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香根草枯萎对根-土复合体抗剪强度的影响
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作者 张巍 麦宝妍 +3 位作者 陆建君 王克俭 徐东 徐文秀 《水土保持研究》 北大核心 2026年第1期383-391,共9页
[目的]研究根系枯萎对根-土复合体抗剪性能的影响,为植被斜坡滑坡灾害防治提供理论依据。[方法]以香根草和花岗岩风化土为研究对象,采用应变控制式直剪仪进行试验,分析了活根-土复合体和枯萎根-土复合体的黏聚力及内摩擦角与根系直径、... [目的]研究根系枯萎对根-土复合体抗剪性能的影响,为植被斜坡滑坡灾害防治提供理论依据。[方法]以香根草和花岗岩风化土为研究对象,采用应变控制式直剪仪进行试验,分析了活根-土复合体和枯萎根-土复合体的黏聚力及内摩擦角与根系直径、含水率等因素的关系。[结果](1)第0天与第56天相比,枯萎根根系直径缩小了10.4%~15.8%,枯萎90 d后的根系在外观和结构上与活根存在显著差异。(2)抗剪强度特征总体呈现素土试样<根-土复合体试样,在含水率为15%时,活根-土复合体试样与枯萎根-土复合体试样的抗剪强度差异较小,仅为5.51 kPa,但随着含水率的增加,枯萎根-土复合体试样的抗剪强度显著低于活根-土复合体试样。(3)活根-土复合体在四级含水率下仍有较高的黏聚力,而枯萎根-土复合体试样的黏聚力随着含水率上升而大幅下降。在含水率较低时,活根-土复合体与枯萎根-土复合体的根系黏聚力差距较小,但随着含水率增加,枯萎根-土复合体的根系黏聚力大幅下降,两者差距加大。[结论]在土壤含水率较低时,根系枯萎对固土效应的影响较小,但随着含水率的增加,枯萎根的固土效应逐渐减弱,当根-土复合体接近饱和时,枯萎根的固土效应几乎消失,需特别关注植物枯萎导致的根系固土效应降低及其可能引发的降雨诱发滑坡灾害。 展开更多
关键词 根系固土 抗剪强度 枯萎根 活根 香根草
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聚丙烯酰胺-剑麻纤维强化EICP对黏性紫色土体抗剪性能的影响
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作者 肖海 朱建康 +3 位作者 张伦 董欣慧 丁瑜 夏振尧 《材料导报》 北大核心 2026年第5期66-72,共7页
为进一步改善脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术存在的脆性破坏和纤维分散不均带来的应力集中问题,探究聚丙烯酰胺(PAM)-剑麻纤维强化EICP对黏性紫色土抗剪性能的影响,以三峡库区黏性紫色土为研究对象,设置纤维掺量(0%、0.2%,质量分数)、PA... 为进一步改善脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术存在的脆性破坏和纤维分散不均带来的应力集中问题,探究聚丙烯酰胺(PAM)-剑麻纤维强化EICP对黏性紫色土抗剪性能的影响,以三峡库区黏性紫色土为研究对象,设置纤维掺量(0%、0.2%,质量分数)、PAM掺量(0.0 g/L、0.5 g/L、1.0 g/L和1.5 g/L)和胶结液浓度(0.0 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L和1.5 mol/L),开展直剪实验,以未加固土试样作为空白对照(CK),分析不同处理下试样应力-应变曲线、黏聚力、内摩擦角和碳酸钙含量变化特征,明确PAM-纤维掺入对EICP加固土体抗剪性能的影响,并从微观结构揭示其加固机理。结果表明:相较CK,经纤维-EICP、PAM-EICP和PAM-纤维-EICP处理的黏性紫色土试样黏聚力与内摩擦角分别提升29.89%~94.19%、35.82%~144.93%和37.89%~149.66%与9.83%~18.99%、5.04%~15.06%和5.49%~17.24%;当PAM、纤维掺量和胶结液浓度分别为1.5 g/L、0.2%和1.5 mol/L时黏聚力最大且为38.22 kPa,当PAM、纤维掺量和胶结液浓度分别为0.0 g/L、0.2%和0.5 mol/L时内摩擦角最大且为21.53°。此外,本研究中试样黏聚力与碳酸钙含量呈显著的指数关系(P<0.05),表明碳酸钙胶结作用是试样黏聚力增加的主要因素。PAM形成的网状结构可包裹土颗粒、碳酸钙和纤维并填充孔隙,不仅提高了试样强度,还进一步改善了脆性破坏。研究结果表明PAM-纤维能强化EICP处理黏性紫色土的抗剪性能,可为三峡库区黏性紫色土加固及生态防护提供理论依据。 展开更多
