›› 2014, Vol. 35 ›› Issue (8): 2278-2285.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

总氮对土物理力学性能影响的试验研究

伍 艳1, 2,任海平3,王玮屏1, 2,兰 雁1, 2,沈细中1, 2   

  1. 1.黄河水利委员会 黄河水利科学研究院,郑州 450003;2.黄河水利委员会 水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心,郑州 450003; 3.黄河勘测规划设计有限公司,郑州 450003
  • 收稿日期:2014-04-23 出版日期:2014-08-12 发布日期:2014-08-14
  • 作者简介:伍艳,女,1981年生,硕士,工程师,主要从事环境岩土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No. 51309114);水利部堤防安全与病害防治工程技术研究中心开放课题基金项目(No. 200904);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(No. HKY- JBYW-2012-17)。

Effect of total nitrogen on physico-mechanical performance of soil

WU Yan1, 2, REN Hai-ping3, WANG Wei-ping1, 2, LAN Yan1, 2, SHEN Xi-zhong1, 2   

  1. 1. Yellow River Institute of Hydraulic Research, Yellow River Conservancy Commission, Zhengzhou 450003, China; 2. Research Center on Levee Safety and Disaster Prevention of Ministry of Water Resources, Yellow River Conservancy Commission, Zhengzhou 450003, China; 3. Yellow River Engineering Consulting Co., Zhengzhou 450003, China
  • Received:2014-04-23 Online:2014-08-12 Published:2014-08-14

摘要: 通过室内试验,考察了去离子水及不同浓度总氮溶液对土体物理力学性能的影响,并通过土体矿物成分含量及微观形貌分析,对总氮溶液与土体作用机制进行了初步探讨。结果表明,总氮对土体物理力学性能影响明显:(1)土体塑性指数、相对密度和有效黏聚力随总氮溶液浓度增大而减小,有效内摩擦角随溶液浓度的增大而增大;(2)各浸泡条件下,土体应力-应变关系曲线变化规律基本一致,均呈应变硬化现象,土体剪切峰值随总氮溶液浓度的增大先减小后增大;(3)孔隙水压力随轴向应变的增加先增加,然后缓慢降低,最后曲线逐渐趋于水平,表现出较大的剪胀性;(4)总氮溶液与土体间相互作用主要包括离子交换作用、微生物分解作用和溶蚀及胶结作用,这些作用通过改变土体的矿物成分含量,使其微观形貌及孔隙特征发生明显变化,最终导致土体的宏观力学特性改变。

关键词: 总氮, 物理力学性能, 矿物成分, 微观结构

Abstract: In order to find the effect of total nitrogen on soil physico-mechanical performance, samples have been tested with deionized water and total nitrogen solution with different concentrations in laboratory, and the interaction mechanisms of soil and total nitrogen was revealed by mineral and microscopic analysis. The results show that the total nitrogen has significant influence on soil physico-mechanical performance. Plasticity indices, specific density and effective cohesive strength of samples decrease with increasing of concentration of total nitrogen solution, and the effective friction angle increases; Strain hardening phenomenon appears in the stress-strain relationships, and the variation of stress-strain curves of samples soaked in deionized water and total nitrogen solution are almost the same. The peak shear strength of samples manifests as a trend of decreases at first and then increases with increasing of concentration of total nitrogen solution; with the increase of axial strain, pore water pressure of sample is increased at first and then decreased gradually, and tends to be horizontal direction in the end; while the shear dilatation is evident; mineral composition, microstructure and physico-mechanical performance of soil are affected by the interaction between total nitrogen and soil, including ion exchange, microbial decomposition, dissolution and cementation.

