孔隙特性:凍融作用降低松散土體的孔隙比,增加密實土體的孔隙比,經(jīng)多次凍融循環(huán)后土體的干容重趨于某一定值,即孔隙特征趨于穩(wěn)定,且這一定值與土體的初始干容重無關(guān),而與土體的種類有關(guān)。
滲透性:凍融循環(huán)作用使得土的結(jié)構(gòu)變化,經(jīng)常導(dǎo)致滲透率變化幾個數(shù)量級。研究發(fā)現(xiàn)已融黏土的滲透系數(shù)比同樣成分的原狀土要大3~10 倍。試驗研究證明,這種現(xiàn)象是由于在凍融過程中土體中的細顆粒增多,土體中產(chǎn)生縱向裂隙所致。
強度特性:在溫度荷載作用下原狀土受到擾動,其力學(xué)性能發(fā)生變化,主要表現(xiàn)為黏聚力和摩擦角的變化。原狀土及不同解凍條件下的融土固結(jié)排水剪切試驗發(fā)現(xiàn)凍融后,黏聚力降低,內(nèi)摩擦角增大,且融化溫度對融土的強度影響很小。在不同凍結(jié)溫度和融化溫度、不同凍融循環(huán)次數(shù)、開放和封閉體系條件下對凍融飽和原狀粉黏土試樣進行了不固結(jié)、不排水剪切試驗也得到了以上結(jié)論,并且發(fā)現(xiàn)隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,5~7 次凍結(jié)循環(huán)后黏聚力和內(nèi)摩擦角逐漸趨于穩(wěn)定。
壓縮特性:凍融作用下土體的孔隙特征發(fā)生變化,從而壓縮特性也將發(fā)生變化。研究發(fā)現(xiàn)凍融后土體的壓縮性增大,土體發(fā)生軟化。同一凍結(jié)條件下( 冷端溫度-10℃) 初始干重度對凍融前后土的力學(xué)性質(zhì)有一定的影響。
凍融作用對土體的物理力學(xué)特性產(chǎn)生了明顯影響,主要從其基本的物理力學(xué)指標進行著手,但涉及的土質(zhì)較少,尤其缺少對河相和海相軟土的研究。
通過對粉質(zhì)黏土凍融后微觀結(jié)構(gòu)特征的研究發(fā)現(xiàn),土樣經(jīng)過一個凍融循環(huán)后礦物成分并無明顯變化; 內(nèi)部的孔隙大小發(fā)生了變化,土樣凍融后比表面積、孔隙率較凍前增大。以上海原狀和凍融后的暗綠色粉質(zhì)黏土為研究對象,結(jié)合該土體凍結(jié)前后的微結(jié)構(gòu)電鏡掃描圖片,對比分析土體凍融后動力特性變化的微觀機理,表明土體強度削弱來自凍結(jié)時水分膨脹對土體微觀結(jié)構(gòu)的破壞。以上海第四層淤泥質(zhì)黏土為研究對象,研究土體凍結(jié)溫度對孔徑、孔隙形狀、定向性、面孔隙度和面孔隙比變化的影響。通過補水條件下的凍融循環(huán)試驗,對不同凍融循環(huán)次數(shù)的壓實黃土進行定量分析,發(fā)現(xiàn)隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,土樣內(nèi)部冰晶的生長及冷生結(jié)構(gòu)的形成導(dǎo)致土樣中孔隙體積增加,土顆粒受到擠壓并形成新的土骨架結(jié)構(gòu),證實了凍融對黃土結(jié)構(gòu)的削弱作用。隨著凍融循環(huán)次數(shù)的增加,土孔隙排列向均勻化發(fā)展,圓形度呈上升趨勢。 2100433B
吸附是所有固體物質(zhì)存在的自然現(xiàn)象。我們將某些分子在膨潤土表面的現(xiàn)象,稱為膨潤土的吸附作用。這種吸附作用在工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。如鉆井泥漿經(jīng)常利用膨潤土礦物的吸附特性來調(diào)整不同使用目的的泥漿參數(shù),如添加...
