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黏性土中细粒表面水膜是影响其物理力学性质的内在因素。经典土力学一般将土粒表面水膜分为强结合水和弱结合水,即所谓双电层模型,弱结合水的存在是土具有可塑性的原因,强弱结合水的界限含水率为塑限,该模型很好地解释了黏性土的稠度变化及其有关的物理力学行为。然而,通过等温吸附试验发现,土粒表面还存在吸附水膜,对非饱和土高吸力段的物理力学特性有重要影响。为此,本文将黄土颗粒表面水膜分为单层吸附水、多层吸附水、强结合水、弱结合水和自由水5种类型。取甘肃正宁Q2最顶层的L2黄土试样,采用等温吸附和液限、塑限测试,对该黄土样和其中的单矿物颗粒各水膜之间的界限含水率进行了定量表征,并测试黄土试样的土水特征曲线（SWCC）,在SWCC上界定了这些界限含水率与基质吸力的关系。当水汽压很低时,土粒表面的吸力来自水的偶极分子与颗粒表面离子间的静电引力,形成单层吸附水,水膜厚度为1个水分子直径;离颗粒表面超出水分子直径的地方,吸力来自范德华力,水的偶极子相互靠拢呈定向排列,形成了多层吸附水;当土粒周围水分增加,颗粒表面未平衡掉的分子引力又可吸引更多的极化水分子,此时在吸附水的周围形成结合水,结合水又分为强结合水和弱结合水;吸附水和结合水膜以外的水为自由水。 相似文献
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离子土固化剂加固滑坡滑带土的试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
研究开发快速经济和行之有效的滑坡治理方法与理论, 一直是各国滑坡防治研究工作的重点.本试验研究使用一种经济适用的离子土固化剂(Ionic Soil Stabilizer, 简称ISS) 对提高滑带土的抗剪强度进行了探索.滑带土首先通过ISS不同配比水溶液的处理, 然后进行阿太堡试验、剪切试验、固结试验和自由膨胀率试验.试验结果表明: 滑坡滑带土在加入离子土固化剂后, 土的塑性指数降低, 粘聚力提高, 孔隙比和自由膨胀率减小.其机理为: 在以粘性土为主的滑带土中加入离子土固化剂, 通过物理化学原理, 它能取代吸附在粘土表面的可交换性阳离子, 改变粘土颗粒表面的双电层结构, 减小结合水膜厚度, 将滑带土的亲水性改为憎水性, 从而提高滑带土的抗剪强度. 相似文献
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离子土壤固化剂改性膨胀土的试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
利用离子土壤固化剂（ionic soil stabilizer,简称ISS）对河南安阳地区膨胀土进行化学改性试验研究,通过不同配比的自由膨胀率试验结果,结合施工成本,得出ISS溶液改良膨胀土的最优配合比为1:350。对ISS溶液最优配合比改性后土体进行收缩试验、膨胀性试验、固结快剪、高压固结及水浸泡试验。试验结果表明,改性土线缩率减小,膨胀性指标降低,抗剪强度增大,土体由亲水性变成憎水性,且能达到较好的水稳定性,即膨胀土经化学改性为非膨胀土。ISS改性膨胀土的机制可解释为,通过ISS溶液与土粒离子进行强烈的交换作用,打开土粒与水分子之间的“电化键”,降低土颗粒表面吸附水膜厚度,包裹在黏粒颗粒表面的疏水基团覆盖膜使土对水的敏感性减弱,从根本上减少了土体吸水性和膨胀性。 相似文献
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强夯砂土桩复合地基承载力的试验研究 总被引：3，自引：0，他引：3
借鉴砂井法加固粘性土地基的机理, 提出了用强夯砂土桩法加固饱和粉质粘土地基, 对某工程试夯区进行的现场试验表明,不仅砂土桩本身密实性好、强度高, 而且桩间土的物理力学性能也得到了很好的改善, 复合地基承载力得到了大幅提高。工程应用结果也证实加固效果显著。 相似文献
