干湿-冻融循环下土体开裂、孔隙结构与水热响应的相互作用
针对干湿-冻融循环下土体开裂、孔隙结构与水热响应的相互作用开展研究,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。研究由 Yao Wei、Chao-Sheng Tang 等完成,聚焦循环过程中开裂、孔隙结构与水热响应的关联机制。
针对干湿-冻融循环下土体开裂、孔隙结构与水热响应的相互作用开展研究,成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷。研究由 Yao Wei、Chao-Sheng Tang 等完成,聚焦循环过程中开裂、孔隙结构与水热响应的关联机制。
针对洁净砂在循环简单剪切试验(CSST)中的液化行为与循环响应,研究了粒径的影响。成果发表于 Engineering Geology 第374卷,作者为 Mehrdad Biabani、Yazdan Shams Maleki 与 Jahangir Khazaei。
针对 FEBEX 膨润土的均质化行为研究发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Kun-peng Li、María Victoria Villar 与 Yong-gui Chen。
针对蒙脱石水化过程中的阶梯状结晶膨胀,研究考察了层间阳离子的影响并揭示其作用机制。成果发表于 Engineering Geology 第 374 卷,作者为 Zhifei Hu、Weimin Ye 等。
针对红黏土,研究从离子演化角度揭示活性氧化镁生物碳化稳定机理,并以土壤电导率作为离子变化的表征手段。
针对软盐渍黏土沉积物的电渗脱水,建立了二维电–水–化学耦合模型,用以刻画水–电–化学过程对脱水效果的控制作用。模型由Qianli Zheng、An Deng与Mark Jaksa完成,刊于Engineering Geology第374卷。
基于全球280组污染场地数据,Cd、Pb、Zn、Cu检出率较高且浓度差异显著,Cd与Zn相关性最高(0.94),Pb与Zn、Cd分别为0.73和0.63,指示相似污染来源与迁移富集过程。分子动力学模拟显示Pb与蒙脱石相互作用能增长最显著,归因于其较小水合半径和较强极化能力,更易与蒙脱石表面结合形成稳定结合物。
研究采用糊化木薯粉改良黄土,通过变水头渗透试验、土-水特征曲线测试、压汞实验和扫描电镜观察,评估80%、85%、95%三种压实度下改良土的渗透性能与孔隙结构。结果表明,80%压实度改良土的饱和渗透系数为1.35×10⁻⁶ cm·s⁻¹,较素黄土降低两个数量级以上,且优于95%压实度素土,可减少防渗工程对高压实度的依赖。
推荐理由:研究用糊化木薯粉改良黄土,在80%压实度下把饱和渗透系数降低两个数量级,为低能耗防渗提供可迁移思路。
以华能正宁电厂二期场地4.0~34.0m深厚层黄土为对象,研究先按单线法测定原状土样自重湿陷系数,再对传统固结仪加装振动荷载装置测得振动作用下的附加湿陷系数并计算湿陷量。结果显示各黄土土层自重叠加振动湿陷量与自重湿陷量之比为1.1~2.2倍,土层总湿陷量为自重湿陷量的1.6倍,可为有工程振动的黄土场地湿陷性评价提供参考。
推荐理由:通过加装振动荷载的固结仪测得附加湿陷系数,给出振动作用下黄土湿陷量可达自重湿陷量1.6倍的实测依据。
针对高放废物处置库接缝密封用纳米改性膨润土浆液,在25℃、45℃、65℃、85℃下开展干燥试验,纳米膨润土质量分数为10%、15%、20%。随温度升高浆液表层结皮硬化,蒸发速率曲线由单峰转为双峰;随纳米膨润土含量增加裂隙密度单调递减。综合蒸发速率与裂隙密度评价,10%质量分数纳米膨润土改性浆液抗干缩特性最佳。
研究通过 pH 3~13 的崩解试验,结合 Zeta 电位、激光粒度分析与扫描电镜,揭示酸碱变化对花岗岩残积土崩解行为的影响规律与微观机理。崩解模式分为线性型(pH=3~11)与反 L 两阶段线性型(pH=12~13),崩解曲线斜率可作为抗崩解能力的定量指标。
推荐理由:通过宽 pH 崩解试验与微观测试,给出不同酸碱环境下花岗岩残积土抗崩解能力的差异及机理,可供边坡浅层防护与化学改良参考。
基于长春市中心城区2~20m埋深1051个黏性土样本的勘察数据构建结构方程模型(SEM),拟合良好(CFI=0.991、TLI=0.954),液性指数IL是调控压缩系数a、黏聚力c与内摩擦角正切值tanφ的核心物理指标,与a显著正相关、与c及tanφ显著负相关。
