达1.75。应变监测结果表明,膨胀土加筋挡土墙不会发生浅层滑坡,潜在的滑动面为深层楔形体;距面板1.5 m内外土体压实度不同不仅不利于筋带抗拉强度的发挥,而且会导致墙体产生较大的不均匀沉降,因此建议整个场地采用统一压实度。结合研究结果,最后对膨胀土加筋挡土墙的施工提出了有益的建议。     

提高膨胀土自由膨胀率试验精度的研究

【目的】分析膨胀土自由膨胀率试验的误差来源,为提高自由膨胀率试验的精确度提供依据。【方法】取陕西安康、陕西洋县和河北邯郸3种膨胀土,将安康素膨胀土筛分为3个粒组(粒径≤0.1 mm、0.1 mm粒径≤0.25mm和0.25mm粒径≤0.5mm),分别测试3个粒组膨胀土的自由膨胀率;将占烘干安康膨胀土质量0.5%,1.0%,2.5%和5.0%的硅酸钠和0.1%,0.5%,1.0%和2.5%的阳离子型聚丙烯酰胺溶于纯水加入安康膨胀土中制成16种改性土样,研究粒度组成对改性土样自由膨胀率的影响;测试不同环境温度(10,15和25℃)下安康、洋县和邯郸膨胀土的自由膨胀率,并测试烘干土样是否在干燥器中冷却至室温对量土杯中土样质量的影响。【结果】粒径≤0.1mm的安康膨胀土自由膨胀率为20%,0.25mm粒径≤0.5mm安康膨胀土的自由膨胀率为53%,结果相差33%。改性安康土样中,当硅酸钠质量为干素土的1.0%、阳离子型聚丙烯酰胺质量为干素土0.1%时,未控制粒组改性土样Ⅰ的自由膨胀率为23%,控制粒组改性土样Ⅱ(0.1mm粒径≤0.25mm和0.25mm粒径≤0.5mm的土样等质量混合而成)的自由膨胀率为40%。低温环境会造成自由膨胀率严重偏低,当温度从25℃降至10℃时,自由膨胀率降低约43%;干燥土样是否在干燥器中冷却至室温对量土杯中的土样质量影响较小。【结论】为提高自由膨胀率试验精确度,建议将土样过筛后制作试样,其中粒径≤0.1mm的占0~20%,0.1mm粒径≤0.25mm的占土样20%~50%,0.25mm粒径≤0.5mm的占土样20%~50%,并最好将膨胀土样在干燥器中冷却至室温(25℃)且在室温条件下进行试验。     

膨胀土研究进展

 膨胀土对工程建设有较大的影响,同时也是诱发地质灾害的诱因之一,由于其危害性大,造成的工程问题突出,因此对膨胀土的研究处理成为岩土工程和工程地质领域的全球性技术难题之一。就膨胀土研究的历史、主要特性、主要研究内容、物理力学特性、分类、改良方法和发展趋势等方面进行综合介绍,基本反映了目前膨胀土研究的现状,为今后膨胀土理论分析和试验研究提供参考。     

造孔损伤重塑膨胀土三轴剪切试验研究

研究了造孔损伤重塑膨胀土的变形及强度特性,着重探讨了孔洞对非饱和重塑膨胀土性质的影响.共进行了8个重塑膨胀土试样的三轴剪切试验,即控制吸力和净围压为常数的非饱和土三轴排水剪切试验.试验结果表明,由于孔洞改变了试样内部结构,有孔试样破坏所需偏应力明显要比常规试样小.     

在MATLAB环境下实现膨胀土CT图像的三维重建

首先介绍国内外膨胀土三维重建的研究状况,然后通过CT-三轴试验和基于分割的Marching Cubes算法,对膨胀土CT扫描图像进行了三维重建.主要方法是通过对试验扫描得到的CT图像进行格式转换、图像增强、边缘提取等初步处理,生成三维体数据,然后应用Matlab等工具软件的三维重建程序进行建模,最终得到膨胀土的三维模型图.还通过观察重建后的实体图,对膨胀土受压变形状态进行了定性分析,得出了三轴压缩条件下的膨胀土闭合程度与应力状态有关的结论.     

饱和度及干密度对弱膨胀土土水特征曲线影响

采用滤纸法测量不同干密度下试样的总吸力与基质吸力,并绘制相应的土水特征曲线,分析饱和度与干密度对土水特征曲线的影响.实验结果表明:在饱和度一定时,总吸力与基质吸力均随干密度的增大而增大;随饱和度增大,不同干密度的总吸力差值和基质吸力差值逐渐减小;另外,试样的排水速率随饱和度的增大而减小,且干密度越大,排水速率越慢.在较低含水率时,试样的总吸力和基质吸力随干密度的增大而增大,随含水率的增大,干密度对总吸力和基质吸力的影响逐渐弱化.     

