非饱和黄土强度参数的试验研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

邢鲜丽  李同录  巨昆仑  付昱凯  习羽 《工程地质学报》2015,23(2):252-259

非饱和土强度理论的研究是非饱和土力学的核心问题。目前公认的非饱和土强度理论是Bishop的单变量理论和Fredlund的双变量理论,二者都引入了基质吸力这一应力参数,只是前者将其归到有效应力中,后者作为独立变量。要得到这两个公式中相关参数需利用控制基质吸力的非饱和土三轴仪或直剪仪测定,控制基质吸力是通过同步增加气压和孔隙水压力保持吸力不变实现的,即所谓的轴平移技术,该项技术一直面临测试周期长的困难和合理性的质疑。鉴于此,本文采用不同含水率的常规三轴CU试验,测定了有效稳态强度参数,得出了吸应力和体积含水率的关系曲线,非饱和强度直接用吸应力函数表达,该强度公式回避了测定基质吸力的问题,便于在工程实际中推广。为了进一步和Bishop及Fredlund的强度公式进行对比,又用张力计测定了同一试样的水土特征曲线,获得了其强度参数。理论上,这3种强度理论对机理的解释不同,但在数学上可以互相转化。从工程应用的角度,基于吸应力的抗剪强度更便于工程应用。  相似文献   

气体运移导致煤体结构变形演化特征研究——以注入氦气为例     

《岩土力学》2015,(12):3439-3446

气体运移引起煤体变形是研究煤层气抽采、预防瓦斯突出与温室气体的地质封存的核心问题。一般认为,有效应力变化是控制岩土类材料骨架变形的关键因素。但大量测试结果表明,煤的渗透率与有效应力(或者孔隙压力)表现出非线性关系。为此,应实时观测在静孔隙压力与三轴应力状态下氦气流动导致原煤变形演化全过程。在静孔隙压力状态下煤体积经历从收缩到回弹过程。注气压力越大,煤的收缩与回弹量越大,且收缩量总是大于回弹量。在三轴应力状态下注气初期煤样迅速膨胀。随着注气达到平衡状态,煤变形过程与约束条件表现出紧密相关性,即在应力约束下煤的膨胀率相比注气初期明显减缓;在位移约束下煤由膨胀转向收缩。上述试验结果表明,仅有孔隙压力作用下,煤基质与裂隙之间孔隙压力差可以压缩煤体,随着气体扩散的进行,可恢复煤的部分压缩变形量。在三轴应力状态下,煤的总体变形是裂隙与基质两者变形共同作用的结果。在应力约束下煤基质与裂隙可以自由膨胀。而煤体在位移约束下,因气体扩散导致煤基质膨胀只能挤压裂隙。根据上述实测结果探讨注气导致煤骨架变形演化机制,为深入理解煤裂隙与基质相互作用对煤渗透率演化提供试验依据。  相似文献   

潜流人工湿地流场分布与基质堵塞关系研究进展     

宋志鑫  丁彦礼  解庆林  白少元  游少鸿 《湿地科学》2014,(5)

堵塞是潜流人工湿地污水处理运行管理过程中的主要难题,影响了人工湿地使用年限。为了进一步研究潜流人工湿地基质堵塞机理,查明流场分布与基质堵塞的关系,在查阅前人研究成果基础上,对人工湿地堵塞成因及其受流场分布的影响进行了总结,同时探讨了流场分布与水力负荷、基质材料、不同粒径基质的分层填充、植物根系分布的关系,并对流场分布的研究方法(示踪及数值模拟)、未来研究方向提出建议。  相似文献   

低分子量氨基糖及其衍生物对角膜细胞生长影响的研究     

赵国燕  刘万顺  韩宝芹  梁晔 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2011,41(3):52-56

体外培养兔角膜上皮细胞和基质细胞,采用显微观察和MTT相结合的方法分析低分子量氨基糖(包括壳寡糖(chitosan)、羧甲基壳寡糖(Carboxymethyl chitosan oligosaccharide)、羧甲基甲壳寡糖(Carboxymethyl chitin oligosaccharide)、N-乙酰氨基葡萄糖(N-acetyl-glucosamine))对细胞生长的影响。结果在0~1000μg/mL浓度范围内4种氨基糖对角膜上皮细胞和基质细胞均没有细胞毒性,且均能促进角膜上皮细胞的生长,以壳寡糖和羧甲基甲壳寡糖效果最佳,二者与对照组相比均具有显著性差异(P<0.05)。壳寡糖、羧甲基甲壳寡糖和N-乙酰氨基葡萄糖能明显促进角膜基质细胞的生长,与对照组相比具有显著性差异(P<0.05),其中壳寡糖的促进作用最明显。提示低分子量氨基糖可适用于角膜细胞促生长的培养,为壳聚糖衍生物材料用于眼科研究提供一定的实验依据。  相似文献   