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本文是对《上海地质》1983年第4期刊载之“电渗机理的探讨”一文中存在的若干问题的讨论。主要有以下几方面:一、粘土颗粒吸附水膜的性质与电渗的关系带负电荷的粘土颗粒表面吸附着一层带正电荷的水膜组成双电层,水膜外层电位低于“大电动电位”的扩散层(即弱束缚水层)基本上是由静电作用形成的极性水分子组成。在有一定强度的直流电场中使其间的静电引力遭到破坏而转化成自由水分子被井点抽汲排出。同时铁制正极在水中也以低电位的二价离子溶出并置换了水分子中的氢,其作用可以电离方程表达为:[Fe~(2 )] [H~ ]~2[OH~-][Fe~(2 )][OH~-]~2 [H~ ]~2这两个氢离子各与一个 相似文献
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非饱和红粘土和膨胀土抗剪强度的比较研究 总被引：24，自引：4，他引：20
红粘土是对环境湿热变化敏感的塑性粘土,具有一般膨胀土吸水膨胀失水收缩的特性。与普通粘性土相比,红粘土与膨胀土的强度特性更为复杂。它既是土体抵抗剪切破坏能力的表征,也是计算路堑、渠道、路堤、土坝等斜坡稳定性以及支挡构筑物土压力的重要参数。通过试验研究讨论了红粘土与膨胀土的强度特性以及与一般粘性土的差别及其各种影响因素,并探讨了非饱和红粘土与膨胀土的抗剪强度指标与含水量之间的相关关系。试验结果表明,红粘土与一般膨胀土的吸水膨胀规律完全相同。其试验结果可为红粘土与膨胀土地区工程设计与建设提供参考依据。 相似文献
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本文介绍了应用砂石桩加固厚度不大的饱和软粘土的工程实例，并对加固前后的土作了对比抗剪强度试验。情况表明，在厚度不大的饱和软粘土用砂石桩可起到挤密与排水固结双重加固作用。 相似文献
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分别采用不同浓度的NaCl溶液对低塑性黏土进行饱和,然后进行压力板和蒸汽平衡法试验,获得整个吸力范围内的土-水特征曲线（SWCC）。分析不同浓度的孔隙溶液对SWCC的影响规律,结果表明：盐分对基质吸力的影响较小,对总吸力影响较大,这主要是因为盐溶液引起的渗透吸力所致。在蒸汽平衡法试验中,随着含水率的降低,孔隙浓度增大,渗透吸力增大。然而,基质吸力随着含水率的减小迅速增大,使得渗透吸力所占的比例逐渐减小。在非饱和土中,总吸力包括基质吸力和渗透吸力;基质吸力包括毛细部分和吸附部分,当土体中含水率较低时,主要是吸附效应在起作用;渗透吸力与溶液浓度有关。根据试验结果深入分析了吸附水膜和土颗粒之间的相互作用,得出由于溶质的存在对分子间吸附力的影响规律。根据表面化学原理,建立了分子间作用力和吸附水膜厚度之间的关系,以描述处于吸附状态的土-水特征曲线。 相似文献
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本文通过对现场十字板、静力触探等原位测试及室内试验资料的分析,叙述了金山沿海地区软弱粘性土的强度和变形特性。并结合了金山二期油罐工程实例,较详细地阐明了在软弱地基采取适当的地基加固处理措施,才能满足基础设计的要求。同时,着重指出了在饱和软粘土中采用砂井充水预压法是一项行之有效、经济合理的地基加固处理措施。文中对砂井充水预压加固法的具体设计过程及其软弱粘性上的地基计算作了一系列的介绍。通过对于预压加固后的地基土的具体计算,求得了软弱地基土强度的增长、地基承载力 相似文献
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非饱和粘性土中气体渗透特征 总被引：1，自引：0，他引：1
由于气体的进入形成了非饱和带,饱和土层中的气体渗透实质上是非饱和渗透问题。本文借助基于多孔介质气体渗流理论并考虑气体压缩性的、描述非饱和土中气体渗流运动的本构方程,试验研究了上海地区饱和粘性土层中的气体渗透规律。结果表明,饱水粘性土层中,气体渗透存在起始压力值,数值为100～200kPa, 与上海地区粘土的非饱和进气值较为接近;气体渗透速度与外界所施加的压力平方差梯度之间存在明显的分段特征。后者可能与在充满结合水的微孔隙通道中,只有一部分结合水在气压梯度的作用下发生流动,从而形成气体通道,施加的外力越大,形成的气体通道也越大,气体渗流也越明显。非饱和粘性土中气体渗透规律的研究,对于饱和粘土中的气压法施工,具有重要的理论与工程实践意义。 相似文献
