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西南地区路用石灰岩粗集料矿物组成和物理力学性质的关联性分析

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土木工程学报 2023年第6期56卷 136-144页

作者：王欲敏赵梦珍梁旭之李菁若周启伟重庆交通大学重庆400074 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067 贵州省遵义公路管理局贵州遵义563000

为探究西南地区石灰岩粗集料用于高等级公路抗滑表层的适用性,通过X射线衍射试验、激光粒度仪等对8种典型集料进行矿物组成、颗粒性质分析等,定性表征集料组成与其物理力学性质的关系,并基于灰关联理论量化二者关联性;通过常规路用性能... 详细信息

为探究西南地区石灰岩粗集料用于高等级公路抗滑表层的适用性,通过X射线衍射试验、激光粒度仪等对8种典型集料进行矿物组成、颗粒性质分析等,定性表征集料组成与其物理力学性质的关系,并基于灰关联理论量化二者关联性;通过常规路用性能试验和动态摩擦系数试验对石灰岩沥青混合料的路用性能和抗滑性能进行验证,从集料组成与力学特性角度揭示混合料抗滑性能衰变规律。结果表明,方解石作为石灰岩集料的主要矿物成分与其物理力学指标关联性最强,并影响次要组成矿物对性能的增强作用;方解石、石英、长石和黏土矿物的不同构成比例对集料物理力学指标影响较为复杂,但高性能矿物含量较多的集料一般具有较佳的性能;白云石为主的集料相比方解石为主的集料能够提供混合料更优的水稳定性;石灰岩沥青混合料的各项性能均满足规范要求,当地石灰岩集料具有较大的高等级公路抗滑表层应用潜力。

关键词：公路工程石灰岩粗集料矿物组成物理力学性质关联性

复杂深海工程地质原位长期监测系统研发与应用

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地学前缘 2022年第5期29卷 216-228页

作者：孙志文贾永刚权永峥郭秀军刘涛孟庆生孙中强李凯范智涵陈天唐浩儒中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

海底滑坡、浊流等深海底地质灾害严重威胁海洋工程安全,是国家深海开发亟待解决的风险问题。为避免深海海底地质灾害对海底工程造成危害,解决深海海底地质灾害监测预警的难题,我们研发了一套复杂深海工程地质原位长期监测系统。该系统... 详细信息

海底滑坡、浊流等深海底地质灾害严重威胁海洋工程安全,是国家深海开发亟待解决的风险问题。为避免深海海底地质灾害对海底工程造成危害,解决深海海底地质灾害监测预警的难题,我们研发了一套复杂深海工程地质原位长期监测系统。该系统通过声学、电阻率、超孔隙水压力等方法监测深海海底沉积物的物理力学性质变化,实现了对深海海底地质灾害的监测和预警。该系统主要包括海床基搭载平台、监测系统、通信控制系统、供电系统等。其中监测系统主要通过原位长期监测海底沉积物的电阻率、声学、超孔隙水压力等的变化来获取海底沉积物的物理力学性质变化;通信控制系统可以实现海底到海面,再到陆地的双向通信和数据传输。其中供电系统通过独特设计的海水电池工艺,可以满足该系统在海底长期工作一年的电量需求。复杂深海工程地质原位长期监测系统已完成了近海测试,并搭载“海洋地质六号”“东方红三号”“张謇号”等科考船在南海进行了多次远海海试,获取了丰富的实测数据。电阻率监测系统采用温纳法滚动测量,测得的水土界面位置平均电阻率为0.207Ω·m。超孔隙水压力监测系统采用开放式结构的压差式光纤光栅孔压测量方法,监测到孔压观测的4个标志性阶段:(1)贯入过程引起的超孔隙水压力累计,峰值为34.942 kPa,历时0.182 h;(2)贯入完成后累积的超孔隙水压力衰减,衰减到9.973 kPa,历时为0.810 h;(3)环境应力引起的超孔隙水压力实时响应,超孔隙水压力的变化范围为8.327~14.384 kPa;(4)残余孔隙水压力平均值为11.150 kPa。声学监测系统采用两个一发三收模式,测量的海水平均声速为1 533 m/s,测量的海底沉积物自上而下的平均声速依次为1 586、1 587、1 784、1 735、1 831 m/s。复杂深海工程地质原位长期监测系统的成功研制将显著提升目前海洋工程地质原位长期观测的技术能力,解决复杂深海工程地质评价及地质灾害监测预警的技术难题。