关键词 聚丙烯酰胺(PAM) 剑麻纤维 脲酶诱导碳酸钙沉淀(EICP) 土体加固 微观特征
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层理结构对砒砂岩抗剪特性的影响
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作者 陈德 王云琦 +3 位作者 张晓明 祁子寒 张广贺 闫相君 《水土保持学报》 北大核心 2026年第1期110-119,共10页
[目的]为深化对砒砂岩侵蚀机制的认识。[方法]通过设计不同层理结构[R、W、WR、WR(45°)、WRW、WRW(45°)、RWR、RWR(45°)]的重塑土进行固结不排水三轴试验,以研究层理结构对砒砂岩变形和失效、弹性指标和塑性指标的影响。... [目的]为深化对砒砂岩侵蚀机制的认识。[方法]通过设计不同层理结构[R、W、WR、WR(45°)、WRW、WRW(45°)、RWR、RWR(45°)]的重塑土进行固结不排水三轴试验,以研究层理结构对砒砂岩变形和失效、弹性指标和塑性指标的影响。[结果]1)试样破坏模式多为劈裂、鼓胀2种破坏模式,在层理结构为WRW(45°)时,出现明显剪切贯穿面破裂带。2)层理结构对抗剪强度的影响主要体现在黏聚力上,对内摩擦角的影响无明显特征。对于红色砒砂岩和白色砒砂岩,不同层理结构砒砂岩的黏聚力均降低,且随着层理数增加,黏聚力逐渐降低。W黏聚力比WR增大52.39%,WR黏聚力比RWR、WR(45°)分别增大30.23%、13.02%。3)砒砂岩的初始切线模量随着层理结构由水平变倾斜(45°)而减小,破坏比随层理结构由水平变倾斜(45°)而增大。[结论]砒砂岩存在劈裂破坏(低围压100、200 kPa及倾斜层理)和鼓胀破坏(高围压300 kPa)2种主要破坏模式;层理倾角和数量的增加导致黏聚力及初始切线模量降低、破坏比增大。研究结果可为深化认识砒砂岩侵蚀机制提供科学参考和理论支持。 展开更多
关键词 砒砂岩 三轴试验 层理结构 抗剪特性 初始切线模量
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酶促仿岩溶碳酸氢钙溶液改性化学性分散土力学试验
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作者 霍江茹 樊恒辉 +3 位作者 张卓 庞帅 张硕 王鹏伟 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第2期735-744,共10页
分散土遇水易流失,易产生工程灾害,针对其分散性,常采用石灰、粉煤灰等材料对其进行改性,但传统的土壤固化材料易对环境造成污染。通过泥球崩解试验、针孔试验、泥柱水蚀试验、三轴试验,探究了酶促仿岩溶碳酸氢钙溶液(酶促CFPK)对分散... 分散土遇水易流失,易产生工程灾害,针对其分散性,常采用石灰、粉煤灰等材料对其进行改性,但传统的土壤固化材料易对环境造成污染。通过泥球崩解试验、针孔试验、泥柱水蚀试验、三轴试验,探究了酶促仿岩溶碳酸氢钙溶液(酶促CFPK)对分散土分散性的影响,分析了酶促CFPK对改性后化学性分散土的剪切特性。试验结果表明:酶促CFPK可以有效抑制土体的分散性。随着酶促CFPK液固比的增大,酶促CFPK改性土的抗剪强度整体上升,主要表现为土体黏聚力的提高。分散土和酶促CFPK改性土的偏应力随着轴向应变的增大而增大或趋于平缓,表现为应变硬化型,采用邓肯-张双曲线模型拟合,其拟合相关度均大于0.95,拟合效果较好。由此可见,酶促CFPK可以有效改性分散土并且提高其抗剪强度。 展开更多
关键词 分散土 抗剪强度 酶促仿岩溶碳酸氢钙溶液 针孔试验 三轴试验
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基于黄原胶+木质素磺酸钙复合改良分散土的机理研究
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作者 郭佳慧 米博阳 +2 位作者 王奕琛 王辉鑫 王帅 《山西建筑》 2026年第2期16-20,共5页
