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基于核磁共振技术的贵阳红黏土剪切全过程孔隙演变规律研究 被引量：9
1
作者 杨国生 左双英 +2 位作者 莫云川 张亚彬 李加华 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第5期1320-1330,共11页
为研究常规三轴压缩条件下贵阳红黏土剪切全过程孔隙结构的演化规律,探讨分析贵阳红黏土细-微观结构形态变化,揭示贵阳红黏土宏观破坏形态与细-微观结构变化的关联性。采用全自动三轴仪、低场核磁共振技术以及SEM扫描电镜对贵阳红黏土... 为研究常规三轴压缩条件下贵阳红黏土剪切全过程孔隙结构的演化规律,探讨分析贵阳红黏土细-微观结构形态变化,揭示贵阳红黏土宏观破坏形态与细-微观结构变化的关联性。采用全自动三轴仪、低场核磁共振技术以及SEM扫描电镜对贵阳红黏土开展全过程剪切测试,并结合颗粒(孔隙)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS)对剪切前后的试样进行分析。研究结果表明:贵阳红黏土T2谱图呈现出3种峰型,分别对应大孔隙、中孔隙以及小孔隙;荷载作用下贵阳红黏土试样的变形破坏主要以内部颗粒之间相对位置的调整为主,孔隙体积整体表现为减小;随着应力的增加,红黏土逐渐形成肉眼可见的弧形小褶皱,大尺度孔隙逐渐向小尺度的孔隙发展,小孔隙数量逐渐增加,大-中孔隙数量逐渐减少,孔隙方向越来越混乱;当小褶皱逐渐扩展、贯通形成大的滑移面,孔隙形态表现出短暂的方向性,之后滑移面的压密将使小孔隙数量减少,大-中孔隙数量增加;在整个剪切过程中,贵阳红黏土孔隙形态逐渐趋于相似,孔隙边界趋于复杂。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 核磁共振技术 扫描电镜 宏观形态 孔隙结构
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贵阳红黏土的应力-应变软化模型及参数研究 被引量：7
2
作者 赵蕊 左双英 孙志强 《地下空间与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期1258-1265,共8页
通过对不同含水量和不同围压下的贵阳红黏土进行三轴固结不排水试验,系统地研究了贵阳红黏土的软化特性及孔隙水压力的变化规律。试验结果表明:贵阳红黏土破坏形态具有明显的剪切带;应力-应变曲线出现了带有驼峰的应变软化现象,固结过... 通过对不同含水量和不同围压下的贵阳红黏土进行三轴固结不排水试验,系统地研究了贵阳红黏土的软化特性及孔隙水压力的变化规律。试验结果表明:贵阳红黏土破坏形态具有明显的剪切带;应力-应变曲线出现了带有驼峰的应变软化现象,固结过程中孔隙水压力与时间呈指数函数关系,剪切过程中孔隙水压力与轴向应变呈双曲线型。研究认为,土体的结构屈服应力和固结不排水试验中产生的孔隙水压力是造成贵阳红黏土软化的主要因素。根据沈珠江、张尔齐等人的软化模型,对贵阳红黏土进行拟合,求解模型参数及置信区间,为贵阳红黏土进一步的数学模型建立提供理论基础。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 孔隙水压力 应力-应变软化模型 模型参数 置信区间
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不同分散方法对贵阳红黏土分散性的影响机理 被引量：4
3
作者 蒲泉 吴道勇 +2 位作者 左双英 张彦召 杨冲 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2020年第8期126-130,136,共6页
