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非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特性

岩土工程学报 2024年第4期46卷 814-822页

作者：王立业周凤玺周立增梁玉旺兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050 西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710072

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性,对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后,根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系... 详细信息

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性,对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后,根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系数和屈服应力,并标定了它们随基质吸力和渗透吸力的变化规律。此外,对不同基质吸力和渗透吸力下非饱和盐渍黏土主、次固结行为展开了深入分析,明确了非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特征,并对非饱和盐渍黏土的LC屈服行为进行了探索。结果表明:不同物理化学力下非饱和盐渍黏土的次固结系数与压缩指数的比值C_(a)/C_(c)以及屈服应力可以使用基质吸力和渗透吸力来统一描述;由塑性加载区压缩曲线斜率以及特征参量、C_(a)/C_(c)与竖向应力的相关性指出非饱和盐渍黏土物理化学作用与应力水平息息相关;此外,化学-水力-力学耦合作用下非饱和盐渍黏土的LC屈服曲线是由MLC屈服曲线和OLC屈服曲线组成的一条光滑曲线。

关键词：非饱和黏土孔隙盐溶液物理化学作用应力依赖性 LC屈服行为

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非饱和黏土地层中相变能源桩热性能测试

清华大学学报（自然科学版） 2022年第5期62卷 881-890页

作者：崔宏志黎海星包小华亓学栋史嘉鑫肖雄深圳大学土木与交通工程学院滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室深圳518060

采用钢球封装相变材料替换混凝土中粗骨料能够增加能源桩桩体的能量密度、提高换热量,从而减小热交换所需的地下空间资源。该文通过模型试验对非饱和黏土地层中的普通混凝土和相变储能混凝土能源桩进行冷热加载,对比研究了其热响应特性... 详细信息

采用钢球封装相变材料替换混凝土中粗骨料能够增加能源桩桩体的能量密度、提高换热量,从而减小热交换所需的地下空间资源。该文通过模型试验对非饱和黏土地层中的普通混凝土和相变储能混凝土能源桩进行冷热加载,对比研究了其热响应特性和对桩周土体的影响。试验结果表明:在冷热加载的热交换过程中,相变桩体周围土体传热主要范围约为1.5倍桩径,相变桩的换热管进出口温度变化大于普通桩,说明相变桩热交换效率高于普通桩;相变桩与普通桩在制热阶段的温差小于制冷阶段的温差,说明制冷加载在相同循环工况下的换热效率大于制热加载;在制冷过程中相变材料的加入加大了桩内竖向和横截面温度分布的不均匀性,在温度荷载作用下正常固结非饱和黏土地基产生明显的固结排水,发生不可恢复的沉降变形。

关键词：相变能源桩冷热加载不均匀温度分布非饱和黏土固结沉降

聚丙烯纤维加筋绍兴非饱和黏土的剪切特性研究

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力学季刊 2023年第1期44卷 172-180页

作者：吴瑞潜项祺辰杨光吴早生绍兴文理学院土木工程学院浙江绍兴312000 华汇工程设计集团股份有限公司浙江绍兴312000

为了研究纤维加筋非饱和土的剪切特性,以绍兴地区广泛分布的非饱和黏土为研究对象,聚丙烯纤维为加筋材料,通过一系列非饱和直剪试验,探讨了纤维长度对加筋土剪切变形特性、抗剪强度及其指标的影响规律,并简要分析了聚丙烯纤维的增强机理... 详细信息

为了研究纤维加筋非饱和土的剪切特性,以绍兴地区广泛分布的非饱和黏土为研究对象,聚丙烯纤维为加筋材料,通过一系列非饱和直剪试验,探讨了纤维长度对加筋土剪切变形特性、抗剪强度及其指标的影响规律,并简要分析了聚丙烯纤维的增强机理,最后得出了0.2%掺量下补强效果最佳的纤维长度.研究结果表明:随着净法向应力的增大,土体的剪应力-剪切位移曲线由软化型逐渐向硬化型转化,纤维长度L为12 mm的加筋土样表现出的剪切硬化特性最明显;不同净法向应力下,纤维加筋非饱和土的抗剪强度均高于素土;随着纤维长度的增加,纤维加筋土的黏聚力呈先增加后减小,内摩擦角先增加后趋于平缓;当纤维长度L为12 mm时,聚丙烯纤维对土体抗剪强度指标的补强效果能够最大程度得到发挥.