具有方便、快捷等優(yōu)點。 為保證其疏松性和壓實性,在配制方法上,如所用瀝青的粘度、瀝青的 用量、添加劑以及集料級配等,與熱拌瀝青混合料都有很大區(qū)別。實踐 表明,所研制開發(fā)的冷鋪材料使用性能良好,而成本卻...
與工程有關(guān)的性質(zhì)如:土的壓縮性,固結(jié)度,粒徑級配和壓密擊實性等,還有特殊土的獨特的工程性質(zhì)。
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研究目的:凍結(jié)法施工以其止水性好、強度高等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于軟土地區(qū)地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工,但是凍結(jié)法施工后,凍融循環(huán)作用將影響地基土的工程性質(zhì),因此有必要針對地鐵凍結(jié)法工后融土進行深入研究。基于地鐵聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工背景,本文對凍結(jié)法工后凍融軟土的微觀結(jié)構(gòu)進行電鏡掃描試驗,定性描述飽和軟土經(jīng)歷凍融循環(huán)后微觀結(jié)構(gòu)的孔隙特征、顆粒特征和結(jié)構(gòu)連接方式,同時基于Image—ProPlus圖像分析軟件對凍融軟土微觀結(jié)構(gòu)中孔隙直徑、孔隙面積等微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)進行分析。研究結(jié)論:(1)凍融循環(huán)后,微孔隙(d〈0.5μm)含量減小,較大尺寸孔隙(d≥1μm)數(shù)量增加,面孔隙比有增大趨勢;軟土經(jīng)歷凍融后孔隙結(jié)構(gòu)變得更為復(fù)雜,表現(xiàn)為孔隙平均分形維數(shù)的增加;(2)隨著凍結(jié)溫度的降低和凍融循環(huán)周期的增加,顆粒間孔隙體積增加,絮凝結(jié)構(gòu)更加明顯,結(jié)構(gòu)連接作用受到一定程度的弱化;(3)凍融土微觀研究成果可以解釋其宏觀動力特性的變化,為控制凍結(jié)法施工后的長期沉降提供依據(jù)。
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本文基于凍融期間大田測坑不同地下水埋深條件下,自然凍結(jié)土壤水分入滲試驗,分析討論了地下水埋深對凍融土壤水分入滲能力、相對穩(wěn)滲率的影響和凍融期間土壤入滲能力的變化特點.結(jié)果表明:地下水埋深對凍融土壤入滲能力的影響十分明顯;土壤入滲能力隨地下水埋深的增大而增大;凍融土壤的相對穩(wěn)滲率隨地下水埋深的減小而減??;凍融期間地下水埋深小的土壤的入滲能力始終小于地下水埋深大的土壤的入滲能力.地下水埋深對凍融土壤水分入滲能力的影響通過其對地表土壤含水量的影響而實現(xiàn).研究結(jié)果對于指導(dǎo)季節(jié)性凍土地區(qū)冬、春灌溉合理灌水技術(shù)參數(shù)的確定具有實際意義.