关键词：海底地质灾害物理力学性质原位观测声速电阻率孔隙压力

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土质对植被混凝土理化性质及植物生长的影响

环境工程技术学报 2023年第6期13卷 2271-2278页

作者：刘大翔宋强兵龙丽珺杨悦舒丁瑜许文年三峡库区地质灾害教育部重点实验室三峡大学水泥基生态修复技术湖北省工程研究中心三峡大学防灾减灾湖北省重点实验室三峡大学

植被混凝土在裸露边坡生态修复中广泛应用,因土质类型不同,使得基材强度、保水性等差异较大,影响植物生长。不同土质的本质是土颗粒级配差异,砂粒与粗颗粒构成骨架,细颗粒填充黏结。以室内养护与室外盆栽相结合,探究土质(粉土质砂、低... 详细信息

植被混凝土在裸露边坡生态修复中广泛应用,因土质类型不同,使得基材强度、保水性等差异较大,影响植物生长。不同土质的本质是土颗粒级配差异,砂粒与粗颗粒构成骨架,细颗粒填充黏结。以室内养护与室外盆栽相结合,探究土质(粉土质砂、低液限粉土、低液限黏土)对植被混凝土理化性质及黑麦草生长的影响。结果表明:渗透系数与大孔径和总孔隙率呈正相关,也与水泥水化有关;饱和含水率与总孔隙率及毛细孔隙率呈正相关;水分蒸发率与毛细孔隙率和含水率呈负相关:黏聚力与级配情况和水泥胶结有关;内摩擦角与粗颗粒呈正相关,与磨圆度和水泥水化有关;硝态氮含量和硝态氮淋失率与毛细孔隙和基材紧实情况有关;铵态氮含量和铵态氮淋失率与毛细孔隙和黏粒含量有关。利用偏光显微镜从细观结构角度阐释不同土质影响植被混凝土宏观特征的原因,综合以上指标分析及实践经验,得出粉土质砂配制的植被混凝土更有利植物生长,各项指标均在可接受范围内。

关键词：土质类型植被混凝土物理力学性质养分淋失黑麦草细观结构

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有机质含量及组分对泥炭土物理力学性质影响

水文地质工程地质 2022年第2期49卷 77-85页

作者：裴利华杨醒宇桂跃王兆昌张毅中铁四院集团西南勘察设计有限公司云南昆明650504 昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650051 云南永筑建设勘察设计有限公司云南保山678000

富含有机物质是泥炭土工程性质不良的主要原因。不同有机质含量及组分的泥炭土,其物理力学性质差异很大。为明确有机质含量的影响,对数十组不同有机质含量无定形泥炭土试样进行一系列室内试验,系统分析了物理、变形、强度及渗透性随有... 详细信息

富含有机物质是泥炭土工程性质不良的主要原因。不同有机质含量及组分的泥炭土,其物理力学性质差异很大。为明确有机质含量的影响,对数十组不同有机质含量无定形泥炭土试样进行一系列室内试验,系统分析了物理、变形、强度及渗透性随有机质含量的变化规律;为比较有机质组分不同导致的工程性质差异,将以上无定形泥炭土物理力学指标与纤维泥炭土试验数据进行系统分析。结果表明:无定形泥炭土基本物理力学指标与有机质含量间有一定的线性关系,其中,初始孔隙比(e_(0))、天然含水率(w_(0))、液塑限(w_(L)、w_(p))、黏聚力(c)随有机质含量增加线性增大,比重(G_(s))、固结系数(C_(v))和内摩擦角(φ)随有机质含量增大而减小。相较无定形泥炭土,纤维泥炭土比重小、含水率大、孔隙比大。抗剪强度方面,无定形泥炭土黏聚力随有机质含量增大而增大,较纤维泥炭土略高;内摩擦角随有机质含量增大而有下降趋势,约为纤维泥炭土的1/5~1/14。渗透性方面,无定形泥炭土的初始渗透系数(k_(v0))及渗透指数(C_(k))随有机质含量增大而减小,且普遍小于纤维泥炭土。