为准确测试贵阳红黏土在不同介质环境的分散状况,同时考虑贵阳红黏土特殊的微观结构对粒度分布的影响,分别采用机械研磨法、超声波法和化学分散法分散后进行粒度分析试验,研究贵阳红黏土粒度分布规律及形成原因。试验表明:利用化学试剂... 为准确测试贵阳红黏土在不同介质环境的分散状况,同时考虑贵阳红黏土特殊的微观结构对粒度分布的影响,分别采用机械研磨法、超声波法和化学分散法分散后进行粒度分析试验,研究贵阳红黏土粒度分布规律及形成原因。试验表明:利用化学试剂作为土体颗粒分散剂较机械研磨和超声波对土体颗粒分散效果明显提高。进一步采用5种化学试剂对贵阳红黏土进行颗粒分散,发现六偏磷酸钠作为一种强碱弱酸盐取得最佳分散效果,最后以浓度、温度及试剂量为影响因子,找出最适宜贵阳红黏土的分散条件。结果表明六偏磷酸钠溶液在浓度为2%、剂量为10~15 mL和温度控制在40℃左右时分散效果最优。在上述试验基础上,进一步研究贵阳红黏土分散机理,认为贵阳红黏土微观结构单元间通过游离氧化铁接触和填充形成特殊的空间结构形式——胶结粒团,游离氧化铁自身活性强,易受环境条件变化发生不同程度水解变化,影响胶粒集团的牢固程度,是土体表现出不同分散性的关键因素。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 颗粒分布 微观结构 化学分散 游离氧化铁
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贵阳红黏土介-微观结构对力学特性影响试验研究 被引量：4
4
作者 张彦召 左双英 李雨霏 《水利水电技术》 北大核心 2019年第1期36-42,共7页
为阐明贵阳红黏土宏观力学强度与变形特性的介-微观机理,同时考虑不同围压、不同干密度下贵阳重塑红黏土宏观力学特性之间的差异,通过不固结不排水三轴剪切试验、N2吸附测试及电镜扫描(SEM)测试,研究了原状和重塑土样因颗粒形态、孔隙... 为阐明贵阳红黏土宏观力学强度与变形特性的介-微观机理,同时考虑不同围压、不同干密度下贵阳重塑红黏土宏观力学特性之间的差异,通过不固结不排水三轴剪切试验、N2吸附测试及电镜扫描(SEM)测试,研究了原状和重塑土样因颗粒形态、孔隙结构与分布等不同所产生的宏观力学特性之间的差异。试验结果表明:不固结不排水三轴剪切试验条件下贵阳红黏土原状样应力-应变曲线表现出具有驼峰状的应变软化特性;重塑样则呈现出明显的应变硬化现象。随着干密度的增加,一定围压下重塑样强度曲线硬化现象加强;随围压增加,强度不断增强。原状和重塑土样氮气吸附-脱附等温曲线均表现出明显的Ⅳ型、H3滞后环,曲线整体均呈反"S"型。不过,在平均孔径、比表面积、总孔容积等指标上有差异,反映出原状样孔隙主要由中大孔构成,含部分微小孔;经重塑后大孔和微孔有所减少,介孔呈增多趋势。扫描电镜(SEM)下原状样较重塑样介-微观结构更加复杂,介-微观结构形态参数更加优化,表现出明显的原生结构、更强的力学强度。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 介-微观结构 宏观力学特性 内部作用机理 PCAS岩土体结构识别 多层饱和吸附状态 弱膨胀土
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贵阳红黏土轴向循环加卸载强度与变形特性试验研究
5
作者 张清 左双英 +2 位作者 杨国生 吴道勇 袁霄 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期1061-1071,共11页
为了探究循环加卸载作用下贵阳红黏土宏观力学特性,采用固结不排水剪三轴试验,分析含水率、围压、应力路径对贵阳红黏土强度及变形性质的影响,研究循环荷载作用下土体受损程度的表征方法。研究结果表明:循环加卸载过程中红黏土存在后继... 为了探究循环加卸载作用下贵阳红黏土宏观力学特性,采用固结不排水剪三轴试验,分析含水率、围压、应力路径对贵阳红黏土强度及变形性质的影响,研究循环荷载作用下土体受损程度的表征方法。研究结果表明:循环加卸载过程中红黏土存在后继压密与小幅回弹特性,随着围压的升高、含水率的降低,后继压密阶段更加明显,峰值强度呈明显的上升趋势。相同围压条件下孔压达到峰值状态时存在一临界应变点,此点之前孔压循环曲线不能形成滞回环,之后随循环荷载呈滞回环式平稳消散。循环荷载作用下试样小孔增多,有利于摩擦强度的发挥,但孔隙水压力增大使得有效黏聚力减小。加卸载模量随着应变的增大呈减小趋势,表现出明显的损伤特性,损伤系数最终分布在0.80~0.95。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 轴向循环加卸载 弹塑性特性 损伤系数 路基压实