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文章以德保铝土矿巴头矿段为例，在采用分析计算矿体底板有粘性土与下伏灰岩相隔部分的矿坑涌水量时，尝试采用等效渗透原理，把粘性土底板面积等效为无粘性土相隔的灰岩底板面积计算。以此计算矿坑的涌水量能较好的反映灰岩直接底板与粘性土底板充水的差异性，反映粘性土底板厚度以及粘性土底板渗透性能对充水量的影响，并能将两种底板混杂分布时的复杂运算简单化，较好地解决了矿坑涌水量的计算问题，为矿床开采提供科学依据。 相似文献
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一、引言所谓固结现象是指这一种状况,即粘土地基的下沉是在加载后伴随着相当长的时间延滞而产生的,固结速率就是反映下沉的时间延滞。在高压缩性的饱和粘性土的条件下,土的固结速率同时取决于渗透固结和土骨架蠕变。所谓渗透固结,是指饱和粘土在某个载苘作用下,水从土孔隙中挤出的过程,也就是孔隙水压力消散、有效应力增加的过程,当孔隙水压力完全消散时,渗透固结引起的下沉收敛为某一定值,渗透固结速率完全决定于土的透水性和排水距离。 相似文献
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利用研制的膨胀土连续吸水试验装置,得到了强膨胀土连续吸水膨胀过程的测试曲线。通过对试验曲线及试验现象的深入分析,探讨了膨胀土吸水膨胀过程的阶段性、驱动力、膨胀机理等问题。研究结果表明:连续吸水试验装置提供测试膨胀土连续吸水过程的方法;膨胀土吸水膨胀过程的驱动力是黏土矿物颗粒的吸附作用,毛细作用只是起到传输水分的作用;吸附在黏土矿物颗粒表面膨胀土吸水膨胀过程是以黏土矿物颗粒为吸附中心,黏土矿物不断水化的过程;进入土体中的水分一部分存贮在土体孔隙中,一部分形成结合水膜,导致土体膨胀的是吸附在黏土矿物颗粒表面的结合水膜的体积变化。 相似文献
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为了探索土水吸附特征对非饱和土力学特性的影响,根据赋存环境把土中水分为储存在毛细管内液面张力吸纳作用占主导的自由水和包裹在土颗粒周围基质静电吸着作用占主导的吸附水。通过把土颗粒基质与吸附水一起共同视为非饱和土骨架相,自由水视为液相、土中气视为气相,获得了考虑吸附水的非饱和土功表达式。根据热力学耗散理论,利用功表达式和局部热力学平衡假定,获得非饱和土在绝热变形过程中的熵流和熵产。基于热力学吸附平衡理论获得土中吸附水的吸附方程,进而提出具有实用性的吸附水土-水特征曲线。利用熵产表达式中的热力学共轭量和耗散空间的Drucker 塑性公设,采用纯简化有效应力和有效吸力这一对双应力变量,建立了考虑吸附水的土水完全耦合的非饱和土弹塑性理论框架,据此获得采用净应力和吸力表示的弹塑性柔度矩阵,用于采用上述本构理论建模时理论模型与土工试验成果之间直接相互验证。 相似文献
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粘性土微观结构的定向性是影响粘性土工程地质性质一个十分重要因素。本文介绍了两种粘性土微观结构定量测试新技术,即D/MAX Ⅲ A型全自动组构测角仪和Videolab图像分析系统;系统地提出了四种评价粘性土微观结构定向性的定量表示方法,即各向异性率、概率熵、粘土矿物定向频率分布函数(F(ф))和粘性土团粒定向频率分布函数(Q(α))。最后对江苏淮阴粘土、粉质粘土和粉土三类重塑固结土的微观结构定向性进行了系统分析。研究结果表明,在相同的固结和制样条件下,由于三类粘性土的粒度和成分不同,其定向性有明显差别,同一试样中,片状粘土矿物的定向性与粘性土团粒的定向性常常是不一致的;选取何种定向频率分布函数评价粘性土的各向异性,应视具体的研究内容和土性来决定。研究成果对于建立各向异性粘性土微观力学模型是必不可少的,具有重要意义。 相似文献