中国东北和西北季冻区广泛分布分散土,其抗侵蚀、抗剪和抗渗性差,工程稳定性低,在冻融循环、干湿交替下易破坏。针对此,文中聚焦黄原胶与木质素磺酸钙对分散土强度的改良。经直剪和SEM试验发现,随二者掺量变化,改性土力学性能增强,木质... 中国东北和西北季冻区广泛分布分散土,其抗侵蚀、抗剪和抗渗性差,工程稳定性低,在冻融循环、干湿交替下易破坏。针对此,文中聚焦黄原胶与木质素磺酸钙对分散土强度的改良。经直剪和SEM试验发现,随二者掺量变化,改性土力学性能增强,木质素磺酸钙对强度提升作用显著。当黄原胶掺量5%、木质素磺酸钙掺量1%时,复合改性土改良效果最佳,抗剪强度等指标达峰值。SEM分析表明,二者协同使土体孔隙降低、胶结物增多,土颗粒聚集成致密结构,增强咬合力与黏聚力,从而提升土体强度和稳定性。 展开更多
关键词 黄原胶 木质素磺酸钙 分散土 抗剪强度 微观孔隙结构
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考虑粗糙度的临海非饱和黏土-腐蚀钢界面剪切试验及强度表征
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作者 杨明辉 杨汉 +1 位作者 陈波 蔡明辉 《工程地质学报》 北大核心 2026年第1期419-430,共12页
由于潮汐涨落引起的干湿循环造成临海大部分工程中的土体处于非饱和状态,影响结构承载特性。基于试验研究了临海地区非饱和土与腐蚀引起不同粗糙度钢的界面剪切特性。首先通过加速腐蚀及形状激光扫描试验,获取了6种不同腐蚀程度的钢板... 由于潮汐涨落引起的干湿循环造成临海大部分工程中的土体处于非饱和状态,影响结构承载特性。基于试验研究了临海地区非饱和土与腐蚀引起不同粗糙度钢的界面剪切特性。首先通过加速腐蚀及形状激光扫描试验,获取了6种不同腐蚀程度的钢板界面表观粗糙度Ra,并据此提出了不同程度腐蚀的界面粗糙度预测模型,该模型可充分考虑腐蚀时间、腐蚀前后质量差及腐蚀溶液电阻对界面粗糙度的影响。而后,在测得临海非饱和黏土的SWCC曲线的前提下,开展了96组腐蚀钢-非饱和黏土的界面直剪试验,深入分析了粗糙度、法向应力以及基质吸力对非饱和黏土-腐蚀钢界面剪切特性以及界面剪胀特性的影响。试验结果表明,剪切全过程土体均处于剪缩状态,且钢板表面粗糙度随着腐蚀时间先增大后减小,而土-界面抗剪强度与界面粗糙度显著相关。低粗糙度时,抗剪强度随着含水率的增加呈现先增加后减小的趋势;而高粗糙度时,界面抗剪强度随含水率的增加而增加,且增幅逐步放缓。最后,同时考虑界面粗糙度与基质吸力的影响,提出了修正的非饱和土-腐蚀钢界面抗剪强度公式,试验数据验证了其合理性。 展开更多
关键词 非饱和土 腐蚀钢 基质吸力 抗剪强度 粗糙度
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基于光弹法的颗粒材料直剪试验剪切滑移区研究
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作者 胡文韬 肖劲 +4 位作者 尹江灏 耿大新 徐长节 李顺文 吴文兵 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第3期12-20,共9页
颗粒直剪试验剪切带的发展规律和分布特征决定了颗粒体强度,但不易观测。采用自制的试验装置对透明聚碳酸酯颗粒进行直剪试验,基于光弹法原理,通过对颗粒剪切力学特性、应力链分布、位移场的观测,研究颗粒的力链发展过程、主接触角及剪... 颗粒直剪试验剪切带的发展规律和分布特征决定了颗粒体强度,但不易观测。采用自制的试验装置对透明聚碳酸酯颗粒进行直剪试验,基于光弹法原理,通过对颗粒剪切力学特性、应力链分布、位移场的观测,研究颗粒的力链发展过程、主接触角及剪切滑移面的发展规律,并在PFC2D离散元软件中进行模拟分析。结果表明:直剪过程中颗粒体系的力链分布存在应力屏蔽现象;颗粒体系的强力链、接触角及主应力方向发生了偏转,且偏转特征基本一致;颗粒在剪切过程中形成拱形剪切滑移面,与水平剪切面共同形成拱形滑移剪切区。拱形滑移区在剪切初期形成,且在整个剪切过程中一直持续。在剪切应力峰值时,拱形滑移区的高度与初始法向力成正比,厚度在(13~15)d_(50)之间。拱形滑移区在应力残余阶段逐渐减小,趋于稳定状态,且不同初始法向力下的拱形滑移区在应力残余阶段的高度相差不大,厚度在(8~9)d_(50)之间。 展开更多
关键词 颗粒物质 光弹法 直剪试验 剪胀(缩) 拱形剪切带
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木质素-石灰改良黄土力学特性及改良机理研究
