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试样特征对花岗岩残积土强度特性的影响
1
作者 陈志波 方军 +2 位作者 蔡锦阳 谢永宁 陈峰 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期127-134,共8页
[目的]为明确试样尺寸、试样形状、试样类型等试样特征对花岗岩残积土抗剪强度的影响。[方法]对花岗岩残积土开展一系列大型直剪试验,基于剪应力-位移曲线、抗剪强度及其参数等指标,分析上述试样特征对花岗岩残积土强度特性的影响规律,... [目的]为明确试样尺寸、试样形状、试样类型等试样特征对花岗岩残积土抗剪强度的影响。[方法]对花岗岩残积土开展一系列大型直剪试验,基于剪应力-位移曲线、抗剪强度及其参数等指标,分析上述试样特征对花岗岩残积土强度特性的影响规律,并为实际工程中强度参数确定提供建议。[结果]花岗岩残积土的抗剪强度及其强度参数均随试样尺寸的增大而呈先减小后趋于稳定的变化规律,在最佳试样尺寸下所得到的土体强度能够较好地克服尺寸效应对试验结果的影响;正方形试样抗剪强度及其黏聚力小于圆柱形试样,而内摩擦角大于圆柱形试样,其应力分布的不均匀性加快正方形试样的破坏过程;花岗岩残积土原状样抗剪强度显著高于重塑样,而随着法向应力的增大,原状样与重塑样抗剪强度的差值逐渐减小;采用指数型函数可很好地描述试样强度与试样尺寸之间的关系。[结论]在实际工程应用中,尽量用大直径的试样或采用考虑抗剪强度误差的小直径的试样进行大型直剪试验,以获取较为符合工程实际的强度参数。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 大型直剪试验 试样特征 强度特性
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某花岗岩残积土基坑诱发隧道变形成因及控制
2
作者 刘庭金 朱超 +1 位作者 陈耘杰 叶灏睿 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期42-47,共6页
研究目的:花岗岩残积土遇水软化崩解、失水干缩的特性给深基坑开挖施工带来极大困难。本文以某邻近地铁隧道的花岗岩残积土深基坑工程为例,归纳开挖期间基坑变形、地下水位及隧道的各项监测数据,分析隧道沉降及地下水位降幅异常的原因,... 研究目的:花岗岩残积土遇水软化崩解、失水干缩的特性给深基坑开挖施工带来极大困难。本文以某邻近地铁隧道的花岗岩残积土深基坑工程为例,归纳开挖期间基坑变形、地下水位及隧道的各项监测数据,分析隧道沉降及地下水位降幅异常的原因,并对比不同控制措施对相邻隧道变形控制效果。研究结论:(1)基坑开挖施工诱发紧邻隧道最大累积沉降为44.5mm,应重视其在花岗岩残积土地区施工影响;(2)地下水位降幅过大是导致花岗岩残积土层软化崩解的主要原因,也是造成邻近隧道变形过大的重要原因;(3)基坑于花岗岩残积土地层开挖作业期间,应尽快架设支撑,减少基底暴露时间,控制围护结构变形;(4)通过反演计算结果表明,基坑开挖及降水完成后,残积土压缩模量仅为开挖前的44.0%,WSS水平注浆加固后压缩模量提高了3.8倍,隧道沉降位移最多恢复了77.1%,水平位移最多恢复了53.6%,补偿加固后隧道出现二次沉降的幅度明显降低;(5)本研究结论可为类似花岗岩残积土地区邻近隧道开挖基坑工程提供借鉴。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 深基坑 地铁隧道 地下水位 注浆加固
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降雨型花岗岩残积土滑坡碎屑流运动过程分析:以湖北黄梅县袁山村为例 被引量：2
3
作者 朱颖 甘建军 +2 位作者 鹿淇瑞 邓怡武 邓坤 《地质科技通报》 北大核心 2025年第3期268-279,共12页
湖北黄梅县袁山村滑坡碎屑流是花岗岩残积土滑坡碎屑流,受地质条件影响,其运动过程较为复杂,突发性强。为研究中低山区花岗岩残积土滑坡碎屑流动力机制,分析降雨型花岗岩残积土滑坡碎屑流的运动过程,通过野外地质调查,利用无人机航拍(un... 湖北黄梅县袁山村滑坡碎屑流是花岗岩残积土滑坡碎屑流,受地质条件影响,其运动过程较为复杂,突发性强。为研究中低山区花岗岩残积土滑坡碎屑流动力机制,分析降雨型花岗岩残积土滑坡碎屑流的运动过程,通过野外地质调查,利用无人机航拍(unmanned aerial vehicle,简称UAV)、遥感影像形成的数字地表模型(digital elevation model,简称DEM)、现场勘查及地质资料分析、数值模拟等方法对滑坡碎屑流进行运动过程分析。结果表明,滑坡碎屑流的运动过程中最大堆积厚度为6 m,在t=20 s时达到运动峰值17 m/s,而实际运动峰值应当更大,出现在滑源区开始失稳的阶段,整个运动过程分为3个阶段:0~30 s为滑坡碎屑流失稳启动阶段,在一级平台加速;30~70 s受地形影响,滑动体进行二次加速并发生部分偏转运动,冲毁袁山村的建筑物;70~130 s为减速堆积阶段,掩埋和堆积了建筑物。本研究可为类似滑坡碎屑流的防治提供参考。 展开更多
