Dynamic characteristics of marine soft clay under variable phase difference and initial static shear stress     

Wenqian Dong  Xiuqing Hu  Hongtao Fu 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(7):770-785

Abstract

Under seismic loading, the soil layer is subjected to multidirectional cyclic shear stress with different amplitudes and frequencies because of the coupling of multiple shear waves and the soil element within a slope or behind a retaining wall is subjected to initial static shear stress before subjected to cyclic loading. Due to the complexity of seismic loading propagation, a phase difference exists between the initial static shear stress and cyclic shear stress. To investigate the influence of the phase difference and initial static shear stress on cyclic shear strain, cyclic modulus, and cyclic strength, a series of laboratory tests are performed on Wenzhou marine soft clay by multi-directional simple shear system, which can simulate the actual state better by controlling the horizontal cyclic stress in the x and y directions simultaneously. As the phase difference varies from 0° to 90°, the dynamic shear modulus increases and cyclic strain accumulation decreases with an increasing number of cycles. The shear strain increases with the initial shear stress.  相似文献   

基于新型单相MICP技术改性黏性土力学特性的试验研究     

张宽  唐朝生  刘博  张天生  程青  施斌 《工程地质学报》2020,28(2):306-316

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色低碳的新型土体改性技术.该技术当前主要适用于渗透性较好的砂土,普遍使用两相处理方法,即菌液和胶结液分开施用.然而,对于渗透性相对较差的黏性土,传统的两相处理方法难以适用.为此,引入新的单相胶结方法,即菌液和胶结液混合施用,通过调节溶液的初始pH值为细菌水解作用提供窗口期,避免微生物絮凝阻塞孔隙,使混合液均匀分布于土体一定深度范围内,从而达到显著提升胶结效果的目的.利用喷洒法将混合液喷洒至土体表层进行MICP处理,处理完成后使用超微型贯入仪SMP-1测试土体表层不同深度处的结构强度,分析土体力学特性的空间差异,对土体的胶结效果进行定量评价.此外,探究了胶结液浓度(0.2M、0.5M和1.0M)及胶结方法(调节pH与否)对于土体结构强度及MICP改性效果的影响.结果表明:采用单相MICP技术对黏性土进行改性,能够显著提高其结构强度,具有较好的适用性;在不高于1.0 M的胶结液浓度范围内,黏性土的胶结效果随着胶结液浓度增加而提升;相比较而言,调节pH的单相胶结方法对于提升土体胶结的深度和均匀性有明显积极作用.新型单相MICP技术简单易行,能够节约成本,在黏性土表层加固方面具有潜在推广应用价值.  相似文献   

稻壳灰加筋土力学性能研究     

李丽华  余肖婷  肖衡林  马强  刘一鸣  杨星 《岩土力学》2020,41(7):2168-2178

稻壳灰与土体混合应用，一方面废弃资源再利用，环保，又可增强土体强度。通过三轴试验，研究不同比例稻壳灰混合黏土及其加筋土应力?应变性能、强度特性以及不同应变水平下模量、偏应力及加筋强度比等土体变化特征。试验结果表明，随稻壳灰比例增加，混合土最大干密度显著减小，最优含水率显著增加。添加不同比例稻壳灰对加筋土抗剪强度有较大影响，10%～15%稻壳灰比例下，加筋稻壳灰混合土初始切线模量和应力峰值达到最大，抗剪强度较优。与土工织物加筋稻壳灰混合土相比，土工格栅加筋稻壳灰混合土偏应力及抗剪强度更大，土工格栅层数对土体抗剪强度增大效果更明显，对应的应力?应变曲线拐点也更突出。试样弹性模量与稻壳灰比例及筋材种类、层数有关，加入稻壳灰后，土体弹性模量增长显著，土工格栅加筋稻壳灰混合土较优比例下可增加1.5倍多，稻壳灰及筋材均能有效提高土体强度。随加筋层数增加，稻壳灰混合土加筋强度比明显增大，与围压关系较小。  相似文献   