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作者 唐先习 王凯 +1 位作者 万双龙 王之鲁 《水电能源科学》 北大核心 2025年第10期88-91,41,共5页
为了提高黄土的力学特性和减少传统污染性改良剂的使用,使用木质素和少量石灰(≤4%)综合掺入来改善黄土的力学性能,通过击实试验、无侧限抗压强度试验和直剪试验研究木质素和石灰对黄土物理力学性质的改善,并借助扫描电镜来解释木质素... 为了提高黄土的力学特性和减少传统污染性改良剂的使用,使用木质素和少量石灰(≤4%)综合掺入来改善黄土的力学性能,通过击实试验、无侧限抗压强度试验和直剪试验研究木质素和石灰对黄土物理力学性质的改善,并借助扫描电镜来解释木质素和石灰改良黄土的微观机理。结果表明,木质素和石灰综合掺入会使黄土最大干密度上升和最优含水率下降;木质素率0.7为木质素-石灰改良黄土的最优配比,此配比下的无侧限抗压强度最高提升2.7倍,抗剪强度相较于木质素改良土和石灰改良土有较大提升;木质素-石灰综合改良黄土的微观机理为木质素填充较大土体孔隙和粘结土颗粒,石灰的水化产物包裹土颗粒和木质素颗粒,填充较小孔隙,粘结土颗粒。 展开更多
关键词 黄土改良 石灰 木质素 无侧限抗压强度 抗剪强度 扫描电镜
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纤维-地质聚合物改性废弃黏土抗剪强度特性研究
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作者 鹿庆蕊 刘创奕 +2 位作者 杨盼 陈士军 胡志飞 《东华理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期485-495,共11页
针对工程废弃土资源化利用困难的问题,以杭州地区废弃粉质黏土为研究对象,通过直剪试验、扫描电镜(SEM)、机器学习手段,开展纤维-地质聚合物改良土的抗剪强度特性及其形成机理研究。结果表明,任一固化剂掺量下,试样的抗剪强度均随法向... 针对工程废弃土资源化利用困难的问题,以杭州地区废弃粉质黏土为研究对象,通过直剪试验、扫描电镜(SEM)、机器学习手段,开展纤维-地质聚合物改良土的抗剪强度特性及其形成机理研究。结果表明,任一固化剂掺量下,试样的抗剪强度均随法向压力的增加呈线性递增趋势,且随矿渣掺量及地质聚合物中矿渣比例的增加而提高;试样(K12D28、K9.6F2.4D28)抗剪强度在矿渣掺量为12.0%,矿渣-粉煤灰比例为80%:20%,龄期为28 d时达到最大,较未改良土(S)的抗剪强度分别提高了208.34%、112.35%。纤维掺量的增加使抗剪强度呈现先增加后降低的趋势,纤维掺量为0.4%时达到最大,较未掺纤维试样(K9.6F2.4D28)提高了31.02%。基于支持向量回归(SVR)模型预测的各因素对抗剪强度的影响程度为:养护龄期>矿渣掺量>法向压力>矿渣-粉煤灰比例>纤维掺量。各固化剂的掺入对内摩擦角的影响集中在养护前期,在改良土后期强度提升不明显。矿渣-粉煤灰体系水化反应生成的胶凝物质填充孔隙是地质聚合物改良土强度提升的关键,后续试验中可通过延长养护龄期或提高矿渣掺量进一步优化改良土的性能。 展开更多
关键词 路基 抗剪强度特性 粉质黏土 地质聚合物 支持向量回归
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玄武岩纤维加筋膨胀土三轴剪切试验研究
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作者 汪鹏程 夏文丽 +2 位作者 郭劲松 刘明 王旭洋 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第12期1697-1704,共8页