关键词 降雨型滑坡碎屑流 花岗岩残积土 运动过程 数值模拟 Massflow 湖北黄梅
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增湿过程花岗岩残积土微观结构演变规律
4
作者 赵艳龙 冯文凯 +3 位作者 易小宇 白慧林 李双权 赵家琛 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期132-140,共9页
为探明花岗岩残积土在增湿过程中微观结构变化特征,采用电镜扫描试验,通过PCAS软件分析土体非饱和-饱和状态下孔隙变化,实现孔隙结构的定量表征,并通过核磁共振试验分析土体非饱和-饱和状态的T 2曲线,进一步分析其三维分形维度特征。研... 为探明花岗岩残积土在增湿过程中微观结构变化特征,采用电镜扫描试验,通过PCAS软件分析土体非饱和-饱和状态下孔隙变化,实现孔隙结构的定量表征,并通过核磁共振试验分析土体非饱和-饱和状态的T 2曲线,进一步分析其三维分形维度特征。研究结果表明:非饱和状态下,随着含水率的增加,整体呈现较小孔隙数量减少、而较大孔隙增多的趋势,小的团粒在此过程中吸纳粗颗粒扩大形成较大团粒;达到饱和状态后,团粒解体,呈现相反的发展趋势;基于横向弛豫时间(T 2)可将孔隙分为团粒孔隙、粒间孔隙、微裂隙3类,其中粒间孔隙受孔隙水影响最为显著,团粒孔隙和微裂隙受孔隙水影响则较弱;三维结构分形维度随含水率提高而呈现降低趋势,并与含水率具有指数函数关系。对花岗岩残积土增湿过程中微观结构变化规律的研究为分析花岗岩残积土群发性滑坡的启动机理提供理论依据,通过监测土体含水率变化可预判孔隙结构演化阶段,结合分形维度模型可建立边坡稳定性评价指标,为闽粤丘陵区花岗岩残积土滑坡预警提供了关键判据。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 微观结构 扫描电镜 核磁共振 分形维度
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MICP固化花岗岩残积土的崩解特性
5
作者 陈欣 安然 +2 位作者 张先伟 陈昶 袁童 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期138-144,171,共8页
花岗岩残积土具有强吸水性、遇水易崩解特性,为工程建设带来潜在的安全隐患。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术作为一种新型加固方法可显著改良土体崩解性能。为了探究MICP固化花岗岩残积土的崩解特性,对素土样和不同胶结液浓度的MICP固... 花岗岩残积土具有强吸水性、遇水易崩解特性,为工程建设带来潜在的安全隐患。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术作为一种新型加固方法可显著改良土体崩解性能。为了探究MICP固化花岗岩残积土的崩解特性,对素土样和不同胶结液浓度的MICP固化土样进行崩解试验,并基于X射线衍射图谱和扫描电镜图像分析MICP固化机理。研究表明:素土样崩解过程分为表面吸水剥落、土体软化、完全解体3个阶段,固化土样可分为强行水侵、裂隙发育、剧烈侵蚀和崩解稳定4个阶段;在MICP作用下,残积土崩解曲线由完全崩解特征转变为不完全崩解;随着碳酸钙含量增加,土体抗崩解能力得到明显增强;碳酸钙晶体主要分布在土颗粒表面、孔隙以及接触点上,在土体内分别发挥着包裹、填充和胶结作用,是改良残积土崩解特性的重要原因。研究成果可为土体崩解性能的改良研究提供参考。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 MICP 崩解性能 矿物分析 微观结构
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不同含水率花岗岩残积土-格栅界面的循环剪切特性
6
作者 周卫东 陈舒祺 +1 位作者 刘飞禹 刘洪波 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期58-65,共8页