不同人工湿地系统中植物的生长特征及净化能力差异     

苏北  徐德福  魏驰原  田浩 《南京气象学院学报》2015,7(3):247-253

以美人蕉、芦苇、香蒲、黄色鸢尾、水菖蒲、茭白为供试植物,以河沙和青砂为供试基质,通过模拟不同的人工湿地系统研究了植物生长特征及其人工湿地净化能力的变化.结果表明:与河沙处理相比,河沙+蚯蚓处理和河沙+青砂+蚯蚓处理中美人蕉的株高分别增加了42%和47%,叶长分别增加了36%和49%,株径分别增加了28%和20%;同样地,黄花鸢尾的株高分别增加了33%和23%,叶长分别增加了39%和29%,且水菖蒲的株高分别增加了53%和32%.与河沙处理相比,河沙+蚯蚓处理,河沙+青砂+蚯蚓处理中水菖蒲的SPAD值分别增加了20%和30%,黄花鸢尾的SPAD值分别增加了59%和65%,美人蕉的SPAD值分别增加了18%和11%.与对照人工湿地(CK)相比,人工湿地Ⅰ(河沙+植物)、人工湿地Ⅱ(河沙+植物+蚯蚓)和人工湿地Ⅲ(河沙+青砂+植物+蚯蚓)对COD的去除率分别增加了20%,24%和26%,对TP的去除率分别增加了14%,15%和19%,对NH₄-N的去除率分别增加了17%,23%和21%,对TN的去除率分别增加了5%,15%和12%.人工湿地Ⅱ中茭白、芦苇、水菖蒲和黄花鸢尾的密度高于人工湿地Ⅲ.粒径较小的河沙有利于植物的生长和氮的去除,而粒径较大的青砂对磷有较高的去除率.  相似文献   

地震作用下非饱和土主动土压力极限分析半解析法          下载免费PDF全文

王龙  陈国兴  冯健雪  黄安平  徐美娟 《地震工程学报》2022,44(6):1309-1316,1421

地震是诱发边坡失稳的主要因素之一,重力式挡土墙作为一种广泛采用的岩土支挡结构,有必要对其地震稳定性问题进行深入的研究.为有效评估地震作用下非饱和填土的主动土压力,基于极限分析上限原理和拟动力法,提出一种半解析水平片分法,计算具有非线性分布特征的非饱和土重力和地震惯性力所做外功率,并构建功能平衡方程,得到非饱和填土主动土压力显示半解析解.通过与解析解对比,验证该方法的合理性,并通过算例分析,揭示吸力效应的强化机制和非饱和填土主动土压力的地震响应规律.结果表明:忽略吸力效应会高估填土的主动土压力,吸力的强化作用不仅取决于填土类型,还与地震动特性密切相关;水平和竖向地震动对土压力有较大影响, 土压力系数峰值随土剪切模量的增加略有增加并向负方向移动,随地震周期的增加略有增加并向正方向移动;填土倾角较大时,坡顶附加荷载的影响更加显著;对于倾角大于100°的填土,墙G土界面摩擦角较大时,土压力相对较高.  相似文献   

基于冻融作用的非饱和黄土-混凝土界面力学模型     

丑亚玲  郏书胜  张庆海 《工程地质学报》2018,26(4):825-834

在季节冻土区,周期性的冻结与融化作用持续改变着浅层非饱和土体的微结构和物理力学性质,从而直接影响着土与结构物之间的相互作用。土体与结构物接触面的应力-应变关系及其强度特征是确定季节冻土区基础工程承载力、安全性和分析结构与土体相互作用的基础和关键。为了更好地服务于实际工程,通过对不同含水率、不同冻融循环次数的非饱和黄土-混凝土试样进行直剪试验,并同时采用滤纸法测试相应黄土的基质吸力,获取了不同试验条件下的应力-应变关系曲线以及接触面强度参数、基质吸力随冻融循环次数的变化规律。同时,基于试验数据,建立了非饱和黄土与混凝土界面剪应力-位移-冻融循环次数的本构模型,该模型对黄土-混凝土界面经过多次冻融循环后不同压力下的剪应力-位移的关系曲线起到了很好的描述作用,为解决实际工程中季节冻土区基础承载力的数值计算提供了参考。  相似文献   

