饱和细粒土固结过程的三维孔隙演化特征 被引量：11

1

作者 刘治清 宋晶 +1 位作者 杨玉双 任玉琦 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期931-940,共10页

孔隙作为软土的重要组成单元，在软土性质发生改变时其变化最直接、最明显。研究软土固结过程中孔隙演化特征，对于认识软土排水固结机制具有重要理论意义。本文对大亚湾饱和细粒土在梯度压力下的孔隙结构进行微纳米尺度定量分析：将圆... 孔隙作为软土的重要组成单元，在软土性质发生改变时其变化最直接、最明显。研究软土固结过程中孔隙演化特征，对于认识软土排水固结机制具有重要理论意义。本文对大亚湾饱和细粒土在梯度压力下的孔隙结构进行微纳米尺度定量分析：将圆柱形土样进行真空冷冻升华干燥，利用同步辐射显微CT获取分辨率1.625μm的二维切片，应用Avizo软件的灰度阈值截断法将二维切片重建三维结构，采用形态学算法对三维孔隙结构进行量化和表征。研究表明：自沉状态下超过90%孔隙的等效直径为4～10μm，只有少数孔隙的等效直径大于40μm；土样在100kPa压力作用后，大孔隙数量迅速减小，小孔隙数量迅速增加，表明初始状态下孔隙对压力最为敏感；大中孔隙容易被压缩消灭或被分裂为小微孔隙；随压力增加孔径变化趋于平缓，小孔隙和微孔隙占优势，孔隙的抗压能力与大小成反比。经梯度压力作用后土体从絮凝结构逐渐变成片叠结构，颗粒之间平行排斥，孔隙丰度逐渐减小，形状变得细长，方向趋于水平。本研究利用同步辐射显微CT技术结合三维可视化软件Avizo，建立具有真实孔隙结构特征的软土三维模型，从微纳米尺度分析了饱和细粒土的固结蠕变机理。 展开更多

关键词 饱和细粒土 同步辐射显微CT Avizo三维重构 孔隙特征

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饱和细粒土固结过程中微观结构研究 被引量：3

2

作者 李学 张鹏 宋晶 《人民长江》 北大核心 2019年第9期180-186,共7页

饱和细粒土物质组成复杂且结构尺度跨度大,受压后微观结构的变化可反映宏观力学行为。借助室内试验(压汞试验、计算机断层扫描技术)及数值模拟方法(数据约束模型),建立饱和细粒土微观结构三维模型,实现土体物质组分和尺度的初步概化与... 饱和细粒土物质组成复杂且结构尺度跨度大,受压后微观结构的变化可反映宏观力学行为。借助室内试验(压汞试验、计算机断层扫描技术)及数值模拟方法(数据约束模型),建立饱和细粒土微观结构三维模型,实现土体物质组分和尺度的初步概化与分类。并尝试从微观结构和微宏观定量联系方面解释固结压力对饱和细粒土微观结构的影响,从而探讨饱和细粒土固结时的微宏观特征,确定固结压力过渡值。目前微纳米级小尺度团聚体的定量信息无法采用其他方法获取,但采用数据约束模型分析方法可以揭示孔隙和矿物团聚体的大小和数量随压力变化的敏感性。固结压力中400kPa是压力过渡值,显示土体固结过程中孔隙收缩速度变慢,矿物团聚速度显著增加。饱和细粒土承受大于400kPa以上的压力后,孔隙和矿物连通体的多尺度组合特征变得稳定。结合土体压缩变形特征,推测饱和细粒土蠕变界限在400kPa左右,对应着土体结构破坏的临界压力。所采用的数据约束模型方法在突破微米级尺度后可实现微纳米尺度分析,可供其他工程材料研究参考。 展开更多