含水率对土工格栅加筋花岗岩残积土力学特性的影响较大,为研究不同含水率下花岗岩残积土-格栅界面的循环剪切特性,利用室内大型直剪仪开展循环剪切试验,分析4种含水率(13%、19%、25%、32%)、3种竖向应力(50、100、150 kPa)、4种剪切频率... 含水率对土工格栅加筋花岗岩残积土力学特性的影响较大,为研究不同含水率下花岗岩残积土-格栅界面的循环剪切特性,利用室内大型直剪仪开展循环剪切试验,分析4种含水率(13%、19%、25%、32%)、3种竖向应力(50、100、150 kPa)、4种剪切频率(0.2、0.5、1.0、2.0 Hz)和4种剪切幅值(5、10、15、20 mm)下筋土界面的剪应力-剪切位移曲线、抗剪强度、剪切刚度、体积应变。结果表明:含水率为32%时,土体饱和,筋土界面峰值剪应力和剪切刚度在循环剪切过程中先增加后降低,50、100、150 kPa竖向应力作用下峰值剪应力初始增幅分别为6.2%、22.3%、33.0%,表明竖向应力越大筋土界面初期增幅越大,而非饱和含水率下筋土界面呈现剪切软化的特征;不同竖向应力下筋土界面循环抗剪强度与含水率均呈负相关;筋土界面在循环剪切作用下发生剪缩,含水率为13%、19%、25%、32%时,筋土界面最终剪缩量分别为4.6、7.7、8.6、7.2 mm,表明剪缩量随着含水率的升高先增大后减小;各含水率下,筋土界面最大剪切刚度随剪切频率的升高先减小后增大,随剪切幅值的增大而减小,0.5 Hz的剪切频率对筋土界面剪切刚度的弱化作用最强。 展开更多
关键词 筋土界面 含水率 花岗岩残积土 循环剪切 剪切刚度
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降雨作用下花岗岩残积土边坡模型试验及离散元分析
7
作者 高品红 高晨博 +1 位作者 彭成威 刘飞禹 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1632-1642,1656,共12页
为了研究降雨作用对花岗岩残积土边坡稳定性的影响,进行了3种降雨强度(30、60、90 mm/h)、2种降雨时长(3、12 h)下的室内模型箱试验,监测了湿润锋、竖向位移等变化规律,使用PFC离散元软件对花岗岩残积土直剪试验进行模拟,标定不同含水... 为了研究降雨作用对花岗岩残积土边坡稳定性的影响,进行了3种降雨强度(30、60、90 mm/h)、2种降雨时长(3、12 h)下的室内模型箱试验,监测了湿润锋、竖向位移等变化规律,使用PFC离散元软件对花岗岩残积土直剪试验进行模拟,标定不同含水率下花岗岩残积土的细观参数,并以此参数建立离散元边坡模型试验模型,分析位移场、转动场、失稳指标、力链、组构各向异性等细观变形和力学机制,揭示模型箱试验中边坡失稳的细观机制。结果表明:当降雨强度达到60 mm/h或以上时,边坡的滑移和扰动范围大幅扩大,滑移体沿着临坡面呈现圆弧形;边坡滑移损失率随降雨时间呈现先减小后增加的趋势,短时间的低强度降雨可以加固边坡,但持续降雨会导致滑移损失率显著上升;边坡中土体颗粒的位移和旋转角在9h后显著增加,形成明显的圆弧形滑移破坏面;在降雨时长达到9 h后,边坡内力链分布和接触力各向异性显著变化,边坡的滑移面上的力链断裂,稳定区域内力链密集。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 边坡 降雨条件 离散元分析
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基于动三轴试验的花岗岩残积土结构性与动态力学特性研究
8
作者 贺斌 周小文 李泽健 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第S1期96-101,共6页
花岗岩残积土是华南沿海及其他多雨地区广泛分布的一种典型土壤,因其特殊的地质成因,兼具较高强度和较大孔隙比的特点,在地下工程建设中广泛应用。通过动三轴试验系统研究了花岗岩残积土在不同土样状态(原状样、重塑样、饱和样)下的动... 花岗岩残积土是华南沿海及其他多雨地区广泛分布的一种典型土壤,因其特殊的地质成因,兼具较高强度和较大孔隙比的特点,在地下工程建设中广泛应用。通过动三轴试验系统研究了花岗岩残积土在不同土样状态(原状样、重塑样、饱和样)下的动态力学特性。试验结果表明,花岗岩残积土的动态响应显著受其结构性和外部荷载条件影响。在小振次和低动应力幅值条件下,原状样因其天然结构性表现出较强的抗变形能力,但在高动应力幅值和高振次作用下,其结构性逐渐破坏,动应变显著增大并可能超过重塑样。此外,动应变0.25%可作为花岗岩残积土刚度变化的临界值,在此值以下试样刚度较高,超出该值后刚度显著衰减。动剪切模量与动应变的关系曲线表现出非线性特性,滞回圈和动骨干曲线可通过Hardin-Drnevich动本构模型较好拟合,但在低动应力原状样的拟合效果略显不足。研究成果可为复杂工程条件下花岗岩残积土的性能预测与设计优化提供参考。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 结构性 动三轴试验 动态响应 动剪切模量