针对玄武岩纤维加筋重塑膨胀土加筋效果及其物理力学性能,文章开展相关试验研究。将长度为6 mm的玄武岩纤维按照质量分数分别为0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%配制相同含水率和干密度纤维加筋土试样,进行不同围压下三轴固结不排水试验,... 针对玄武岩纤维加筋重塑膨胀土加筋效果及其物理力学性能,文章开展相关试验研究。将长度为6 mm的玄武岩纤维按照质量分数分别为0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%配制相同含水率和干密度纤维加筋土试样,进行不同围压下三轴固结不排水试验,对围压300 kPa下试样中代表性土体使用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)进行微观结构观察。结果表明:玄武岩纤维加筋改良膨胀土为明显的中间鼓胀的塑性破坏;加筋土黏聚力随纤维质量分数增加先增大后减小,当纤维质量分数为0.50%时,黏聚力最大;相较于黏聚力,纤维质量分数对内摩擦角的影响不大;纤维加筋土应力-应变总体表现为硬化型,可以用双曲线来拟合;随纤维掺量的增加,纤维在土样中分布方式由简单握裹作用变为纤维三维空间网作用,限制了试样内部微观裂隙的发展。 展开更多
关键词 加筋膨胀土 微观结构 玄武岩纤维 三轴剪切试验
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不同固结条件下花岗岩残积土剪切特性试验研究
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作者 尹松 何文源 +3 位作者 白林杰 李玉儒 贺雅 郑丝月 《信阳师范大学学报(自然科学版)》 2025年第1期51-58,共8页
为研究不同固结条件下花岗岩残积土的三轴不排水剪切特性,对原状花岗岩残积土在等压和K_(0)固结方式下进行不同固结应力范围(10~50 kPa、100~300 kPa)的三轴不排水剪切试验,分析其剪切特性。结果表明:固结方式对于花岗岩残积土的应力应... 为研究不同固结条件下花岗岩残积土的三轴不排水剪切特性,对原状花岗岩残积土在等压和K_(0)固结方式下进行不同固结应力范围(10~50 kPa、100~300 kPa)的三轴不排水剪切试验,分析其剪切特性。结果表明:固结方式对于花岗岩残积土的应力应变关系存在影响,等压固结试样孔压值高于K_(0)固结试样,围压小于50 kPa时出现负孔压,随围压的增大孔压逐渐增大,试样破坏形态与孔压所表现出的剪切状态一致;基于莫尔-库伦强度准则进行数据拟合时,高应力下所得土的黏聚力值较大,内摩擦角值较小,K_(0)固结所得黏聚力值较高;广义幂函数能够很好描述花岗岩残积土的强度非线性,K_(0)固结试样总应力切线摩擦角高于等压固结试样,低应力时K_(0)固结所得有效应力切线摩擦角值较大;固结方式对于花岗岩残积土的变形特性影响较大,采用等压固结方式易高估其极限应变,影响工程安全。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 K_(0)固结 等压固结 剪切特性 强度非线性
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棕榈纤维强化EICP加固三峡库区黏性紫色土抗剪性能试验研究 被引量:1
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作者 肖海 王光辉 +3 位作者 张伦 张文琪 丁瑜 夏振尧 《材料导报》 北大核心 2025年第11期110-115,共6页
为探究棕榈纤维对脲酶诱导碳酸盐沉淀(Enzyme induced carbonate precipitation,EICP)加固黏性土体抗剪性能的影响,本工作以三峡库区紫色土为对象,设置五个纤维掺量(0%、0.1%、0.2%、0.4%和0.8%,质量分数)和五个胶结液浓度(0 mol/L、0.5... 为探究棕榈纤维对脲酶诱导碳酸盐沉淀(Enzyme induced carbonate precipitation,EICP)加固黏性土体抗剪性能的影响,本工作以三峡库区紫色土为对象,设置五个纤维掺量(0%、0.1%、0.2%、0.4%和0.8%,质量分数)和五个胶结液浓度(0 mol/L、0.5 mol/L、1.0 mol/L、1.5 mol/L和2.0 mol/L),开展直剪实验,以纯紫色土试样为空白对照(CK),分析各试验条件下紫色土应力-应变曲线、黏聚力、内摩擦角和碳酸钙含量变化特征,阐明棕榈纤维对EICP加固黏性土体力学性能的改善效果,并从微观角度揭示其强化机理。结果表明:相较于CK,纤维添加、EICP和纤维-EICP处理紫色土试样的黏聚力与内摩擦角分别提升1.63~7.54倍、3.39~8.75倍和0.61~18.61倍与0.13~0.27倍、0.12~0.20倍和0.17~0.35倍,总体上黏聚力和内摩擦角随着纤维掺量和胶结液浓度的增加呈现先增加后减小的趋势,且在0.1%~0.2%纤维掺量和1.5 mol/L胶结液浓度下抗剪强度最大。相较于CK处理,EICP和纤维-EICP处理紫色土试样的碳酸钙含量分别提升11.92~21.36倍和6.77~27.39倍,适量的纤维掺入促进碳酸钙生成。纤维掺入在EICP处理试样中形成“纤维-土颗粒-CaCO3”晶体网状结构,不仅提高试样强度,还使试样由脆性破坏向塑性破坏转变。研究结果表明棕榈纤维掺入能够强化EICP处理紫色土抗剪性能,可为三峡库区紫色土绿色加固及三峡库区生态屏障建设提供理论依据。 展开更多