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贵阳既有地基红黏土蠕变特性试验研究 被引量：2
6
作者 张瑶丹 沙运斌 +2 位作者 陈筠 高彬 邬忠虎 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期627-634,共8页
为了准确地掌握喀斯特发育地区岩溶作用对红黏土的结构影响,以及红黏土地基的蠕变特性,以贵州铝厂既有地基红黏土为研究对象,采用分别加载法进行了室内单轴蠕变固结试验和三轴蠕变试验,建立单轴蠕变经验方程以及Singh-Mitchell模型。结... 为了准确地掌握喀斯特发育地区岩溶作用对红黏土的结构影响,以及红黏土地基的蠕变特性,以贵州铝厂既有地基红黏土为研究对象,采用分别加载法进行了室内单轴蠕变固结试验和三轴蠕变试验,建立单轴蠕变经验方程以及Singh-Mitchell模型。结果表明:贵州铝厂红黏土的单向固结有线性规律,表现在t/ε和t存在高度的线性相关性,其单向固结经验方程中的一个参数b可用于预测试样在单向固结下的最终沉降量。所建立的Singh-Mitchell三参数的蠕变模型较好表达了试验土体在25%~100%偏应力水平范围内的应力-应变-时间三者的关系特性。同时,SEM图片表明随着竖向压力不断地增大,单轴固结试验下该红黏土的孔隙面积和微观颗粒数减小,颗粒面积变大,三维孔隙率增加,说明能用孔隙变化的微观规律来反映宏观现象。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 蠕变试验 单轴蠕变经验方程 Singh-Mitchell模型 微观分析 三维孔隙率
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贵阳红黏土介-微观结构分形特征研究 被引量：1
7
作者 左双英 张彦召 +1 位作者 赵蕊 张静 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期122-129,共8页
为揭示贵阳红黏土介-微观结构分形特征和准确预测其宏观物理力学特性,通过对组成贵阳红黏土的颗粒和孔隙分别进行粒度分析和吸附测试,研究其颗粒和孔隙分形特征,并采用岩土体多孔介质分形模型合理预测孔隙率等宏观物理力学特性.研究结... 为揭示贵阳红黏土介-微观结构分形特征和准确预测其宏观物理力学特性,通过对组成贵阳红黏土的颗粒和孔隙分别进行粒度分析和吸附测试,研究其颗粒和孔隙分形特征,并采用岩土体多孔介质分形模型合理预测孔隙率等宏观物理力学特性.研究结果表明:贵阳红黏土颗粒和孔隙分布均具有分维性,通过对比分析贵阳红黏土颗粒质量分维和体积分维,并考虑介-微观结构的影响,取其颗粒分维数为2.83;基于N2吸附-脱附等温曲线,采用FHH模型和Pfeifer等理论求解出贵阳红黏土孔隙分维数为2.65,同时通过SEM图像定量计算出孔隙结构特征的量化参数与理论计算结果基本一致;采用Rieu和Sposito基于假想的团聚体模型和分形理论推导的土体孔隙率公式,结合贵阳红黏土基本物理力学试验,实现了对贵阳红黏土孔隙率的合理预测;结合不同干密度下贵阳红黏土三轴剪切试验结果,较好的分析了贵阳红黏土颗粒和孔隙分布分维特征及对初始干密度和宏观力学强度的影响. 展开更多
关键词 地质工程 贵阳红黏土 介-微观结构 分形特征 粒度分析 吸附测试
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不同应力路径下贵阳红黏土固结不排水试验及微观机理研究
8
作者 杨国生 左双英 +4 位作者 莫云川 刘小川 杨浩 钱鸿森 张彦召 《贵州科学》 2019年第3期74-77,92,共5页