黄土丘陵沟壑区梯田地埂土壤崩解特性试验研究

通过静水崩解试验研究梯田地埂植物篱的抗蚀性,分析地埂植物篱不同深度土壤的崩解量与根系状况,研究不同梯田地埂植物篱的抗侵蚀效果。结果表明:地埂植物篱可明显降低土壤崩解量,提高地埂抗蚀性;在无根系影响的对照光埂上,随着土层深度的增加,土壤容重随之增大,崩解量随之减小;在根系及密度的双重影响下,根系对崩解量的影响较大,崩解量随着有效根系数量的增多而减小,抗蚀性增强。     

土壤酸化对土壤生物学特性影响的研究进展

土壤酸化是当今世界必须面对的一个重要的土壤退化问题。简要介绍了土壤酸化的定义和成因,着重总结了土壤酸化对土壤生物学特性的影响,并对稻田酸化影响水稻氮利用效率的土壤生物学机制研究进行了展望。     

土壤酸化对土壤生物学特性影响的研究进展

土壤酸化是当今世界必须面对的一个重要的土壤退化问题。简要介绍了土壤酸化的定义和成因,着重总结了土壤酸化对土壤生物学特性的影响,并对稻田酸化影响水稻氮利用效率的土壤生物学机制研究进行了展望。     

中国土壤调查结果的地统计特征

【目的】我国于1979—1987年进行了第二次土壤普查（以下简称“二普”）,2005—2017年进行了农田耕层土壤养分调查。两次调查均为地面采样量大的全国性调查。两次调查生成数据是我国目前最精细的土壤资源与质量时空数据。通过地统计检验方法,探讨我国在这两次调查中所获土壤质量数据的地统计检验特征,为这些数据用于表征土壤资源与质量时空分布状况,及其在其他行业和研究领域的应用提供参考。【方法】检验方法是在我国东、南、西、北、中不同地域选取7个代表性类型区,提取7片区在两次调查中获得的土壤剖面点和耕层采样点0—20 cm土层的土壤有机质含量。选择土壤有机质含量作为检验指标的原因之一是有机质含量是最重要土壤质量性状之一,其二该要素可量化表达。剖面点数据源于二普对典型土壤类型的剖面采样,采样特征为优先选取典型土壤类型,全国完成了10万个0—100 cm剖面分层采样、化验。经数据整合和多要素匹配,有6万个剖面点获得坐标。耕层采样点数据源于2005—2017年农田耕层养分调查,采样为网格化均衡分布的大样本量,全国完成了1 000万个有GPS定位坐标的耕层样本。每片区含土壤剖面点500—1 300个,耕层采样点50 000—250 000个。用普通克里格插值方法进行地统计分析和检验。对每片区剖面点和耕层采样点数据分别随机选取80%数据作为训练样本集建模,20%作为验证样本集。将验证样本预测值与实测值进行线性回归,计算R ²（决定系数）和RMSE（均方根误差）,以此评价两组数据表达土壤要素空间分布特征的可靠性和误差。【结果】剖面数据的地统计检验显示,7片区二普剖面点数据表达的有机质含量分布状况可靠性均达极显著水平,但校验集预测值与实测值相关性较差,R ²值较低,为0.223—0.380,RMSE较高。2005—2017年耕层采样点数据地统计检验显示,通过网格化均衡分布和大样本量的地面采样,耕层采样点所获有机质含量分布图的可靠性和预测精度优于剖面点数据,R ²提高,RMSE下降。两组数据地统计结果还显示：尽管相隔30年,两时段调查展现的土壤有机质含量有一定变化,但两组数据反映的各片区土壤有机质含量空间分布总体规律相似。【结论】当土壤调查为网格化均衡分布的大样本量采样时,就表征土壤要素空间分布特征而言,其可靠性和精度较好;二普生成大比例尺土壤专题图数据（土壤图,有机质含量图,pH图,土壤氮、磷、钾养分含量图）和2005—2017年农田耕层养分调查数据均源于网格化均衡分布的大样本量地面调查,可靠性和精度优于二普剖面点数据。但剖面点含数据类别多,具有点坐标,也有可靠的土壤专题图表达,对了解多类别土壤要素空间分布特征极具价值。二普与农田耕层点养分调查间隔约30年,两时段数据有利于了解土壤质量时空演变。本研究还显示,获取精细土壤质量数据需要进行大样本量地面调查和采样,对于表征土壤类型、土体构造等稳定性要素而言,若地面采样量较小,将难以获得可靠性和精度优于二普的数据。从实际需求和我国已有工作基础考虑,今后土壤调查重点可考虑以土壤功能调查或缺区补漏调查为主。