不排水动三轴试验表明,循环动应力越大桂林饱和重塑红黏土软化指数发展越快,提高压实度与有效围压均可抑制软化,固结比存在临界值。基于轴向应变、软化指数与超静孔隙水压力综合判定,应变拐点作为破坏标准比传统定值应变更合理。据此建立的非单调、非对称经验软化模型经试验验证具有普适性与准确性。
针对济南百泉岩溶泉域,研究耦合水化学分析、熵权水质指数(EWQI)、Monte Carlo 健康风险评估、MODFLOW–MT3DMS 溶质运移模拟与多元聚类,识别水化学特征与硝酸盐风险热点。
研究以黄土高原近期发生的北郭黄土落水洞—滑坡灾害链(SLDC)为例,结合现场调查、GIS 空间分析、室内试验与物理模型试验,分析其时空演化特征及落水洞崩解与湿陷对灾害链发展的控制作用。
推荐理由:以黄土高原北郭灾害链为例,用现场调查、室内试验与物理模型拆解黄土落水洞如何触发并放大滑坡。
研究以2023年Ms 6.2积石山地震触发的Zhongchuan流滑为原型,开展逐级增强地震荷载的振动台试验,研究黄土缓坡失稳的启动与演化机制。结果显示缓坡加速度放大具有地层依赖性,显著放大出现在饱和黄土层上部与坡面;超孔隙水压力优先在饱和黄土层内累积,随地震强度由局部区域发展为连续高压带,反映液化的渐进发展。
推荐理由:以2023年积石山地震中川流滑为原型,用振动台试验揭示饱和黄土缓坡液化的层位放大与孔压带演化过程。
一项发表于 Rock Mechanics and Rock Engineering 的研究用Leeb回弹硬度(HL)估算完整岩样的单轴抗压强度(UCS),分析了23种岩类共168个NX直径岩芯,其中13种为熔结凝灰岩。
推荐理由:基于168个岩芯的试验数据,给出用Leeb硬度与干密度估算单轴抗压强度的实用图表,并说明其对软弱火山碎屑岩的优势。
针对非饱和膨胀土在单向冻结条件下的水热过程与冻胀特性开展研究,揭示了冻结过程中水分迁移与温度场的变化规律。研究阐明了冻胀发展与水热耦合作用的关系,为膨胀土地区工程冻害防治提供依据。
针对红黏土裂隙淤堵对污染物运移的影响,开展了试验研究并建立模型。研究考察了裂隙淤堵条件下红黏土中污染物的运移规律,并通过模型对试验结果进行模拟分析。
敦煌石窟半胶结砾岩在0.6%、1.2%、1.8%、2.4% Na₂SO₄循环结晶试验中呈现明显浓度依赖劣化:1.8~2.4%为敏感浓度区间,孔隙网络加速演化、砾石-基质界面脱粘、裂纹汇聚,P波速度与三点弯曲峰值荷载显著下降。CT孔隙网络分析表明孔喉比与力学劣化密切相关,可作为劣化判据。劣化以结晶物理损伤为主,次生石膏仅造成局部矿物蚀变与界面弱化。
挪威科技大学岩石力学实验室用GCTS RTR-4000三轴试验系统,对取自瑞典哥德堡Bratterås两个钻孔的45 mm花岗闪长岩芯单节理试样开展静水与差动三轴试验,测定了节理的抗剪强度、剪切刚度和法向刚度。
推荐理由:研究用三轴试验同时测定天然节理的抗剪强度、剪切刚度与法向刚度,并给出与Patton准则的参数换算关系。
将水力加载装置与 SHPB 系统集成,对白砂岩试样在渗流压力与围压同步作用下开展动态压缩试验,发现动态抗压强度具有显著率依赖性,且渗流压力越高动态抗压强度越低。应力-应变分析显示弹性模量随渗流压力升高而降低、但基本不随加载速率变化,破坏应变在耦合加载下无明显规律;渗流压力增大促进能量耗散,尤其在屈服后变形阶段。
研究提出能量等效卸载模量框架,用单轴分级循环加卸载试验建立归一化应力相关模量,再用于单轴单调压缩试验的能量分解,消除了基于固定卸载模量的传统算法在多孔岩石初始压密段出现的非物理负耗散误差。
推荐理由:针对多孔礁灰岩提出变卸载模量能量分解方法,消除初始压密段的负耗散误差,为能量法评价礁灰岩损伤提供可迁移做法。
提出一种基于原位CPT的滨海细粒土应力松弛评估方法。该方法利用CPT数据识别细粒土的应力松弛特征,为沿海地区细粒土工程特性评价提供依据。
针对填埋场生物采矿产物提出一套按类别分级的增值利用方法,用于基础设施工程。方法以ASTM D2974、ASTM D5550等试验表征含水率、有机质与总有机碳,并关联细粒含量对剪切强度与刚度的影响。该框架面向填埋开采土壤类组分(LFMSF)在土方填筑等岩土用途中的分类处置。