为揭示贵阳红黏土不同应力路径、固结不排水试验条件下宏观力学特性及微观作用机理,通过分别施加300 kPa、400 kPa、500 kPa不同围压,在增 P、减P、等P 加载路径下,研究其应力-应变关系。结合SEM电镜扫描测试结果,分析了贵阳红黏土颗粒... 为揭示贵阳红黏土不同应力路径、固结不排水试验条件下宏观力学特性及微观作用机理,通过分别施加300 kPa、400 kPa、500 kPa不同围压,在增 P、减P、等P 加载路径下,研究其应力-应变关系。结合SEM电镜扫描测试结果,分析了贵阳红黏土颗粒形态和孔隙结构等对宏观力学特性的影响规律。研究结果表明:三种应力路径下贵阳红黏土的应力-应变关系不同,应变速率也具有较大差异,但均表现出不同程度的应变软化现象。不同围压下,红黏土发生剪切破坏的峰值应力与围压呈正相关关系。SEM扫描电镜下,贵阳红黏土内部为片状黏土矿物、少量针状分散矿物及微小不定形物质,按一定的分布规律,进行接触、联结与排列组合形成特殊的微观结构,直接影响着宏观力学特性。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 不同应力路径 固结不排水试验 宏观力学特性 微观机理
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贵阳不同母岩风化红黏土物理力学性质差异研究
9
作者 谢延江 王中美 +2 位作者 孙乾征 杨洲 付海 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期98-106,共9页
为查明贵阳不同碳酸盐母岩风化红黏土物理力学性质差异原因,取贵阳市不同碳酸盐母岩风化的原状红黏土样品6份,进行固结不排水剪(CU)、无侧限抗压强度(QU)、固结压缩、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电子扫描显微镜(SEM)、能谱扫... 为查明贵阳不同碳酸盐母岩风化红黏土物理力学性质差异原因,取贵阳市不同碳酸盐母岩风化的原状红黏土样品6份,进行固结不排水剪(CU)、无侧限抗压强度(QU)、固结压缩、X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、电子扫描显微镜(SEM)、能谱扫描(EDS)、颗粒分析等试验研究。结果表明:两种红黏土(粒径大于250μm)的体积分数具有明显差异,且灰岩风化红黏土中含有铁橄榄石,不含绿泥石,白云岩风化红黏土与之相反;两种红黏土的微观结构、排列方式和孔隙类型具有明显差异;物理性质指标除相对体积质量外,其余指标都是灰岩风化红黏土的大于白云岩风化红黏土的;灰岩风化红黏土的压缩性小于白云岩风化红黏土的,但灰岩风化红黏土的抗剪强度和抗压强度都大于白云岩风化红黏土的,尤其在含水率35%和55%时最为明显。研究结果可为今后红黏土的改性加固研究及工程建设提供依据和指导。 展开更多
关键词 贵阳红黏土 物质组成 微观结构 物理性质 力学性质 差异
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不同含水比贵阳原状红黏土CU三轴试验研究 被引量：6
10
作者 穆锐 黄质宏 +3 位作者 郭建强 浦少云 穆林杉 任学彬 《水利水电技术》 北大核心 2019年第7期189-194,共6页
为研究贵阳地区原状红黏土在CU三轴试验下的力学性质,采取原状土试样制备的方法,得到三种不同含水比的原状红黏土试样,进行CU三轴试验。试验得到了贵阳原状红黏土在不同围压、不同含水比下的应力-应变关系、破坏形式以及孔隙压力变化规... 为研究贵阳地区原状红黏土在CU三轴试验下的力学性质,采取原状土试样制备的方法,得到三种不同含水比的原状红黏土试样,进行CU三轴试验。试验得到了贵阳原状红黏土在不同围压、不同含水比下的应力-应变关系、破坏形式以及孔隙压力变化规律,采用Mohr-Coulomb准则和规范法得到抗剪强度指标且分析了含水比对抗剪强度指标的影响。研究结果表明:(1)贵阳原状红黏土的应力-应变关系、孔隙压力均出现“驼峰型”软化特性,且围压越低、含水比越低,软化现象越明显,但也有少部分试样表现出微弱的硬化特征;(2)CU三轴试验中,随含水比的减小、围压的增大,贵阳原状红黏土试样的破坏形态由剪切破坏转变为鼓状破坏;(3)抗剪强度指标与含水比呈线性趋势变化,其中内摩擦角与含水比呈正相关,黏聚力与含水比呈负相关。 展开更多
关键词 贵阳原状红黏土 含水比 CU三轴试验 应力-应变关系 孔隙压力 抗剪强度指标
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