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非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性与其持水特征曲线确定方法
9
作者 尚召伟 孔令伟 +3 位作者 鄢俊彪 高志傲 王斐 黎澄生 《岩土力学》 北大核心 2025年第4期1131-1140,共10页
持水特征曲线是研究非饱和土强度、变形及渗流特性的基础,室内直接测量持水特征曲线复杂耗时。为快速准确获取花岗岩残积土的持水特征曲线,开展了不同含水率原状花岗岩残积土的共振柱试验,研究了非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性... 持水特征曲线是研究非饱和土强度、变形及渗流特性的基础,室内直接测量持水特征曲线复杂耗时。为快速准确获取花岗岩残积土的持水特征曲线,开展了不同含水率原状花岗岩残积土的共振柱试验,研究了非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性,并分别基于双应力状态变量最大剪切模量预测模型和单应力状态变量最大剪切模量预测模型反演了花岗岩残积土的持水特征曲线。研究表明:含水率对花岗岩残积土小应变剪切模量影响显著,剪切模量随着含水率的增大而减小,随围压的增大而增大;基于双应力状态变量最大剪切模量预测模型反演的持水特征曲线与压力板试验获得的结果较为一致,并通过试验数据检验了双应力状态变量最大剪切模量预测模型的准确性,讨论了模型的力学机制。利用共振柱试验不仅能够直接研究非饱和花岗岩残积土的小应变剪切模量特性,还可以通过反演法确定花岗岩残积土的持水特征曲线,为持水特征曲线的获取提供了一种新途径。 展开更多
关键词 原状花岗岩残积土 共振柱试验 小应变剪切模量 非饱和土 持水特征曲线 反演分析
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胶结物对花岗岩残积土力学性能的影响试验研究
10
作者 汤连生 贺云帆 +1 位作者 孙银磊 许瀚升 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期30-38,共9页
胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉、红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样,分别开展抗压、抗剪、抗拉及崩解试验,研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明:经过高岭土处理的... 胶结物对花岗岩残积土的力学性质有着重要的影响。以高岭石粉、蒙脱石粉、伊利石粉、红黏土粉代替花岗岩残积土细粒制作重塑土样,分别开展抗压、抗剪、抗拉及崩解试验,研究不同胶结剂对土体力学强度的影响。结果表明:经过高岭土处理的土体颗粒团聚体增多,团聚体之间形成了强度较高的骨架结构,但骨架间大量孔隙的存在为水的侵入提供了通道,导致土体的吸水性增强。受益于蒙脱石的遇水膨胀特性,其处理后的土体表面孔隙较少、结构密实,且膨胀体提供了高强度的胶结能力,使土体的各种力学性能得到明显改善。伊利石处理土样的各种力学强度都较低,但土体表面看起来比较密实,从土体表面分散的颗粒来看,伊利石粉更多是作为细粒材料填充大颗粒之间的孔隙,而不是作为强度较高的胶结物存在于土体颗粒之间。经过物理击实,由于受到压缩,颗粒之间咬合作用增强;同时,经过长时间的水化反应,胶结物在颗粒表面形成桥状胶结,在物理和化学的共同作用下,土体的力学强度得到大幅提升。胶结物的种类会对力学性能产生极大影响,一方面取决于其自身特性,如蒙脱石的遇水膨胀特性,另一方面取决于其对土体的结合作用,土样的抗压、抗剪、抗拉及抗崩解能力受制于胶结物与土样的结合方式。 展开更多
关键词 胶结物 花岗岩残积土 力学强度 微观结构
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列车荷载作用下压实花岗岩残积土累积变形特性试验研究 被引量：1
11
作者 尹松 刘鹏飞 +3 位作者 孙玉周 李新明 闫盼 王志留 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期87-95,共9页