关键词 饱和细粒土 三维微观结构 临界压力 数据约束模型 μCT试验

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微震对饱和细粒土体渗透系数影响试验研究 被引量：1

3

作者 徐庆军 《土工基础》 2012年第4期116-118,134,共4页

饱和细粒土体在微震作用下易于产生振动液化现象,严重影响建造在该土体上公路使用功能的正常发挥。为控制施工过程中饱和细粒土的微震液化发生,基于室内外试验研究微震对土体渗透系数的影响,研究表明渗透系数随着振动次数的增加呈现先... 饱和细粒土体在微震作用下易于产生振动液化现象,严重影响建造在该土体上公路使用功能的正常发挥。为控制施工过程中饱和细粒土的微震液化发生,基于室内外试验研究微震对土体渗透系数的影响,研究表明渗透系数随着振动次数的增加呈现先减小后增大的趋势,土的粒径大小与级配和孔隙比对渗透系数的影响最大。研究结果可为饱和细粒土地区施工中控制微震液化提供一定的指导作用。 展开更多

关键词 微震 饱和细粒土 渗透系数 液化

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饱和细粒土固结的三维多尺度结构演化及微宏观性质分析 被引量：1

4

作者 李学 张鹏 宋晶 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第A01期76-83,共8页

饱和细粒土具有多物质多尺度共存的特殊性,其微观结构的形态演变是土体具有复杂工程特性的根本原因.本研究采用数据约束算法(DCM)结合多能量同步辐射X射线μCT技术,解决微观定量表征这一难题.基于物质对X射线吸收系数的差异,将土样材料... 饱和细粒土具有多物质多尺度共存的特殊性,其微观结构的形态演变是土体具有复杂工程特性的根本原因.本研究采用数据约束算法(DCM)结合多能量同步辐射X射线μCT技术,解决微观定量表征这一难题.基于物质对X射线吸收系数的差异,将土样材料分成孔隙、有机质和矿物质3个组分,进而表征了土样在不同固结压力下的物质赋存及多尺度三维结构演化特征.结果表明,饱和细粒土中孔隙与矿物质容易共存且互呈团絮状结构,弥散于土体中的有机质体积较小,多与孔隙重叠或位于孔隙与矿物团聚体交界处.当土样受压从0增加到1600 kPa时,孔隙连通程度减弱而矿物质贯通程度增强.固结压力超过400 kPa时,大孔隙连通体消失,微纳米尺度孔隙连通体开始出现.土体由大孔疏松状变成小孔密集状,微观结构变化不规律.细粒土结构的变化不仅与初始孔隙和矿物分布有关,也与固结压力有关.微宏观定量分析表明,饱和细粒土的力学特性与微纳米、纳米尺度的孔隙和矿物团聚体联系密切,这可为土体蠕变机制分析提供可行性理论和技术. 展开更多

关键词 饱和细粒土 三维结构表征 微宏观性质 数据约束模型(DCM) 多尺度结构演化

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饱和细粒土固结过程中三维微观空架结构研究 被引量：1

5

作者 李学 宋晶 +2 位作者 赵洲 李志杰 黄伟标 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A01期197-200,共4页

饱和细粒土具有典型的多尺度孔隙三维空架结构,显著影响着土体固结沉降等宏观力学特征。基于SEM及多能量同步辐射X射线μCT技术结合数据约束算法(DCM),建立饱和细粒土多尺度结构三维微观模型。研究结果表明:土样受荷时土体表面的表观孔... 饱和细粒土具有典型的多尺度孔隙三维空架结构,显著影响着土体固结沉降等宏观力学特征。基于SEM及多能量同步辐射X射线μCT技术结合数据约束算法(DCM),建立饱和细粒土多尺度结构三维微观模型。研究结果表明:土样受荷时土体表面的表观孔隙率与体积孔隙率的变化趋势基本一致,但表观孔隙率略小于体积孔隙率。800 kPa压力是土样表面表观孔隙率随压力变化的转折点,土体在800 kPa压力时其微观结构发生了显著变化,可能对应着土体骨架的蠕变变形。100 kPa土样和800 kPa土样表面的平均孔隙形状系数出现异常,100 kPa时低于均值0.32,而800 kPa时显著高于0.32,表明土体中孔隙在受压初始阶段对压力变化较敏感,而在固结后期土体结构发生变化。土样的实验孔隙率略大于由DCM计算出的体积孔隙率和DCM导出二维切片的表观孔隙率,经DCM二维切片得到的土样平均表观孔隙率在0.35~0.45范围内波动。数据约束模型突破分辨率限制,实现微纳米级颗粒的三维结构表征,同时PCAS检验数据约束模型切片数据可为计算土体孔隙率提供新途径。 展开更多

关键词 饱和细粒土 孔隙 SEM 数据约束模型 三维微观结构

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强夯法加固饱和细粒土地基的工程实践

6

作者 李占强 张国宾 《矿业科学技术》 2000年第1期36-38,共3页

目前，强夯法加固饱和细粒土地基仍处于理论探索及模拟阶段，其加固理论尚不成熟。本文通过强夯法在饱和细粒土地加固工程中的成功实践，对其加固饱和细粒土地基的机理、设计、施工、效果检验等方面作了初步探讨。

关键词 强夯法 饱和细粒土 地基处理 加固

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饱和细粒土孔隙结构定量表征

7

作者 李学 宋晶 +2 位作者 赵洲 李志杰 黄伟标 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第A02期153-156,共4页

土的物质组成多样且结构尺度跨度大,多物质成分和多尺度结构影响土体结构特征。借助室内试验及数值模拟(数据约束模型),表征饱和细粒土固结过程中多物质成分的多尺度结构,并进行三维结构定量表征,侧重探讨饱和细粒土固结过程中孔隙结构... 土的物质组成多样且结构尺度跨度大,多物质成分和多尺度结构影响土体结构特征。借助室内试验及数值模拟(数据约束模型),表征饱和细粒土固结过程中多物质成分的多尺度结构,并进行三维结构定量表征,侧重探讨饱和细粒土固结过程中孔隙结构的变化特征。研究表明,饱和细粒土受压固结的蠕变界限在400 kPa左右,对应的界限孔隙值为0.4μm(微米孔隙)。随土样受压强度增加,土体中不同尺度的孔隙及其连通体数量均发生变化:孔隙和孔隙连通体数量都先增加后减少最后趋于稳定,但变化规律并不完全一致。孔隙数量在200 kPa压力时达到峰值,而孔隙连通体数量却在400 kPa压力下达到峰值,孔隙总体积受孔隙数量和孔隙体积两个因素影响。土体固结前期主要发生大孔隙变形,大孔隙数量是影响其固结效应的重要因素。而在固结后期,微小孔隙体积是影响土体固结效应和蠕变的关键因素之一。本研究多方法结构分析在突破吹填淤泥这类饱和细粒土的结构定量分析后,有利于物质微宏观力学理论的进一步深化。 展开更多

关键词 饱和细粒土 多物质成分 多尺度结构 数据约束模型 三维表征

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强夯联合工法中碎石桩的加固机理分析 被引量：4

8

作者 杨建永 蔡美峰 《建筑技术》 北大核心 2007年第3期188-190,共3页

用强夯处理大厚度的高饱和细粒土地基一般比较困难,但用碎石桩加强夯联合工法处理该类地基,能得到很好的加固效果。碎石桩的作用机理除挤土、置换和加筋形成复合地基外,由于其颗粒粗、孔隙大、渗透性好、密度大等特点,在与强夯组成联合... 用强夯处理大厚度的高饱和细粒土地基一般比较困难,但用碎石桩加强夯联合工法处理该类地基,能得到很好的加固效果。碎石桩的作用机理除挤土、置换和加筋形成复合地基外,由于其颗粒粗、孔隙大、渗透性好、密度大等特点,在与强夯组成联合工法时,还可起重要的排水、隔振聚能和压重作用。 展开更多