Key words: total nitrogen, physico-mechanical performance, mineral composition, microstructure

中图分类号: 

  • TU 431
[1] 张善凯, 冷先伦, 盛谦, . 卢氏膨胀岩湿胀软化特性研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 561-570.
[2] 徐云山, 孙德安, 曾召田, 吕海波, . 膨润土热传导性能的温度效应[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 39-45.
[3] 雷华阳, 胡垚, 雷尚华, 祁子洋, 许英刚, . 增压式真空预压加固吹填超软土微观结构特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 32-40.
[4] 赵波, 张广清, 唐梅荣, 庄建满, 林灿坤, . 长期注水对致密砂岩油藏岩石力学 性质影响机制研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3344-3350.
[5] 韩钢, 周辉, 陈建林, 张传庆, 高阳, 宋桂红, 洪望兵, . 白鹤滩水电站层间错动带工程地质特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3559-3568.
[6] 江强强, 刘路路, 焦玉勇, 王 浩, . 干湿循环下滑带土强度特性与微观结构试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1005-1012.
[7] 王登科, 孙刘涛, 魏建平, . 温度冲击下煤的微观结构变化与断裂机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 529-538.
[8] 李明玉, 孙文静. 黏土掺入生物炭后的持水特性及其影响机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4722-4730.
[9] 王东伟, 陆武萍, 唐朝生, 赵红崴, 李胜杰, 林銮, 冷挺, . 砂土微观结构样品制备技术及量化方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4783-4792.
[10] 张善凯, 冷先伦, 盛谦, 李彪, 周永强, . 卢氏膨胀岩在干湿循环作用下的胀缩特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4279-4288.
[11] 徐云山, 孙德安, 曾召田, 吕海波, . 膨润土热传导性能时效性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4324-4330.
[12] 张 帆,胡 维,郭翰群,胡大伟,盛 谦,邵建富,. 热处理后花岗岩纳米压痕试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 235-243.
[13] 付自国,乔登攀,郭忠林,李克钢,谢锦程,王佳信. 超细尾砂胶结充填体强度计算模型及应用[J]. , 2018, 39(9): 3147-3156.
[14] 邓华锋,张恒宾,李建林,王晨玺杰,张吟钗,王 伟,胡亚运. 水-岩作用对砂岩卸荷力学特性及微观结构的影响[J]. , 2018, 39(7): 2344-2352.
[15] 王 鹏,许金余,方新宇,王佩玺,刘少赫,王浩宇,. 红砂岩吸水软化及冻融循环力学特性劣化[J]. , 2018, 39(6): 2065-2072.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 吴昌瑜,张 伟,李思慎,朱国胜. 减压井机械淤堵机制与防治方法试验研究[J]. , 2009, 30(10): 3181 -3187 .
[2] 陈红江,李夕兵,刘爱华. 矿井突水水源判别的多组逐步Bayes判别方法研究[J]. , 2009, 30(12): 3655 -3659 .
[3] 和法国,谌文武,韩文峰,张景科. 高分子材料SH固沙性能与微结构相关性研究[J]. , 2009, 30(12): 3803 -3807 .
[4] 雷永生. 西安地铁二号线下穿城墙及钟楼保护措施研究[J]. , 2010, 31(1): 223 -228 .
[5] 尚守平,岁小溪,周志锦,刘方成,熊 伟. 橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量的试验研究[J]. , 2010, 31(2): 377 -381 .
[6] 肖 忠,王元战,及春宁,黄泰坤,单 旭. 波浪作用下加固软基上大圆筒结构稳定性分析[J]. , 2010, 31(8): 2648 -2654 .
[7] 柴 波,殷坤龙,陈丽霞,李远耀. 岩体结构控制下的斜坡变形特征[J]. , 2009, 30(2): 521 -525 .
[8] 张 霆,刘汉龙,胡玉霞,STEWART Doug. 鼓式土工离心机技术及其工程应用研究[J]. , 2009, 30(4): 1191 -1196 .
[9] 谭峰屹,邹志悝,邹荣华,林祖锴,郑德高. 换填黏性土料工程特性试验研究[J]. , 2009, 30(S2): 154 -157 .
[10] 胡再强,李宏儒,苏永江. 岗曲河混凝土面板堆石坝三维静力应力变形分析[J]. , 2009, 30(S2): 312 -0317 .