纯固废基流态固化土在CO₂条件下的力学性能与碳化特性研究显示,碳化会改变固化土的力学表现。研究涉及CO₂浓度、相对湿度等对碳化进程的影响,并引用DBJ51/T188-2022《预拌流态固化土工程应用技术标准》作为工程应用依据。
针对压实黏性土在干燥过程中的崩解特性,研究了土体微观结构对其的影响。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,作者为 Xu Cui、Qing Cheng、Chao-Sheng Tang 等。
针对黄河三角洲粉土,建立了一个描述应力松弛的黏弹性模型,并利用静力触探(CPT)测试数据进行预应变预测。该模型将粉土的应力松弛行为与CPT响应联系起来,为三角洲地区粉土地层的预应变评估提供了方法。
研究提出利用分布式温度传感(DTS)同步测定土体热物性的方法,可在一次测试中同时获取多项热物性参数。该方法为岩土体热物性的现场连续测量提供了新途径。
针对土中埋设光纤电缆的分布式应变传感,采用数值方法研究了电缆-土界面行为。研究由 Li、Zhu、Zhu、Tan 与 Yin 开展,成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期。
这篇综述系统梳理了离散元方法(DEM)中用于非饱和颗粒土的毛细力模型。文章由 Umair Ali 等人完成,发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第 18 卷第 10 期,聚焦毛细力在颗粒尺度上的表征方式及其在 DEM 模拟中的应用。
针对生物炭改性固化疏浚淤泥,研究其力学行为与损伤破坏特征。发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期,由 Qianshen Ding、Hongkun Ning、Xin Chen、Jiangshan Li、Jun Wang、Chuanbo Sun、Kaikai Wang 完成。
一种改进型光纤布拉格光栅(FBG)固结环被用于在一维土体压缩试验中测量侧向应变与应力。该装置针对常规固结环无法直接获取侧向变形与侧向应力的不足,将FBG传感元件集成于固结环上。相关成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering 第18卷第10期。
针对砂土加固,试验研究了电场增强酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)注浆的效果。通过室内试验对比电场辅助与常规EICP注浆的加固表现,评估其对砂土强度的提升作用。
针对残留发泡剂影响盾构泥浆脱水的问题,研究揭示了其作用机理并提出了脱水效率提升方法。成果发表于 Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering,为盾构泥浆减量化处理提供依据。
研究利用电阻率法评价MICP处理花岗岩残积土的持水性与透气性,通过电阻率与土水特征曲线、相对透气系数的对应关系建立无损评价途径。MICP处理改变土体孔隙结构与导电性,电阻率变化可反映持水能力和透气性的改变。该方法为生物胶结土的水力-气体性能快速检测提供依据。
采用原子尺度模拟与试验相结合的方法,研究了聚合物粘结剂对高岭石力学性能的影响。原文未提供具体力学参数、配比或试验数值。
微观实验与反应分子动力学模拟揭示了棕榈酸对高岭石和偏高岭石润湿性的影响。研究对比了棕榈酸作用下两种矿物的表面润湿行为差异,并结合反应分子动力学模拟从分子尺度解析其作用机制。
采用挤出滚圆法制备以乙基纤维素(EC)为壳、硅酸钠(SS)为芯的聚合物核壳胶囊,用于饱和砂的被动自修复。研究聚焦单胶囊与砂-胶囊混合体的力学行为,假设胶囊在铺设时保持完整、在土体变形引起的特定剪应力下破裂,释放的SS在饱和条件下与Ca²⁺反应胶结砂粒而无需干燥。现有胶囊方案在饱和土中受限于油类修复剂依赖氧化干燥、碱性SS包封困难及粒径与规模化控制不足。
研制了一台用于含水合物砂静力触探试验的高压、温控标定舱。该装置可在高压与控温条件下对含水合物砂开展CPT标定,作者为Huimin Pei、Dong Wang、Minsheng Zhang等,成果发表于Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering。