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孔隙溶液对膨胀土力学性质影响 被引量：21
1
作者 姚传芹 韦昌富 +2 位作者 马田田 陈合龙 陈火东 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S2期116-122,共7页
为研究孔隙溶液的浓度和组分对膨胀土力学性质的影响规律,对含不同浓度的Na Cl、Ca Cl_2溶液的膨胀土进行自由膨胀率试验和直剪试验。试验结果表明,随着溶液浓度的增大,自由膨胀率先快速降低,再平缓下降;浓度相同时含Na Cl溶液的膨胀土... 为研究孔隙溶液的浓度和组分对膨胀土力学性质的影响规律,对含不同浓度的Na Cl、Ca Cl_2溶液的膨胀土进行自由膨胀率试验和直剪试验。试验结果表明,随着溶液浓度的增大,自由膨胀率先快速降低,再平缓下降;浓度相同时含Na Cl溶液的膨胀土其自由膨胀率比含Ca Cl_2溶液的稍大,随着溶液浓度的增大,土样的剪切强度和黏聚力降低;溶液对内摩擦角的影响较小。分析试验结果认为,膨胀土表面具有固定的负电荷,颗粒表面会形成双电层;随着盐溶液浓度的增大,双电层厚度降低,颗粒间斥力减小,使得粒间应力增大,土颗粒沉降,降低了自由膨胀率;阳离子化学价越高,半径越大,对双电层的影响越显著,因此Ca Cl_2溶液比Na Cl溶液对自由膨胀率的影响更大。另一方面,盐溶液会改变膨胀土的结构,使其从集聚状变成絮凝状。盐溶液增大粒间应力,使膨胀土的强度增大,结构的改变会使强度降低,上述两种影响因素对强度呈相反的趋势,对该广西膨胀土,结构的作用超过了粒间应力的影响。 展开更多
关键词 膨胀土 盐溶液 自由膨胀率 剪切强度 双电层 粒间应力
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粒间应力、土骨架应力和有效应力 被引量：18
2
作者 邵龙潭 郭晓霞 郑国锋 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1478-1483,共6页
有效应力的概念和有效应力原理对于土力学具有奠基性的意义。但对于诸如"有效应力是虚拟的应力还是真实应力","有效应力方程是否需要修正"等问题在土力学界一直存有争议,尚没有形成共识。在明确有效应力就是不包含... 有效应力的概念和有效应力原理对于土力学具有奠基性的意义。但对于诸如"有效应力是虚拟的应力还是真实应力","有效应力方程是否需要修正"等问题在土力学界一直存有争议,尚没有形成共识。在明确有效应力就是不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力的基础上,由土颗粒间力的平衡分析和土骨架单元体的平衡分析得到有效应力与总应力以及孔隙流体压强关系的表达式。对于饱和土,这一表达式就是Terzaghi的有效应力方程。表明Terzaghi的有效应力是真实的物理量,具有明确的物理意义,Terzaghi的有效应力方程不需要做任何修正。文中阐明了有效应力、粒间应力和土骨架应力的物理意义及其相互关系。说明在分离考虑孔隙流体压强作用的情况下,有效应力、粒间应力和土骨架应力三者可以是一致的,即不包含孔隙水压强作用的粒间应力和土骨架应力就是有效应力。土骨架应力可以分成孔隙流体压强产生的土骨架应力和有效应力两部分,两者都对土体的变形和强度有贡献,但是作用效果不同。在孔隙流体压强作用对土体的变形和强度的贡献可以忽略的条件下,有效应力决定土的变形和强度。 展开更多
关键词 粒间应力 土骨架应力 有效应力 孔隙流体压强 有效应力方程
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物理化学效应对膨胀土收缩特性的影响机制
3
作者 马田田 于海文 +2 位作者 韦昌富 伊盼盼 姚传芹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期697-704,共8页
膨胀土由于其骨架带有较多的固定负电荷,层间存在与负电荷平衡的可交换阳离子,使得土体呈现较强的胀缩性。研究结果表明,膨胀土的胀缩性会受到孔隙溶液化学成分的影响。选用广西地区的强膨胀土作为研究对象,开展了不同浓度的NaCl溶液对... 膨胀土由于其骨架带有较多的固定负电荷,层间存在与负电荷平衡的可交换阳离子,使得土体呈现较强的胀缩性。研究结果表明,膨胀土的胀缩性会受到孔隙溶液化学成分的影响。选用广西地区的强膨胀土作为研究对象,开展了不同浓度的NaCl溶液对膨胀土土-水特征曲线和收缩曲线影响的试验研究,引入了粒间应力的概念对收缩曲线进行描述,该粒间应力考虑了渗透、毛细和吸附的影响。结果表明:孔隙盐溶液是通过渗透吸力对土-水特征曲线产生影响,对基质吸力的影响较小。土样在脱湿过程中的收缩变形是由粒间应力来控制的,类似于加压固结现象。大部分的收缩都发生在毛细阶段,为弹塑性变形;吸附阶段的收缩较少,为弹性变形。通过识别压缩曲线上的弹塑性分界点可以得出毛细和吸附作用的分界点,该分界点与独立测量的不同密实度下的持水曲线结果一致。结果表明,粒间应力能够更好地描述膨胀土的化学-力学行为,特别是在低含水率条件下。 展开更多
关键词 膨胀土 土-水特征曲线 收缩曲线 孔隙盐溶液 粒间应力
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阳离子交换量和盐溶液浓度对膨润土膨胀变形的影响 被引量：1
4
作者 于海文 马田田 +1 位作者 韦昌富 郝丰富 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2603-2610,共8页
膨润土遇水产生的膨胀变形以及膨胀力是由于颗粒间的斥力引起的,而该斥力大小与土体的固定负电荷密度(采用阳离子交换量CEC来表征)以及孔隙溶液的浓度有关,已有的对膨润土膨胀变形研究多针对孔隙溶液而非土体的阳离子交换量。现以钠基... 膨润土遇水产生的膨胀变形以及膨胀力是由于颗粒间的斥力引起的,而该斥力大小与土体的固定负电荷密度(采用阳离子交换量CEC来表征)以及孔隙溶液的浓度有关,已有的对膨润土膨胀变形研究多针对孔隙溶液而非土体的阳离子交换量。现以钠基膨润土为研究对象,采用Li+固定法来控制膨润土的固定负电荷密度,以达到降低膨润土阳离子交换量的目的,再采用Li Cl为盐溶液,获得了上述不同阳离子交换量的膨润土在不同浓度的盐溶液作用下的膨胀指数。结果表明:随着溶液浓度升高,土样的膨胀指数降低;当浓度小于1 mol/L时,下降较为显著,之后则缓慢降低;随着阳离子交换量的减少,土样的膨胀指数也呈降低趋势。这是因为土颗粒的阳离子交换量和溶液浓度是影响土样与孔隙溶液物理化学作用的决定性因素,阳离子交换量越小,浓度越高,土颗粒之间的斥力降低,土样的膨胀指数则会降低。采用考虑颗粒间物理化学作用的粒间应力来描述试验结果,表明对于该种膨润土来说,不同阳离子交换量以及不同盐溶液作用下的回弹变形和回弹应力几乎在一条曲线上,这也进一步验证了粒间应力在膨胀土模拟中的有效性和适用性。 展开更多
关键词 减电荷膨润土 Hofmann-Klemen效应 盐溶液 膨胀指数 粒间应力
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饱和黏土平均粒间应力的确定方法 被引量：3
5
作者 杨德欢 颜荣涛 +2 位作者 韦昌富 潘雪瑛 张芹 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2075-2084,共10页
粒间作用力是控制土体强度和压缩特性的重要参量,但由于黏土中矿物颗粒与孔隙水间存在复杂的物理化学作用,其粒间应力及其变化规律一直无法确定。对泥浆重塑样在不同水化学条件下进行了一系列黏土一维侧限压缩试验,探讨不同浓度的NaCl... 粒间作用力是控制土体强度和压缩特性的重要参量,但由于黏土中矿物颗粒与孔隙水间存在复杂的物理化学作用,其粒间应力及其变化规律一直无法确定。对泥浆重塑样在不同水化学条件下进行了一系列黏土一维侧限压缩试验,探讨不同浓度的NaCl溶液对饱和黏土压缩过程的影响,并确定土中粒间应力的大小及其变化规律。结果表明:同一级固结应力作用下,随替换溶液浓度的增加渗透固结变形量增大;对于相同浓度的孔隙溶液,固结应力越大,相应的渗透固结变形量越小。根据太沙基有效应力原理,提出了一种利用渗透固结变形来计算平均粒间应力的方法,在此基础上确立了粒间应力(或广义渗透压力)相对变化量与浓度和孔隙比之间的定量关系。该研究提供了一种简单有效的确定饱和黏土粒间应力的方法,为今后校正和验证多场耦合下土本构理论模型奠定基础。 展开更多
关键词 黏土 物理化学作用 粒间应力 渗透固结 广义渗透压力
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关于由抽水或灌水引起的隔水层的一维固结问题 被引量：2
6
作者 任福尧 苏河源 《上海国土资源》 1981年第2期44-55,共12页
在总结以往大量的野外实测资料和室内试验资料的基础上,〈抽、灌水作用下上海土层变形特征的探讨〉一文,已阐明了地下水位的升降变化是导致上海地面沉降或回弹的主要原因,并已分析了上海市区各土层的变形的基本特征,本文将从理论上进一... 在总结以往大量的野外实测资料和室内试验资料的基础上,〈抽、灌水作用下上海土层变形特征的探讨〉一文,已阐明了地下水位的升降变化是导致上海地面沉降或回弹的主要原因,并已分析了上海市区各土层的变形的基本特征,本文将从理论上进一步研究因抽、灌水而引起的地面沉降或回弹的机理及其过程,本文分析了由抽、灌水而引起的地面沉降或回弹的一维固结问题,指出了因抽、灌水而引起的地面沉降回弹的机理及其发展过程,给出了沉降量的计算公式,所得结果与实测的结果基本相符。 展开更多
关键词 一维固结 粒间应力 孔隙水压力 沉降机理 野外实测 土性参数 有效应力原理 室内试验 计算公式 定解条件
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相山火山碎屑岩中粒间应力效应迹象 被引量：2
7
作者 尹宗烈 薛振华 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期50-55,T001,共7页
利用显微粒间应力效应迹象分析方法,发现相山火山岩中广泛而强烈地发生过机械压实作用。所谓“碰撞斑晶破碎”是粒间压应力汇集的结果。因而岩石的成岩作用是在压应力场中进行,属于火山碎屑堆积的产物,应将其归属于火山凝灰岩类。该凝... 利用显微粒间应力效应迹象分析方法,发现相山火山岩中广泛而强烈地发生过机械压实作用。所谓“碰撞斑晶破碎”是粒间压应力汇集的结果。因而岩石的成岩作用是在压应力场中进行,属于火山碎屑堆积的产物,应将其归属于火山凝灰岩类。该凝灰岩在成岩后又遭受热变质作用,发生明显的重结晶,使岩石目前产生了一些非标型特征。 展开更多
关键词 火山碎屑岩 粒间应力 熔岩 重结晶
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不同水化学环境条件下吹填土的自重固结特性
8
作者 雷华阳 章纬地 +2 位作者 薄钰 王磊 王鹏 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期3049-3057,共9页
为了研究不同水化学环境对吹填土的自重沉降的影响,采用室内量筒试验测量不同水化学环境下吹填土的沉降量和沉降速率,并利用滴定试验测定沉降结束后上清液离子含量的变化,探究不同水化学环境对吹填土自重固结的影响规律及微观机制。研... 为了研究不同水化学环境对吹填土的自重沉降的影响,采用室内量筒试验测量不同水化学环境下吹填土的沉降量和沉降速率,并利用滴定试验测定沉降结束后上清液离子含量的变化,探究不同水化学环境对吹填土自重固结的影响规律及微观机制。研究结果表明:碱性(pH=10)环境和酸性(pH=2)环境均能在固结沉降前期有效提高吹填土的沉降速率,然而最终沉降量会随着pH值的增大而逐渐减小;随着Ca^(2+)含量的增加,在酸性和中性环境下,吹填土的沉降量和沉降速率逐渐增大;在碱性环境下,吹填土的沉降量和沉降速率呈现出先增加后降低并趋于稳定的变化趋势。研究结果对于实现吹填土的快速沉降处理具有指导意义。 展开更多
关键词 土力学 吹填土 固结沉降 pH值 Ca^(2+)含量 沉降机制 粒间应力
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非饱和土平均粒间应力的计算及应用 被引量：3
9
作者 宋朝阳 赵成刚 +1 位作者 韦昌富 马田田 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2665-2674,共10页
土体各相之间物理化学作用对环境及能源等岩土工程都有重要影响,有效应力原理是解决上述问题最重要的理论。而目前的有效应力表达式无法描述由于物理化学作用引起的土颗粒间接触应力的变化。针对上述问题,最近提出了一个平均粒间应力表... 土体各相之间物理化学作用对环境及能源等岩土工程都有重要影响,有效应力原理是解决上述问题最重要的理论。而目前的有效应力表达式无法描述由于物理化学作用引起的土颗粒间接触应力的变化。针对上述问题,最近提出了一个平均粒间应力表达式可以表述非饱和土内部的物理化学作用。为了实现该平均粒间应力的定量化计算并验证其稳定性和有效性,首先阐述了平均粒间应力表达式中各部分的物理意义。通过参数分析,得到了平均粒间应力各部分随含水率和孔隙盐溶液浓度的变化规律。推导出了表面力势中表征固液界面相互作用部分的计算公式,实现了平均粒间应力的定量计算。计算了临界状态时的非饱和土平均粒间应力,并应用平均粒间应力对非饱和土化学力学加载试验进行模拟。结果表明,临界状态时平均粒间应力与剪切强度具有唯一关系,应用平均粒间应力的计算结果与试验结果符合较好,验证了平均粒间应力公式的稳定性和有效性。 展开更多
关键词 非饱和土 物理化学效应 平均粒间应力 表面力势
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