为研究列车荷载作用下应力及湿化条件对压实花岗岩残积土累积变形特性的影响,以围压、动应力幅值、含水率为变量,对压实花岗岩残积土进行循环空心扭剪和循环定向加载试验。结果表明:循环扭剪应力路径下主应力轴旋转效应增加了试样的累... 为研究列车荷载作用下应力及湿化条件对压实花岗岩残积土累积变形特性的影响,以围压、动应力幅值、含水率为变量,对压实花岗岩残积土进行循环空心扭剪和循环定向加载试验。结果表明:循环扭剪应力路径下主应力轴旋转效应增加了试样的累积变形量,甚至改变了累积变形的发展模式,该影响程度随试样含水率的增大而增大;试样的累积应变发展速率在加载初期(N<100)时完成大幅度衰减,围压增大可加快累积应变发展速率的衰减,动应力幅值的增加会延长累积应变发展速率的衰减时间,循环扭剪加载时试样的累积应变发展速率衰减程度小于循环定向加载试验,含水率越高该效应越显著。通过预测模型能够对两种动力加载应力路径下的稳定型和发展型累积应变发展曲线能够进行拟合,对压实花岗岩残积土的累积变形作出较好预测。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 循环加载 空心圆柱剪切仪 应力路径 主应力轴旋转 累积变形预测
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广州原状花岗岩残积土非饱和力学特性的试验研究 被引量：1
12
作者 杨雪强 王坤 +2 位作者 刘攀 朱海平 林楷彦 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第6期196-206,共11页
【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指... 【目的】为了研究原状花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角随基质吸力的变化趋势,【方法】以广州市白云区某医院在挖基坑的原状花岗岩残积土为研究对象,通过室内试验研究原状花岗岩残积土的矿物成分、颗粒级配曲线、基本物理性质指标和微观结构等,借助变水头试验研究原状饱和花岗岩残积土的渗透性,结合非饱和三轴固结排水试验与原状土的微观试验,解释微观结构在宏观层面上对残积土的渗透系数、崩解及基质吸力等的影响,探讨了不同类型土体土水特征曲线差异的原因。【结果】结果显示,研究对象的花岗岩残积土为残积黏性土,主要由高岭土、石英和云母等组成,土体内部孔隙大小不均匀且相互贯通。饱和状态下原状花岗岩残积土的有效黏聚力和有效内摩擦角分别为29.17 kPa和20.99°。【结论】结果表明,非饱和状态下,随饱和度的减小,基质吸力对花岗岩残积土的表观黏聚力和有效内摩擦角均有着明显的影响;Khalili给出的非饱和抗剪强度方程式对花岗岩残积土较为合适。 展开更多
关键词 原状花岗岩残积土 强度参数 饱和度 土水特征曲线 微观结构 基质吸力 力学性能 模型试验
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木质素磺酸钙增强花岗岩残积土微生物固化效果研究 被引量：5
13
作者 朱文羲 邓华锋 +3 位作者 李建林 肖瑶 熊雨 程雷 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期123-132,共10页
为提升微生物固化花岗岩残积土的效果,综合考虑木质素磺酸钙的特点和MICP(Microbial-induced calcite precipitation)作用过程的环境条件,设计进行木质素磺酸钙增强MICP固化花岗岩残积土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分... 为提升微生物固化花岗岩残积土的效果,综合考虑木质素磺酸钙的特点和MICP(Microbial-induced calcite precipitation)作用过程的环境条件,设计进行木质素磺酸钙增强MICP固化花岗岩残积土试验,综合宏观物理力学试验和微细观检测,系统分析木质素磺酸钙对微生物固化花岗岩残积土的增强效果及增强机制。结果表明:①木质素磺酸钙能够显著提高花岗岩残积土微生物加固过程中的胶结物产量,木钙掺量在4.00%左右达到最佳,与常规MICP相比,胶结物生成量提高了48.86%;②木质素磺酸钙的掺入,显著提高了固化体的抗压强度和抵抗变形能力,2.00%~8.00%掺量下固化体的抗压强度提升了4.75%~41.20%,破坏时应变增加16.24%~38.55%;③掺入木质素磺酸钙后,固化体的孔隙大小及孔隙率均有不同程度降低,孔隙率降低了12.97%~37.38%,固化体的整体密实性进一步增强;④木质素磺酸钙的掺入,改善了残积土的孔隙结构,为后续微生物加固提供更好的环境条件;⑤在微生物固化花岗岩残积土过程中掺入木质素磺酸钙后,改善了微生物生长的酸碱环境,丰富了MICP作用过程中的钙源,提升了固菌率,促进了MICP反应,同时改善了碳酸钙沉淀颗粒的大小、性状及排列形式,使得胶结物产量进一步提升,从而提升固化体的整体固化效果。 展开更多
关键词 木质素磺酸钙 MICP 花岗岩残积土 固化效果 微观结构
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干湿循环下花岗岩残积土胶结物溶蚀-微结构演化规律与力学行为 被引量：3
14
作者 康馨 赵士成 刘鹏 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期159-169,共11页
花岗岩残积土中的游离氧化铁粒间胶结作用使其具有高结构性和水敏性.因此,在干湿循环过程中,粒间胶结氧化物被溶蚀,残积土表现出结构崩解重组和复杂的剪切变形特性.为进一步研究干湿循环过程中花岗岩残积土中游离氧化铁溶蚀造成的土体... 花岗岩残积土中的游离氧化铁粒间胶结作用使其具有高结构性和水敏性.因此,在干湿循环过程中,粒间胶结氧化物被溶蚀,残积土表现出结构崩解重组和复杂的剪切变形特性.为进一步研究干湿循环过程中花岗岩残积土中游离氧化铁溶蚀造成的土体组构变化及其对力学性能弱化的影响,进行一系列的宏微观试验以揭示不同干湿循环次数(0、1、2、4)下残积土的复杂力学特性.研究结果表明,随着干湿循环次数的增加,花岗岩残积土的应力-应变关系将由弱应变硬化型逐渐转变为应变软化状态.微观分析表明游离氧化铁会促使黏土颗粒胶结形成团聚体,随着干湿循环的进行其含量逐渐降低最终趋于稳定.此外,原状残积土粒度分布(PSD)曲线呈现明显的双峰,然后在干湿循环或去除氧化铁后转变为单峰曲线.反复干湿循环会削弱残积土的胶结结构特性,进而导致土体出现明显的软化特征.在剪切过程中,残积土首先表现出剪切收缩特性,随后出现明显的扩张趋势.随着干湿循环次数增加,残积土的有效黏聚力逐渐减小,但有效内摩擦角呈现逐渐增加的趋势.干湿循环过程中花岗岩残积土复杂的力学性能特点是不可逆的体积收缩和胶粒含量的变化以及微裂缝发展之间的耦合效应. 展开更多
关键词 花岗岩残积土 干湿循环 结构特性 游离氧化铁 剪切行为
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MICP加固花岗岩残积土的渗透特性 被引量：1
15
作者 王延宁 黄龙剑 +2 位作者 陈前 俞缙 刘士雨 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第5期38-46,共9页
MICP技术可以显著降低固化土壤的渗透系数,然而目前没有关于MICP固化土壤渗透系数的理论计算方法。基于理论推导和试验验证的方法,研究MICP加固花岗岩残积土的渗透特性,提出MICP加固花岗岩残积土的碳酸钙生成量和渗透系数理论表达式。假... MICP技术可以显著降低固化土壤的渗透系数,然而目前没有关于MICP固化土壤渗透系数的理论计算方法。基于理论推导和试验验证的方法,研究MICP加固花岗岩残积土的渗透特性,提出MICP加固花岗岩残积土的碳酸钙生成量和渗透系数理论表达式。假设MICP的反应速率线性衰减,通过酶促反应动力学方程得到MICP加固土体的CaCO3生成量,估算CaCO3晶体的粒径和个数,从而获得加固后试样的孔隙比、迂曲度和颗粒比表面积,代入修正的Kozeny-Carman方程,得到加固后土体的渗透系数理论表达式。与试验数据对比分析结果表明:CaCO3的产量早期增加快,后期增加变缓并逐渐趋于稳定;MICP加固土体的渗透系数其具有早期降低快,后期趋于平稳的特征。胶结液浓度为0.50、0.75、1.00、1.25 kmol/m3的试样渗透系数最终分别降低了35%、40%、45%和55%。提出的CaCO3含量表达式和渗透系数表达式与试验结果拟合良好,可为微生物加固的设计计算提供参考。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 花岗岩残积土 加固 Kozeny-Carman方程 胶结作用
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胶结液浓度对微生物固化花岗岩残积土强度特性的影响规律 被引量：4