关键词：纤维加筋土纤维长度非饱和黏土抗剪强度

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非饱和黏土的张拉-剪切耦合强度研究

岩土力学 2017年第S2期38卷 9-17页

作者：孔小昂蔡国庆刘真真赵成刚北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004

非饱和黏土中液相与固相基质间的相互作用,依据其形成机理的不同可分为毛细作用和物理-化学作用,目前建立的非饱和土强度模型多是基于毛细机理建立的,忽略了后者对土体强度的贡献。现有非饱和土强度理论仍建立在土体受压缩剪切作用的基... 详细信息

非饱和黏土中液相与固相基质间的相互作用,依据其形成机理的不同可分为毛细作用和物理-化学作用,目前建立的非饱和土强度模型多是基于毛细机理建立的,忽略了后者对土体强度的贡献。现有非饱和土强度理论仍建立在土体受压缩剪切作用的基础上,不适用于分析土的抗拉强度和拉剪耦合强度。为了能够全面地、合理地描述非饱和黏土的强度作用机制,建立了一个适用于非饱和黏土的二元介质压剪强度模型,将非饱和黏土抽象为理想毛细部分和理想吸附由两个理想部分组成,针对两者分别建立了理想强度公式,利用参与函数反映土中两种理想部分所占的比重,描述实际情况下土体的强度特征。在压剪强度模型的基础上,通过考虑非饱和黏土中的拉剪联合作用,建立了非饱和黏土的张拉-剪切耦合强度模型,给出了张拉-剪切耦合强度公式。利用强度模型对非饱和黏土的压剪强度及张拉-剪切耦合强度进行预测,预测结果和已有试验数据的对比结果表明所建模型能够较好地描述非饱和黏土的强度特征。

关键词：非饱和黏土毛细作用吸附作用压剪强度拉剪联合作用张拉-剪切耦合强度

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非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特性

岩土工程学报 2023年

作者：王立业周凤玺周立增梁玉旺西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心西北工业大学力学与土木建筑学院兰州理工大学土木工程学院

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性，对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后，根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结... 详细信息

为了揭示物理化学作用对含盐溶液非饱和黏土压缩行为的影响及其与应力水平的依赖特性，对孔隙含蒸馏水、氯化钠和硫酸钠溶液及控制基质吸力条件下的试样进行了一维压缩试验。然后，根据试验结果测定了不同条件下黏土的压缩指数、次固结系数和屈服应力，并标定了它们随基质吸力和渗透吸力的变化规律。此外，对不同基质吸力和渗透吸力下非饱和盐渍黏土主、次固结行为展开了深入分析，明确了非饱和盐渍黏土物理化学作用的应力依赖特征，并对非饱和盐渍黏土的LC屈服行为进行了探索。结果表明：不同物理化学力下非饱和盐渍黏土的次固结系数与压缩指数的比值CaCc以及屈服应力可以使用基质吸力和渗透吸力来统一描述；由塑性加载区压缩曲线斜率以及特征参量、CaCc与竖向应力的相关性指出非饱和盐渍黏土物理化学作用与应力水平息息相关；此外，化学-水力-力学耦合作用下非饱和盐渍黏土的LC屈服曲线是由MLC屈服曲线和OLC屈服曲线组成的一条光滑曲线。

关键词：非饱和黏土孔隙盐溶液物理化学作用应力依赖性 LC屈服行为

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非饱和黏土孔隙压力计算与实验研究

岩土工程学报 2002年第5期24卷 605-607页

作者：林成功吴德伦重庆大学(B区)土木工程学院重庆400045

根据有效应力理论 ,以弹性理论和混合物理论为基础导出非饱和黏土孔隙压力的一般公式 ,由此得出各向同性压缩和侧向约束压缩两种情况下的孔隙压力计算公式 .并对此两种情况进行试验证实。结果表明 ,导出的孔隙压力公式与Skempton公式构... 详细信息

根据有效应力理论 ,以弹性理论和混合物理论为基础导出非饱和黏土孔隙压力的一般公式 ,由此得出各向同性压缩和侧向约束压缩两种情况下的孔隙压力计算公式 .并对此两种情况进行试验证实。结果表明 ,导出的孔隙压力公式与Skempton公式构成一致 ,其中系数B的试验结果中显示毛细压力对孔隙压力有一定的影响。