关键词 脲酶诱导碳酸钙沉淀 棕榈纤维 紫色土 黏聚力 微观结构
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双向循环荷载下橡胶砾石-土工格栅界面剪切特性 被引量:2
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作者 张大伟 钱振豪 +1 位作者 冯忞 刘飞禹 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期199-209,共11页
橡胶颗粒与土体混合可作为构筑物基础的轻质填料,并能提高其抗震性能。利用室内动态直剪仪进行了一系列循环荷载下的直剪试验,分析了橡胶砾石颗粒级配、法向循环荷载、循环剪切频率对土工格栅-橡胶砾石界面的剪切应力-剪切位移关系和体... 橡胶颗粒与土体混合可作为构筑物基础的轻质填料,并能提高其抗震性能。利用室内动态直剪仪进行了一系列循环荷载下的直剪试验,分析了橡胶砾石颗粒级配、法向循环荷载、循环剪切频率对土工格栅-橡胶砾石界面的剪切应力-剪切位移关系和体变特性。试验结果表明:4种颗粒级配界面剪切应力均随着循环次数的增加而增大,表现出剪切硬化的特征,界面竖向位移也随之增大,表现出剪缩的特征;4种级配土中级配良好GR2表现出最高的界面抗剪强度,其界面最终剪缩量最小;当法向和水平加载频率一致时,界面循环峰值剪切应力随着频率的增加而增大,当法向和水平加载频率不一致时,滞回曲线根据法向和水平加载频率的大小呈现周期性变化;在同一颗粒级配下,筋土界面剪切刚度和界面阻尼比均随着法向循环荷载的增加而增大,界面剪切刚度随着循环次数的增加而增大,界面阻尼比则相反。 展开更多
关键词 岩土工程 橡胶砾石 双向循环荷载 橡胶含量 颗粒级配特征 动力特性
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基于回弹法预测岩石单轴抗压强度的MLP-ANN模型 被引量:2
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作者 李明 窦斌 +4 位作者 朴昇昊 马云龙 王帅 孙左帅 王祥 《地质科技通报》 北大核心 2025年第1期164-174,共11页
岩石单轴抗压强度是岩土工程中的重要参数,合理确定其数值对工程设计至关重要。本文提出了一种基于多层感知机的人工神经网络(MLP-ANN)模型,用于预测岩石单轴抗压强度。该模型以岩性、节理面、施密特锤回弹高度和纵波波速为输入参数,采... 岩石单轴抗压强度是岩土工程中的重要参数,合理确定其数值对工程设计至关重要。本文提出了一种基于多层感知机的人工神经网络(MLP-ANN)模型,用于预测岩石单轴抗压强度。该模型以岩性、节理面、施密特锤回弹高度和纵波波速为输入参数,采用最大最小归一化进行参数标准化,并通过k折交叉验证提高模型的泛化能力。为优化模型性能,文章探讨了神经元数量、数据分割比例和激活函数对预测结果的影响。经对比验证,研究确定了最优模型配置:神经元数量为8,训练集与测试集比例为8∶2,激活函数选用Tanh函数。模型预测值与实际值对比分析结果表明,最优模型的平均绝对误差为3.500 MPa,均方根误差为5.836 MPa。结果表明,该模型预测误差较小,预测准确率较高,具有较好的实用性。 展开更多
关键词 单轴抗压强度 施密特锤实验 人工神经网络 模型评价 回弹法
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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 被引量:1
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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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不同颗粒级配花岗岩残积土在真三轴剪切下的颗粒破碎 被引量:1