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作者 张永杰 欧阳健 +3 位作者 黄万东 刘涛 朱剑锋 陈剑华 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期121-129,共9页
在分析花岗岩残积土物理特性的基础上,选用巴氏芽孢杆菌菌液和不同浓度的氯化钙与尿素的混合胶结液,利用设计的室内试验装置对花岗岩残积土开展不同灌注次数的微生物固化试验,并对不同工况的固化试样进行无侧限抗压强度(UCS)试验、碳酸... 在分析花岗岩残积土物理特性的基础上,选用巴氏芽孢杆菌菌液和不同浓度的氯化钙与尿素的混合胶结液,利用设计的室内试验装置对花岗岩残积土开展不同灌注次数的微生物固化试验,并对不同工况的固化试样进行无侧限抗压强度(UCS)试验、碳酸钙生成率测试和崩解试验,同时开展X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等微观结构分析,以此探讨胶结液浓度和灌注次数对固化后花岗岩残积土强度特性的影响规律.结果表明:试验参数范围内,灌注次数相同时,胶结液浓度为1.0 mol/L时,试样的固化效果最好;胶结液浓度相同时,灌注次数越多,试样的固化效果越好;固化试样的崩解性大大降低,崩解系数均小于30%;微生物固化生成的方解石晶体呈现明显的簇状,填充、胶结在土颗粒之间,与砂土的微生物固化特性具有一定差异性,但两者的固化过程与机理具有相似性. 展开更多
关键词 微生物固化 花岗岩残积土 无侧限抗压强度 崩解性 微观结构
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非饱和花岗岩残积土的剪切特性与抗剪强度分析 被引量：3
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作者 马勤国 郭皓公 罗晓晓 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期55-68,共14页
对不同含水率的原状和重塑花岗岩残积土开展常规三轴固结不排水试验,对比分析饱和度对原状土和重塑土剪切变形特性的影响规律,并通过测定原状土和重塑土的土水特征曲线,给出基质吸力与抗剪强度指标之间的关系,建立花岗岩残积土非饱和抗... 对不同含水率的原状和重塑花岗岩残积土开展常规三轴固结不排水试验,对比分析饱和度对原状土和重塑土剪切变形特性的影响规律,并通过测定原状土和重塑土的土水特征曲线,给出基质吸力与抗剪强度指标之间的关系,建立花岗岩残积土非饱和抗剪强度表达式。结果表明:原状和重塑花岗岩残积土的应力-应变曲线的硬化程度随着含水率和围压的增加而上升,原状土的应力-应变曲线在低含水率、低围压条件下表现为软化型,重塑土均表现为硬化型;原状土和重塑土的应力路径随含水率的变化基本相同,随着含水率降低,剪切过程中产生的孔隙水压力逐渐减小,有效应力路径逐渐向总应力路径靠拢;花岗岩残积土土水特征曲线可分为饱和、过渡、残余3个阶段,脱湿过程中原状土的残余吸力大于重塑土,过渡区范围比重塑土大,在高饱和度状态下,原状土和重塑土的含水率随基质吸力的增加变化幅度很小,达到进气值后才随着基质吸力开始明显下降,进入到残余阶段含水率的变化逐渐缓慢;基质吸力对土体内摩擦角的影响很小,黏聚力随着基质吸力的增加不断增大,吸附内摩擦角逐渐减小,基质吸力对土体抗剪强度的贡献逐渐减弱,基质吸力对原状土与重塑土有效黏聚力的影响远大于有效内摩擦角,通过基质吸力与吸力强度之间的回归关系建立的非饱和双曲模型对预测花岗岩残积土的抗剪强度具有很好的适用性。 展开更多
关键词 非饱和花岗岩残积土 三轴试验 抗剪强度 土水特征曲线 基质吸力
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加筋花岗岩残积土抗剪强度的试验与机理分析
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作者 邓翔文 段文杰 +1 位作者 杨雪强 朱政宇 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第22期9535-9546,共12页