关键词：无定形泥炭土纤维泥炭土有机质含量物理力学性质

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不同无性系刺槐生长、材性及适用性

中南林业科技大学学报 2023年第4期43卷 164-173页

作者：陈楠楠彭祚登李云北京林业大学林学院省部共建森林培育与保护教育部重点实验室北京100083 北京林业大学生物与技术学院北京100083

【目的】通过对刺槐不同无性系林木之间生长、材性和适应性的研究,为刺槐建筑用材林培育选用优良无性系和刺槐优质木材的加工利用提供科学的依据。【方法】以河南省洛宁县国有吕村林场无性系试验林中的豫刺1号、豫刺2号、豫刺7号、豫刺... 详细信息

【目的】通过对刺槐不同无性系林木之间生长、材性和适应性的研究,为刺槐建筑用材林培育选用优良无性系和刺槐优质木材的加工利用提供科学的依据。【方法】以河南省洛宁县国有吕村林场无性系试验林中的豫刺1号、豫刺2号、豫刺7号、豫刺8号、无性系3-Ⅰ共5个刺槐无性系为研究对象,分析林木生长过程,比较林木生长及材性差异并进行适用性评价。【结果】5个无性系胸径大小排序为无性系3-Ⅰ>豫刺1号>豫刺8号>豫刺7号>豫刺2号;材积大小排序为无性系3-Ⅰ>豫刺1号>豫刺7号>豫刺8号>豫刺2号。其胸径、树高均呈现前期生长迅速后生长逐渐减缓趋势。其木材气干密度、全干密度、基本密度测量范围为0.769~0.812、0.731~0.775、0.644~0.673 g·m^(-3);干缩率中气干差异干缩和全干差异干缩变化幅度分别为1.41~1.82、1.47~1.62;湿胀率中全干至气干湿胀率(径向、弦向、体积)、全干至饱水湿胀率(径向、弦向、体积)分别在2.34%~2.67%、3.23%~3.59%、5.88%~6.73%、5.1%~5.81%、8.05%~8.67%、13.77%~15.23%之间;力学性质中顺纹抗压强度、横纹全部抗压强度(径向、弦向)、抗弯强度、抗弯弹性模量测量值范围分别为53.44~58.89、12.00~15.46、14.23~18.11、107.386~122.299、9737.701~10410.325 MPa。【结论】5个无性系刺槐中最适合作为结构用材原料的是无性系3-Ⅰ;最适合作为装饰用材原料的是豫刺7号。

关键词：刺槐无性系木材生长物理力学性质综合评价

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微生物对红黏土强度的改良效应及机理研究

长江科学院院报 2022年第5期39卷 125-131页

作者：王连锐陈筠杨恒黄阳黄洋贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 贵州理工学院贵阳550003 贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司贵阳550000

利用微生物加固红黏土是一种创新、环保、经济的方法。选取巴氏芽孢杆菌和铁细菌2种微生物固化土体,以活性炭为载体,根据微生物最佳养护条件,制备2种微生物土样。研究微生物土样的基本物理力学性质时,发现微生物改良后的土样密度增加,... 详细信息

利用微生物加固红黏土是一种创新、环保、经济的方法。选取巴氏芽孢杆菌和铁细菌2种微生物固化土体,以活性炭为载体,根据微生物最佳养护条件,制备2种微生物土样。研究微生物土样的基本物理力学性质时,发现微生物改良后的土样密度增加,孔隙比下降,抗剪强度和无侧限抗压强度提高,物理力学性质得到极大改善。为进一步研究微生物对红黏土的加固机理,采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)分析试样微观结构和物质成分。试验发现巴氏芽孢杆菌诱导生成碳酸钙充填土体孔隙,形成胶结固化土体,碳酸钙多集中于活性炭附近呈块状结构;铁细菌生成铁基络合物充填土体孔隙,铁基络合物多呈片状、层状结构。总体来说,巴氏芽孢杆菌对红黏土的固化效果要优于铁细菌。研究结果对微生物加固红黏土机理认识和菌种选择具有重要参考价值。

关键词：红黏土微生物固化物理力学性质微观结构作用机理

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白鹤滩水电站层间错动带工程地质特性

岩土力学 2019年第9期40卷 3559-3568,3575页

作者：韩钢周辉陈建林张传庆高阳宋桂红洪望兵湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室湖北武汉430071 中国科学院大学北京100049 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310014 浙江华东建设工程有限公司浙江杭州310014