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作者 周宝贵 钟华斌 +2 位作者 楚文泽 杨雪强 蔡池锋 《公路工程》 2025年第2期174-183,共10页
对取自福建尤溪的花岗岩残积土原级配土样及掺粗砂颗粒级配调整后土样,进行在室内不同最小主应力与不同b值下的真三轴饱和土固结排水试验,研究分析其剪切后的颗粒破碎规律。试验结果表明:①对比原状土、掺粗砂5%和10%的破碎量,适当增大... 对取自福建尤溪的花岗岩残积土原级配土样及掺粗砂颗粒级配调整后土样,进行在室内不同最小主应力与不同b值下的真三轴饱和土固结排水试验,研究分析其剪切后的颗粒破碎规律。试验结果表明:①对比原状土、掺粗砂5%和10%的破碎量,适当增大粗砂区间段的质量占比可以进一步减小剪切时的颗粒破碎量。②b值对颗粒破碎效应的影响程度大于最小主应力,剪切过程中颗粒破碎主要发生在粒径大于1 mm的粗砂颗粒,0.25~1 mm粒径区间的颗粒含量增长最多,而小于0.075 mm的粉黏细粒质量占比基本不变。③不论何种级配的土体及在何种剪切路径下,随着塑性功W_(p)的增大,破碎指数B_(r)也会增大,二者之间的关系基本成正比。④在相对低的最小主应力下,对考虑破碎的花岗岩残积土,Yasufuka和McDowell分别提出的剪缩方程均能给出土体较为合理的变形模拟。⑤通过掺粗砂来改良土体,砂颗粒的破碎情况比掺砂调整前更小,提高了土体的承载应力比,降低了承载地基的变形量。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 真三轴剪切试验 颗粒级配 粗砂 颗粒破碎
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云南景洪不同风化程度花岗岩土层原位与室内直剪试验对比研究
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作者 瞿嘉安 王志良 +1 位作者 蒋玉 左琳 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第5期172-180,共9页
为探究不同风化程度花岗岩土层的力学特性,通过原位与室内直剪试验对云南景洪市花岗岩残积土层和全风化花岗岩土层的抗剪强度进行了对比分析。原位试验结果表明,花岗岩残积土层的抗剪强度低于全风化花岗岩土层,但随着竖向应力增加,花岗... 为探究不同风化程度花岗岩土层的力学特性,通过原位与室内直剪试验对云南景洪市花岗岩残积土层和全风化花岗岩土层的抗剪强度进行了对比分析。原位试验结果表明,花岗岩残积土层的抗剪强度低于全风化花岗岩土层,但随着竖向应力增加,花岗岩残积土层的抗剪强度增量更大。在浸水条件下,2种土层的抗剪强度均有所降低,随着竖向应力的增加,浸水条件对花岗岩残积土层的影响减弱,对全风化花岗岩土层的影响加强。通过原位与室内试验结果比较发现,花岗岩残积土层的原位抗剪强度低于室内试验,而全风化花岗岩土层的原位抗剪强度高于室内试验。分析表明:花岗岩残积土层中天然裂隙和不连续面的存在,是导致其在原位条件下抗剪强度较低的主要原因,在工程设计中应慎重使用室内试验结果评估花岗岩残积土层的抗剪强度,确保设计的安全性和可靠性。而全风化花岗岩土层则由于本身较为均匀的结构特性和原位试样尺度效应的影响表现出较高的抗剪强度。 展开更多
关键词 花岗岩残积土 全风化花岗岩 原位直剪试验 抗剪强度 工程设计
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小浪底北岸灌区原状土体强度水致劣化机理研究
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作者 李东森 李迎春 +3 位作者 董金玉 王波波 孟邵锋 董文萍 《华北水利水电大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期137-144,152,共9页