袋装石土工袋剪切力学特性试验研究     

樊科伟  刘斯宏  廖洁  方斌昕  王建磊 《岩土力学》2020,41(2):477-484

袋装石土工袋堆叠过程中在土工袋接触面形成的咬合和嵌固作用，对土工袋剪切力学强度和破坏形式有较大的影响。通过一系列直剪试验研究了咬合和嵌固作用的影响，试验结果表明：袋装石土工袋层间咬合和嵌固作用能够增大土工袋抗剪强度；咬合作用随着土工袋上部竖向应力的增大有所减小，而嵌固作用则有所增大；袋装石土工袋在剪切过程中会产生两种破坏形式，分别为土工袋袋体自身变形和层间滑动破坏；土工袋组合体在受到水平剪切力时会发生整体变形，随后在组合体内部产生阶梯型滑动面，滑裂面的形状随着竖向荷载的增大而有所不同，相应的抗剪强度也会随着滑动面的改变而变化。  相似文献   

From soil aggregates to riverine flocs: a laboratory experiment assessing the respective effects of soil type and flow shear stress on particles characteristics          下载免费PDF全文

T. Grangeon  I. G. Droppo  C. Legout  M. Esteves 《水文研究》2014,28(13):4141-4155

Particles eroded from hillslopes and exported to rivers are recognized to be composite particles of high internal complexity. Their architecture and composition are known to influence their transport behaviour within the water column relative to discrete particles. To‐date, hillslope erosion studies consider aggregates to be stable once they are detached from the soil matrix. However, lowland rivers and estuaries studies often suggest that particle structure and dynamics are controlled by flocculation within the water column. In order to improve the understanding of particle dynamics along the continuum from hillslopes to the lowland river environment, soil particle behaviour was tested under controlled laboratory conditions. Seven flume erosion and deposition experiments, designed to simulate a natural erosive event, and five shear cell experiments were performed using three contrasting materials: two of them were poorly developed and as such can not be considered as soils, whilst the third one was a calcareous brown soil. These experiments revealed that soil aggregates were prone to disaggregation within the water column and that flocculation may affect their size distribution during transport. Large differences in effective particle size were found between soil types during the rising limb of the bed shear stress sequence. Indeed, at the maximum applied bed shear stress, the aggregated particles median diameter was found to be three times larger for the well‐developed soil than for the two others. Differences were smaller in the falling limb, suggesting that soil aggregates underwent structural changes. However, characterization of particles strength parameters showed that these changes did not fully turn soil aggregates into flocs, but rather into hybrid soil aggregate–floc particles. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

滑坡碎屑化运动物理模型相似材料特性研究          下载免费PDF全文

任占强  宋章  林棋文  程谦恭  刘毅  邓凯丰  蒙浩  涂津 《水文地质工程地质》2021,48(2):132-142

高速远程滑坡物理模型试验中,岩石相似材料的选择是模型试验成功的关键,然而目前滑坡相似材料强度高、难以在缩尺试验中模拟滑坡破碎过程。以重晶石、石英砂为骨料,石膏为胶结剂,羧甲基纤维素钠、甘油、水作为辅助材料,进行可破碎岩石相似材料的配比试验。采用控制变量法研究重晶石与石英砂比例（重石比）、骨料与胶结物比例（骨胶比）、羧甲基纤维素钠含量、拌合水量、甘油含量对相似材料物理力学性质的影响。试验结果表明:所有配比情况下各相似材料物理力学参数的范围分别为单轴抗压强度为0.12～1.47 MPa,弹性模量为25.51～148.12 MPa,黏聚力为1.63～87.39 kPa,内摩擦角为22.70°～35.89°,脆性指标主要分布在0.033～0.145之间;重石比主要控制岩石相似材料的内摩擦角;骨胶比减小,对应的黏聚力和内摩擦角先增大后减小;羧甲基纤维素钠对材料的单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力等材料的力学特性以及材料的脆性指标影响均比较大,其中对单轴抗压强度的影响最大。因此,控制羧甲基纤维素钠和拌合水量的含量,并合理调节重石比与骨胶比,在相似比约为1∶600的试验尺度下,最终确定了适用于高速远程滑坡碎屑化过程模拟的低强度高脆性岩石相似材料的配比区间。  相似文献   