花岗岩残积土是中国东南部沿海地区工程建设中常见的土体,采用加筋土技术对高填方边坡能很好地提高其整体稳定性与土体的抗剪强度。首先通过直剪切摩擦试验研究了筋-土界面的摩擦特性;然后在不同加筋层数及不同干密度情况下,对花岗岩残... 花岗岩残积土是中国东南部沿海地区工程建设中常见的土体,采用加筋土技术对高填方边坡能很好地提高其整体稳定性与土体的抗剪强度。首先通过直剪切摩擦试验研究了筋-土界面的摩擦特性;然后在不同加筋层数及不同干密度情况下,对花岗岩残积饱和土和加筋饱和土分别进行了三轴固结排水剪切试验,探究不同干密度、不同加筋层数情况下的加筋效果。试验与机理分析表明:不同加筋层数的试样对应的规格化强度系数都大于1,这说明在土体中加入筋体能有效地提高抗剪强度,减少土体的变形。随着加筋层数的增加,规格化强度系数增加,说明加筋层数的增加能提高加筋效果,但两层加筋的规格化强度系数与一层加筋相比并不是线性增加,第二层加筋效果有减弱的趋势;随着干密度的下降,规格化强度系数上升;随着围压的增加,加筋土的规格化强度系数降低。土工格栅主要通过提高土体黏聚力来提高土体抗剪强度,导致土体的黏聚力显著地提高,而对内摩擦角的影响却不大;通过理论计算结果与测试结果对比,验证了准黏聚力增量公式的合理性,且第二层加筋对准黏聚力增量的贡献相对较小。 展开更多
关键词 三轴固结排水试验 花岗岩残积土 加筋格栅 加筋土 抗剪强度参数
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循环荷载作用下花岗岩残积土累积变形与湿化特性试验研究 被引量：26
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作者 周德泉 谭焕杰 +2 位作者 徐一鸣 周毅 孙义 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期1657-1665,共9页
基于花岗岩残积土的矿物成分特殊、压实机理复杂、水理作用显著的实际情况,对土样采用X线衍射试验分析土样中的矿物成分;采用土工试验分析土样物理力学性质;采用压缩实验和平板载荷试验对比,研究循环荷载作用下累积变形与湿化规律,以便... 基于花岗岩残积土的矿物成分特殊、压实机理复杂、水理作用显著的实际情况,对土样采用X线衍射试验分析土样中的矿物成分;采用土工试验分析土样物理力学性质;采用压缩实验和平板载荷试验对比,研究循环荷载作用下累积变形与湿化规律,以便现场压实控制。研究结果表明:样品的白云母伊利石质量分数为35%,高岭石约占27%;土样属于细粒土质砾,级配不良;填土的压缩曲线呈上凸型,回弹曲线呈下凹型;第i+1次压缩回弹曲线均位于第i次曲线下方,线形相似;随着等载压实遍数增加,沉降增量递减,累积沉降增大;超载压缩曲线回归到首次压缩曲线的延长线上,具有记忆效应;荷载越大,某次压缩总变形和永久变形也越大;循环荷载作用后的压实填土遇水产生湿化沉降;湿化土的压缩和回弹曲线均呈下凹型,超载越高,在相同压力作用下的变形越小;现场压实过程中,增加压路机能量比增加压实次数可取得较好的压实效果。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 压缩实验 平板载荷试验 累积变形 湿化
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非饱和花岗岩残积土粒间联结作用与脆弹塑性胶结损伤模型研究 被引量：28
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作者 汤连生 桑海涛 +3 位作者 宋晶 刘锋涛 颜波 张鹏程 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2877-2888,共12页
非饱和花岗岩残积土主要为铁质胶结,遇水后强度急剧降低,结构性强,显示出脆弹塑性损伤破坏特点,其粒间联结作用正是其结构性和脆弹塑性损伤破坏的核心问题。论述了非饱和土的粒间联结作用,将其分为接触联结和非接触联结两类,这两种联结... 非饱和花岗岩残积土主要为铁质胶结,遇水后强度急剧降低,结构性强,显示出脆弹塑性损伤破坏特点,其粒间联结作用正是其结构性和脆弹塑性损伤破坏的核心问题。论述了非饱和土的粒间联结作用,将其分为接触联结和非接触联结两类,这两种联结在粒间相互作用上都表现为吸力的作用,即由湿吸力、可变结构吸力组成的粒间吸力。非饱和花岗岩残积土铁质胶结为主的接触联结作用,加上其砂粒、黏粒等各级粒度成分混合,致使粒间联结作用遇水或扰动后变化大,导致力学性质上的脆性显著。通过理论推导,给出了可变结构吸力与土体堆积方式、干密度、孔隙比、含水率/饱和度的定量计算公式,并由试验验证了计算公式的合理性。进而从游离氧化铁胶结是非饱和花岗岩风化残积土显示脆弹塑性的根本原因出发,基于堆砌体模型思想,采用孔隙比与结构脆性参数构建损伤过程函数,建立了可反映非饱和花岗岩残积土脆弹塑性胶结损伤的理论模型,通过试验验证表明,所建模型能很好地反映非饱和花岗岩残积土特有的应力-应变关系,从理论上较好地解释了花岗岩残积土遇水或扰动后易破坏的机制。 展开更多
关键词 非饱和 花岗岩残积土 粒间联结作用 脆弹塑性 损伤
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