白鹤滩水电站层间错动带结构松散、水理性质不良、力学性质差且延展范围广,是地下空间围岩体中的弱结构面,控制围岩体的变形破坏。在大量地质勘探及室内试验研究资料基础上,将白鹤滩工程区的层间错动带划分为节理带、劈理带和泥化带,有... 详细信息

白鹤滩水电站层间错动带结构松散、水理性质不良、力学性质差且延展范围广,是地下空间围岩体中的弱结构面,控制围岩体的变形破坏。在大量地质勘探及室内试验研究资料基础上,将白鹤滩工程区的层间错动带划分为节理带、劈理带和泥化带,有利于其力学特性的研究;在分类的基础之上,研究了C2、C4层间错动带中不同带区的形成模式、宏微观结构特征、矿物成分、水理性质以及剪切力学特性等主要工程地质问题,认为白鹤滩层间错动带主要是构造成因,不同带区在黏土矿物含量、微观结构以及水理性质等方面差异明显,错动带的剪切位移曲线整体呈理想弹塑性特征;分析了施工期层间错动带的地质特性对工程岩体的影响,含层间错动带围岩体主要存在3种破坏形式:块体塌落、剪切滑移与渗透破坏。

关键词：白鹤滩水电站层间错动带宏微观结构物理力学性质破坏形式

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蚀变岩工程分级与物理力学性质研究

工程地质学报 2022年第3期30卷 966-974页

作者：董金玉石尚李建勇任明浩高玉生吴彤滕杰闫晓石华北水利水电大学地球科学与工程学院郑州450046 中水北方勘测设计研究有限责任公司天津300222

在岩石工程中,蚀变作用通常会引发各种工程地质问题。以新疆北部某深埋长隧洞中蚀变岩为对象,研究了蚀变岩的微观特征和物理力学性质,并对蚀变岩隧洞段进行了数值模拟。结果表明岩石蚀变类型为黑云母的绿泥石化和钾长石的黏土化,利用蚀... 详细信息

在岩石工程中,蚀变作用通常会引发各种工程地质问题。以新疆北部某深埋长隧洞中蚀变岩为对象,研究了蚀变岩的微观特征和物理力学性质,并对蚀变岩隧洞段进行了数值模拟。结果表明岩石蚀变类型为黑云母的绿泥石化和钾长石的黏土化,利用蚀变岩中绿泥石含量与黏土矿物含量提出了蚀变指数概念,并结合蚀变岩的宏观表观特征,对其进行蚀变程度分级。随着蚀变程度的增加,岩石的吸水性、孔隙率随之变大,块体密度、饱和单轴抗压强度、弹性模量、变形模量大幅度降低。工程实例模拟发现,随着岩石蚀变程度的增强,隧洞围岩位移明显增大,揭示了蚀变作用对围岩变形破坏有很大影响。研究成果对蚀变岩地区类似工程具有一定的参考价值。

关键词：蚀变岩工程分级蚀变指数物理力学性质数值模拟

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非饱和花岗岩残积土的弹塑性本构模型与验证

吉林大学学报(理学版) 2023年第6期61卷 1457-1462页

作者：张强刘一奥中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266000 山东省鲁南地质工程勘察院山东济宁272100 吉林大学建设工程学院长春130026 国家开发银行吉林省分行长春130022

基于修正的剑桥模型,通过调整屈服面建立弹塑性模型描述非饱和花岗岩残积土的物理力学行为,推导修正剑桥模型的基本增量格式,编制ABAQUS接口程序实现非饱和花岗岩残积土的应力与变形分析.将基于GDS(global digital system)三轴仪测得的... 详细信息

基于修正的剑桥模型,通过调整屈服面建立弹塑性模型描述非饱和花岗岩残积土的物理力学行为,推导修正剑桥模型的基本增量格式,编制ABAQUS接口程序实现非饱和花岗岩残积土的应力与变形分析.将基于GDS(global digital system)三轴仪测得的实验数据与模型的模拟结果进行比较.结果表明,模拟结果与实验结果一致.

关键词：花岗岩残积土非饱和土物理力学性质修正剑桥模型