关键词：非饱和黏土孔隙压力等向压缩侧向约束压缩

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非饱和黏土变形和强度特性试验研究

岩石力学与工程学报 2009年第A2期28卷 3808-3814页

作者：张芳枝陈晓平暨南大学力学与土木工程系广东广州510632 广东水利电力职业技术学院水利工程系广东广州510635

利用双压力室非饱和三轴仪,进行非饱和黏土脱湿、等吸力固结和排水剪切试验,研究非饱和黏土的体变、屈服和强度特性,结果表明:在低吸力范围内,非饱和黏土在脱湿过程中的体积收缩呈弹塑性体变性状,验证了非饱和土本构模型中SI屈服曲线的... 详细信息

利用双压力室非饱和三轴仪,进行非饱和黏土脱湿、等吸力固结和排水剪切试验,研究非饱和黏土的体变、屈服和强度特性,结果表明:在低吸力范围内,非饱和黏土在脱湿过程中的体积收缩呈弹塑性体变性状,验证了非饱和土本构模型中SI屈服曲线的存在;在等吸力固结试验中,黏土固结屈服应力随着吸力增加而增加,LC屈服曲线呈二次抛物线变化,固结压力的增长比基质吸力的增长对体变性状的影响效应要大。在剪切试验中,非饱和黏土应力应变关系依赖于净围压和基质吸力的不同组合,基质吸力增强土体应力-应变关系的硬化特性;在不同的吸力条件下,固结排水剪的有效内摩擦角基本不变,黏聚力的增长与吸力的增长基本呈线性关系。

关键词：岩土力学非饱和黏土基质吸力变形抗剪强度三轴试验

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非饱和黏土平板撞击实验及状态方程的研究

高压物理学报 2014年第6期28卷 648-654页

作者：丁育青汤文辉张若棋冉宪文张明建国防科学技术大学理学院工程物理研究所湖南长沙410073 第二炮兵装备研究院第二研究所北京100085 西南交通大学高压物理实验室四川成都610031

利用口径为24mm的二级轻气炮实验装置,结合磁测速和光纤探针动态测试技术,分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验,试样的压力峰值区间为1.29~32.54GPa。实验结果表明,含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明... 详细信息

利用口径为24mm的二级轻气炮实验装置,结合磁测速和光纤探针动态测试技术,分别对含水率为0、8%和15%的3种非饱和黏土试样进行了平板撞击实验,试样的压力峰值区间为1.29~32.54GPa。实验结果表明,含水率对非饱和黏土的冲击压缩特性影响明显。当非饱和黏土受到冲击压缩时,孔隙被进一步压实,滞留在黏土孔隙中的水和空气来不及排出,从而与黏土中的固体颗粒一起,共同支配非饱和黏土的冲击压缩特性;而由于水的相对不可压缩性,导致黏土的可压缩性随着含水率的升高而下降。提出一种修正的三相混合物状态方程,对3种含水率试样的压力-密度曲线进行了拟合,结果表明,该状态方程能够较好地描述不同含水率非饱和黏土的压力-密度关系。

关键词：非饱和黏土含水率二级轻气炮平板撞击实验状态方程

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单轴压缩下非饱和黏土动态力学性能试验研究

岩土力学 2013年第9期34卷 2546-2550页

作者：丁育青汤文辉徐鑫冉宪文国防科学技术大学理学院工程物理研究所长沙410073

黏土作为一种松散多孔材料,其波阻抗较低,采用传统分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行单轴压缩试验时,存在透射信号弱、应力不平衡等问题。针对以上问题,提出利用石英压电晶体测定试样的应力并监测试样两端的应力平衡,采用入射波整... 详细信息

黏土作为一种松散多孔材料,其波阻抗较低,采用传统分离式霍普金森压杆(SHPB)试验装置进行单轴压缩试验时,存在透射信号弱、应力不平衡等问题。针对以上问题,提出利用石英压电晶体测定试样的应力并监测试样两端的应力平衡,采用入射波整形技术,考察应变率、含水率对非饱和黏土动态力学性能的影响规律。试验结果表明,非饱和黏土试样的单轴抗压强度与应变率及含水率的关系密切,强度随着应变率的提升而上升,但随着含水率的提升而下降。通过对试验结果的分析,分别提出单轴抗压强度与含水率及应变率之间的关系式,并通过拟合确定参数,拟合结果较好。

关键词：非饱和黏土分离式霍普金森压杆石英晶体