进口爆破孔钻机配套钻塔的研制          下载免费PDF全文

张西坤  宋秋锋  申寿长  刘大仲  浦静怡  曹继玉  魏少军 《探矿工程》2021,48(6):80-86

进口DMH90型爆破孔钻机配套钻塔整体性强,起落塔快捷方便,钻塔高度满足不换杆一次成孔,即钻塔有效高度略大于钻孔深度,承受振动冲击力大,施工工作环境恶劣。基于这些特点和难点,爆破塔长期依赖进口,导致成本增高、周期加长,为此进行了进口DMH90型爆破孔钻机配套钻塔的替代进口研究工作。本文介绍了DMH90型爆破孔钻机配套ZT27-45型爆破孔钻塔的研制过程,主要对ZT27-45型爆破孔钻塔的设计要点、结构型式、塔体选材、焊接工艺、防止变形、消除应力、质量检验等方面进行了探索、试验和总结。生产施工实践表明,ZT27-45型钻塔制造质量达到了设计要求,满足爆破孔施工的需要,实现了替代进口,达到了降低成本、缩短工期和提高机械性能的目的。  相似文献   

花岗岩风化料弃土快速堆填过程中不排水抗剪强度评估     

詹良通  孙倩倩  郭晓刚  陈锐  陈云敏 《岩土力学》2021,(1):50-58

沿海沿江城市地下开挖产生的工程渣土含泥量大、含水率高且较松散,主要运往渣土场进行堆填处置。由于产量巨大而处置场地有限,许多渣土场在运营过程中存在堆填速度快、缺乏排水设施、超高超库容堆填等问题,容易引发堆填体失稳事故。目前对于非饱和工程渣土堆体在快速堆填过程中的失稳机制认识尚不清晰,尤其是对这一过程中的高饱和度工程渣土强度增长规律缺乏足够的认识。以深圳红坳渣土场填料——花岗岩风化料(CDG)填土为研究对象,对不同初始饱和度土样进行三轴不排水不排气等向压缩和剪切试验,结果表明:非饱和CDG填土不排水抗剪强度随围压增大呈非线性增长,增长速率与试样初始饱和度密切相关;当土样压缩后的饱和度超过0.7,不排水强度随围压的增长速率显著降低。基于有效固结应力法的原理,结合Hilf孔压公式和修正剑桥模型,提出了一种工程渣土不排水抗剪强度估算方法,并通过与试验结果对比验证了该方法对初始饱和度高于0.6的CDG填土的适用性。利用该方法确定的不排水强度cu与正应力σn的关系可应用于高饱和度工程渣土快速堆填中的稳定性分析。  相似文献   

成层软土地基预固结处理后桩基水平承载力估算方法     

黄朝煊  袁文喜  胡国杰 《岩土力学》2021,(1):113-124,134

目前通过对软土地基预加固处理来提高桩基水平承载力已被工程界认可,但如何在工程前期设计过程中估算软土地基预处理后桩基水平承载力提高值仍是技术难点。基于此,参考Bowles[1]的地基土水平抗力计算式,同时考虑成层软土地基预排水固结处理影响,通过数学推导,推求出根据原状软土室内土工试验抗剪强度指标及预加固处理时间,估算软土地基预处理后桩基水平承载力提高值的实用计算方法。考虑桩侧土弹塑性屈服影响,推导出成层软土中水平受荷桩弹塑性解析解及塑性区深度的计算式,给出了桩顶水平位移、桩身最大弯矩的无量纲计算式及相关计算源代码。依托于浙江省某水闸桩基工程案例,根据提出的计算方法对桩基水平承载力、桩顶水平位移及桩身最大弯矩等性状进行预估计算,并与地基预处理前、后现场试桩检测值进行验证对比,认为桩基水平承载力、桩顶水平位移及桩身最大弯矩等预估计算成果与工程现场试桩的检测值较接近,对类似工程设计具有较好的参考价值。  相似文献   

江淮切变线强度的定量化描述方法研究     

顾荣直  禹梁玉  韩桂荣  孙泓川  蔡凝昊 《气象科学》2019,39(6):810-817

从气象观测事实和物理的角度出发,定义了一种江淮切变线强度的定量化的表征方法,即综合与降水关系密切的切变涡度和散度形成能客观近似地刻画切变线附近切变强度的指标量■。并在此基础上利用再分析资料和实况降水资料分析切变强度与对应降水量之间的关系,分析表明:强切变强度区域与降水雨带有明显的对应关系,降水区往往与强切变强度区域相一致或是比强切变强度区域略偏南;证实了切变强度与降水强度有正相关关系的事实,当切变强度■时,对应区域6 h累积降水量超过10 mm,甚至达到30 mm。  相似文献