【目的】区域内一旦遭遇极端降雨,雨水入渗将造成地下水位抬升,而地下水位的周期性波动使土体处于干湿循环条件,其内部结构与力学强度都会遭到破坏;另外,土体长时间处于浸泡状态,将导致土体胶结作用减弱,强度进一步降低。因此,研究土体... 【目的】区域内一旦遭遇极端降雨,雨水入渗将造成地下水位抬升,而地下水位的周期性波动使土体处于干湿循环条件,其内部结构与力学强度都会遭到破坏;另外,土体长时间处于浸泡状态,将导致土体胶结作用减弱,强度进一步降低。因此,研究土体强度水致劣化机理对准确评估极端降雨条件下隧洞工程防护设计具有重要理论意义与实践价值。【方法】以小浪底北岸灌区隧洞工程原状土体为研究对象,对经历不同干湿循环次数和不同浸泡时间的土样进行剪切试验和电子扫描显微镜试验,分析干湿循环过程、饱水浸泡过程中土体的抗剪强度及指标变化规律,深入探讨土体强度水致劣化机理。【结果】(1)前3次干湿循环对土体强度及强度参数的劣化效应最明显,后期循环次数再增加,强度的减小趋于缓慢;(2)黏聚力随干湿循环次数增加逐渐下降,内摩擦角整体呈下降趋势,但变动幅度不大;(3)土体抗剪强度随浸泡天数的增加呈逐渐降低的趋势,前15 d降低幅度最明显;(4)以15 d为分界点,黏聚力下降速度先快后慢,表现出明显的非线性下降规律;(5)内摩擦角随浸泡天数的增加呈下降趋势,但总体波动幅度不大。【结论】干湿循环和浸泡作用导致抗剪强度劣化,这是土体内亲水性黏土矿物吸水膨胀、失水收缩从而引发土颗粒水解、泥化等微结构变化的综合体现。 展开更多
关键词 干湿循环 浸泡时间 抗剪强度 微观结构 水致劣化机理
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隧道下卧全风化泥质粉砂岩静力剪切特性试验研究
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作者 罗干 石钰锋 +2 位作者 王超 陈焕然 肖敦珂 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第S1期111-116,129,共7页
全风化泥质粉砂岩性质介于土、岩之间,因其在交通循环荷载作用下的长期沉降较软土要小,常被视为岩类材料进而在累积变形问题方面的研究较少。但经调研发现,风化程度高的软岩对地铁盾构隧道等变形敏感的结构影响很大。因此,有必要对全风... 全风化泥质粉砂岩性质介于土、岩之间,因其在交通循环荷载作用下的长期沉降较软土要小,常被视为岩类材料进而在累积变形问题方面的研究较少。但经调研发现,风化程度高的软岩对地铁盾构隧道等变形敏感的结构影响很大。因此,有必要对全风化泥质粉砂岩的力学性质进行更深入的探究。通过分析该岩样在不同试验条件(固结方式、水渗透作用、不同围压)下的不排水静剪切强度,绘制破坏应力线,研究该岩样的结构特性。结果表明:K_(0)固结下的岩样破坏偏应力和孔压峰值均高于等向固结,说明固结方式对全风化泥质粉砂岩的应力应变和孔隙水压力有着显著的影响;在同一试验条件下,试样的破坏偏应力和孔压峰值随着固结围压的增加而线性增长;经过水渗透处理后的岩样,有效应力减小,抗剪强度降低,破坏程度加剧。 展开更多
关键词 全风化泥质粉砂岩 三轴固结不排水试验 静剪强度 临界状态
原文传递
颗粒形状对砂土剪切特性影响的试验和数值分析
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作者 黄良 曹杰 +1 位作者 邓清禄 刘鑫 《安全与环境工程》 北大核心 2025年第3期90-100,共11页
天然砂土颗粒形状复杂多变,形状要素对其力学特性的影响机制尚不明确。为了探究颗粒形状对砂土剪切特性的影响规律并揭示其微观机理,开展了不同颗粒形状砂土试样的室内三轴试验和离散元数值模拟试验。室内三轴试验结果表明:在孔隙比相... 天然砂土颗粒形状复杂多变,形状要素对其力学特性的影响机制尚不明确。为了探究颗粒形状对砂土剪切特性的影响规律并揭示其微观机理,开展了不同颗粒形状砂土试样的室内三轴试验和离散元数值模拟试验。室内三轴试验结果表明:在孔隙比相近的情况下,颗粒形状不规则砂土试样易发生应变硬化现象,而颗粒形状规则砂土试样易发生应变软化现象,当砂土试样形状规则程度降低时,其在应力路径q-p′曲线内的临界状态线将逆时针旋转,即形状越不规则其临界状态摩擦角增大,且其在e-logp′平面内的临界状态线将向下移动。离散点数值模拟结果表明:试样密实度相同时,试样的偏应力峰值强度、偏应力峰值应变以及超孔压峰值应变均随颗粒形状不规则程度的增大而增大;在微观参数层面,不同颗粒形状试样中颗粒间的力链分布及强力链占比、配位数和接触滑动率存在差异,这可能是造成不同试样间力学差异的原因。该研究成果可为无黏性土坡的稳定性分析、地基承载力计算提供参考。 展开更多
关键词 砂土 颗粒形状 剪切特性 三轴试验 离散元数值模拟
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