降雨入渗条件下多级黄土高边坡稳定性分析     

叶帅华  时轶磊 《工程地质学报》2018,26(6):1648-1656

在西北地区进行基础工程建设,遇到了大量的多级黄土高边坡工程。边坡工程属于永久性工程,难免遇到降雨状况。降雨入渗会引起边坡土体饱和度与土体重度的变化,进而导致边坡体基质吸力与有效应力场的变化,使边坡的稳定性受到较大的影响。本文通过考虑边坡体不同深度处基质吸力随雨水入渗的变化情况,建立了渗流场与应力场的耦合计算模型,对降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性进行分析。最后,依托实际边坡工程,利用PLAXIS 3D岩土有限元软件,建立边坡稳定性计算模型,通过设置降雨量随时间的变化函数与渗流边界条件,进行降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性数值计算,并与理论分析结果进行了对比分析。根据数值计算结果可得到多级黄土高边坡在降雨入渗条件下的变形、基质吸力、有效应力、潜在滑移面以及安全系数的变化情况,从而对降雨入渗影响下多级黄土高边坡的稳定性做出分析。研究结果可为降雨入渗条件下多级黄土高边坡的稳定性的研究提供一定的指导作用。  相似文献   

敦煌造山带南部红柳峡混杂带基质的沉积学、地球化学和年代学特征及其大地构造意义     

石梦岩  侯泉林  吴春明  王浩  程南南  张谦  PHAM Van Tho 《岩石学报》2018,34(7):2099-2118

敦煌造山带南部红柳峡混杂带基质的研究,为认识敦煌造山带的形成和演化提供了新的依据。本文从沉积学、地球化学和年代学等方面系统讨论了该混杂带基质的特征和形成环境。结果显示,基质的岩石类型主要包括变泥质岩(云母石英片岩)和变质砂岩,普遍发生强烈变形。局部弱变形变质的基质仍保留有原生沉积构造(如T_(ab)、T_(de)、T_(bde)组合的鲍马序列),反映原岩是一套浊积岩复理石。显微岩相学特征显示,基质碎屑组分以长石、石英和岩屑为主,长石和岩屑含量较高,分别为47%和27%,反映大量火成岩物质的加入,且碎屑颗粒的分选性和磨圆度较差,说明搬运距离较近。地球化学方面,低的化学蚀变指数(CIA=49~67),反映复理石基质物源区母岩经历的风化程度较低。高的成分变化指数(ICV0.8)以及Zr/Sc-Th/Sc投图结果显示,沉积物再循环程度低,为近物源区的初次沉积。基质Sc、Cr、Co、Ni含量低,Eu/Eu*、La/Sc、Th/Sc、La/Co、Th/Co和Cr/Th等元素比值类似于来自长英质源区的沉积物,暗示其物源区母岩以中-酸性岩石为主。La/Sc-Ti/Zr和Th-ScZr/10投图结果显示,复理石基质形成于陆缘弧或活动大陆边缘构造背景。弱变形浅变质砂岩的碎屑模式表明,基质的物源来自"切割型弧-过渡型弧"源区。综上,红柳峡混杂带基质在碎屑组成方面,以再循环程度低、近物源堆积的"切割型弧-过渡型弧"源区长英质碎屑组分为主,在沉积构造方面,发育鲍马序列和深水块体搬运沉积(MTD)构造,表明基质形成于陆缘弧或活动大陆边缘的俯冲带海沟环境。碎屑锆石年代学显示三组年龄:2300Ma、1850Ma和423Ma,结合区域地质背景分析,初步认为物源碎屑可能来自混杂带北侧的三危山弧和东巴兔-蘑菇台弧的古生代花岗岩类以及俯冲折返的变质基性岩岩块。复理石基质的变质砂岩中获得的最年轻的岩浆碎屑锆石年龄为389Ma,说明该砂岩形成于中泥盆世之后,暗示敦煌造山带南部红柳峡地区洋盆尚未俯冲完毕,碰撞作用尚未开始。  相似文献   

用接触变质作用标志初步判别北京房山岩体的岩浆侵位机制     

陈能松  陈冰寒  Roger Mason  杨婷婷  夏彬  刘嵘  王国庆  徐冉 《地球科学》2018,43(1):99-108

近同心状房山岩体接触变质晕中变斑晶-基质关系与变质作用P-T轨迹样式的结合可以区分岩浆底劈式侵位与气球膨胀式侵位机制.例如,该房山岩体南侧接触变质晕中的下马岭组泥质变质岩的变斑晶-基质关系显示强烈的面状压扁应变变形,其变质作用P-T轨迹具等压加热趋势,综合前人成果估算该岩体4个依次侵位的岩石单元的最终就位岩浆结晶深度彼此近于一致,倾向于认为该岩体的岩浆侵位机制为气球膨胀式.   相似文献