項目的背景:本項目擬考慮土釘在凍融土中峰值摩阻力的計算為主要科學(xué)問題,主要考慮數(shù)學(xué)解析建立注漿壓力和上覆土壓力改變條件下的土釘-土接觸面模型,并進行室內(nèi)外大量的試驗驗證,分析多個參數(shù)的變化對土釘峰值摩阻力與顯摩擦系數(shù)的影響。研究內(nèi)容:本項目擬針對土中壓力注漿土釘?shù)姆逯的ψ枇橹饕芯繉ο?,根?jù)土釘周圍的壓力注漿大小分析土釘與土的界面接觸機理,結(jié)合室內(nèi)和現(xiàn)場試驗研究不同注漿壓力對土釘拉拔峰值摩阻力的影響,系統(tǒng)的分析不同飽和度與土釘峰值摩阻力的關(guān)聯(lián)性,分析壓力注漿和上覆土壓力的變化對峰值摩阻力及顯摩擦系數(shù)的影響性。重要結(jié)果:研究發(fā)現(xiàn),基于小孔擴張理論和土釘-土破壞面的概念可以進行土釘峰值摩阻力計算的解析模型,結(jié)合歷史試驗和本項目的室內(nèi)外模型試驗驗證,得到了不同工況下土釘峰值摩阻力和顯摩擦系數(shù)隨注漿壓力、上覆土壓力的關(guān)聯(lián)規(guī)律,并發(fā)現(xiàn)注漿壓力會和上覆土壓力相互作用影響土釘?shù)姆逯的ψ枇?。土釘?shù)哪Σ料禂?shù)對于飽和度的依賴性要明顯低于對灌漿壓力與上覆土壓力的依賴性。土釘表面粗糙度的增加利于調(diào)動更多的土釘摩阻力,土釘?shù)姆逯的ψ枇﹄S著土釘?shù)拇植诙纫虻脑黾佣尸F(xiàn)線性增大。關(guān)鍵數(shù)據(jù):在所有試驗在松散和壓實的土體重摩擦系數(shù)值隨著飽和度的增加而顯著地減少,飽和度的增加會減少釘土之間的粘結(jié)力,導(dǎo)致土釘峰值摩阻力顯著降低。土釘表面粗糙度的增加利于調(diào)動更多的土釘摩阻力,土釘?shù)姆逯的ψ枇﹄S著土釘?shù)拇植诙纫虻脑黾佣尸F(xiàn)線性增大。結(jié)合室內(nèi)試驗進行了多種適合巖土工程監(jiān)測的不同種類的傳感器研發(fā),包括測量土壓力、小位移、溫度、傾角等的傳感器,其中傳感器的分辨率最高達到0.01kPa,位移傳感器的分辨率達到0.01mm,壓力傳感器的最高分辨率達到0.002kPa,科學(xué)意義:基于本項目的土釘-土的界面接觸模型,工程師可以根據(jù)基本的現(xiàn)場土體的力學(xué)性能參數(shù)進行不同壓力注漿條件下的土釘峰值摩阻力計算,該計算模型比較簡單實用,同時可以考慮利用提高土釘釘孔的粗糙度、高壓力注漿來充分提高土釘?shù)姆逯的ψ枇Α?2100433B
春季我國北方地區(qū)土釘支護系統(tǒng)多因土體凍融作用可能發(fā)生破壞,凍土地區(qū)壓力注漿可以增強土的密實性和抗剪強度,而提高抗拔摩阻力對土釘是采用壓力注漿的核心目標。本項目擬使用理論分析與模型試驗方法探索凍融土中壓力注漿土釘?shù)目拱螜C理,根據(jù)室內(nèi)模型試驗結(jié)果分析壓力注漿時長對土釘釘孔內(nèi)水泥殘余壓力幅值的影響、土體顆粒級配與土體壓實度變化對凍土中土釘峰值摩阻力的影響、凍土融化前后土釘峰值摩阻力的變化特征;使用理論分析方法建立凍土中的土釘抗拔模型,輔助以小孔擴張理論分析壓力注漿土釘周圍土體的應(yīng)力,最終利用土釘拉拔試驗結(jié)果與理論模型進行相互驗證。項目成果對于明確壓力注漿時土釘與凍土的接觸變化機理,理解土體凍融作用對壓力注漿土釘摩阻力的影響,對凍土地區(qū)的土釘系統(tǒng)設(shè)計具有重要的應(yīng)用前景。
土壤滑動體上部移動較顯著,向下逐漸減慢,直至停止。使巖屑土層揉皺、彎曲。而很少有折斷現(xiàn)象。一般出現(xiàn)在中緩坡上,形成舌狀向下伸出的坎階。在凍土地區(qū)形成的土壤滑動稱“凍融土溜”或“融凍泥流”。