关键词 碎石桩 强夯 高饱和细粒土

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碎石桩在强夯处理高饱和细粒土地基中的聚能和隔振作用 被引量：1

9

作者 杨建永 蔡美峰 《中国钨业》 CAS 北大核心 2006年第5期45-47,共3页

强夯法一般不适用于处理高饱和细粒土地基。但是,如果在该类地基中预先设置碎石桩,则能获得较好的处理效果。这是因为桩的聚能作用,减小了夯击能的传播损失,提高了每个夯坑的地基加固效果;桩的隔振作用,降低了夯击能对表层地基土的破坏... 强夯法一般不适用于处理高饱和细粒土地基。但是,如果在该类地基中预先设置碎石桩,则能获得较好的处理效果。这是因为桩的聚能作用,减小了夯击能的传播损失,提高了每个夯坑的地基加固效果;桩的隔振作用,降低了夯击能对表层地基土的破坏、松动程度;桩的压重作用,减小了夯坑周围土体的隆起。碎石桩还有很好的挤土、置换等作用,从而提高了强夯法在该类地基处理中的适用性。 展开更多

关键词 碎石桩 强夯法 高饱和细粒土 地基处理

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近饱和细粒土强夯单击瞬时地面变形估算

10

作者 王观石 龙平 +1 位作者 胡世丽 罗嗣海 《人民黄河》 CAS 北大核心 2014年第1期134-137,140,共5页

把强夯单击瞬时变形简化为侧限变形,运用Boyle定律分析孔隙气体的体积变化,根据有效加固深度、影响深度与夯沉量的关系确定孔隙气压力随深度的衰减系数,建立夯沉量计算模型,并用工程实例验证了该模型的可靠性。采用提出的单击夯沉量计... 把强夯单击瞬时变形简化为侧限变形,运用Boyle定律分析孔隙气体的体积变化,根据有效加固深度、影响深度与夯沉量的关系确定孔隙气压力随深度的衰减系数,建立夯沉量计算模型,并用工程实例验证了该模型的可靠性。采用提出的单击夯沉量计算模型,分析了夯前土体饱和度、孔隙比、夯击能对强夯加固位移模式和夯击效率的影响。采用最大孔隙比变化量和附加孔隙气压力随深度的衰减系数β描述强夯加固位移模式,结果表明:系数β与孔隙比无关,只与饱和度和夯击能有关;随着夯击能的增大,夯击效率降低。设夯击效率与夯击能曲线的最大曲率所对应的夯击能为最优夯击能,求出最优夯击能与饱和度、孔隙比的关系,结果表明:随着饱和度的增大最优夯击能减小,随着孔隙比的增大最优夯击能增大。 展开更多

关键词 强夯 近饱和细粒土 夯沉量 最优夯击能

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饱和细粒尾矿大变形固结试验在尾矿库的研究及应用 被引量：4

11

作者 吴小刚 汪斌 +1 位作者 项宏海 周玉新 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第2期53-56,共4页

基于gibson提出的大变形和非线性固结理论,描述出建立在拉格朗日坐标系下的大变形固结特征方程。结合华东某铜矿尾矿库细粒尾矿筑坝的研究项目,在对该尾矿库饱和细粒尾矿进行一系列固结试验的基础上,分析饱和细粒尾矿固结度在自重应力... 基于gibson提出的大变形和非线性固结理论,描述出建立在拉格朗日坐标系下的大变形固结特征方程。结合华东某铜矿尾矿库细粒尾矿筑坝的研究项目,在对该尾矿库饱和细粒尾矿进行一系列固结试验的基础上,分析饱和细粒尾矿固结度在自重应力下与时间因素的演化过程,分析细粒尾矿固结度与颗粒组成、分层厚度等因素变化关系;并将理论计算值与离心机试验值进行对比,论证了大变形固结理论在细粒尾矿固结变形研究方面的适用性,并将试验成果应用于实例。 展开更多

关键词 饱和细粒尾矿土 大变形固结 时间因素 尾矿坝

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