黄土不同湿度状态下动、静变形特性关系的探讨

从实用角度出发,对西安、兰州和太原3个典型黄土地区的原状黄土在不同湿度状态下所取得的动三轴振陷资料以及常规侧限压缩、湿陷试验的资料进行了统计分析,给出了黄土动、静力变形特性参数之间的相关关系,探讨了用常规的静力特性参数评估动力特性的可能性。     

中主应力对加筋黄土强度影响的试验研究

针对加筋计算中很少考虑中主应力影响的现状,通过真三轴试验研究了中主应力对加筋土强度的影响.研究结果表明:中主应力对加筋土强度影响明显,在加筋层数一定时,加筋土强度随中主应力系数的增大,整体上呈现增大趋势;在中主应力比一定,b值较小时加筋土强度随加筋层数的增加呈现增大趋势,6值较大时随加筋层数的增大而减小;并分析了中主应力比对强度指标的影响.中主应力对加筋土强度特别是横向加筋时影响非常大,设计加筋时不应忽略中主应力影响.     

黄土的结构性损耗度

【目的】构建一个描述黄土结构性损耗的参数——结构性损耗度,探讨结构性损耗度的变化规律,并分析结构性损耗度与湿陷系数的关系。【方法】通过分析黄土在荷载和水共同作用下的结构性演化过程,构建结构性损耗度参数,并对甘肃兰州、陕西杨凌两地黄土进行不同含水率条件(5%,12%,18%,26%,33%)下的侧限压缩试验及湿陷性试验,计算结构性损耗度和湿陷度。【结果】土体结构性损耗度大小变化为0~1。结构性损耗度与湿陷系数呈负相关,湿陷度与湿陷系数之间呈正相关。兰州黄土的湿陷度变化为0.003~0.043,杨凌黄土的湿陷度变化为0.001~0.039。【结论】黄土的结构性损耗度随含水率的增大而增大,湿陷系数与结构性损耗度呈负相关。     

聚苯乙烯（EPS）颗粒混合轻量土的动强度参数研究

【目的】探讨水泥用量、聚苯乙烯(Expanded Polystyrene,EPS)颗粒用量和振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响,分析EPS颗粒混合轻量土的动强度参数特性,为EPS颗粒混合轻量土的推广使用提供参考。【方法】通过室内动三轴试验,以黄土作为原料土,在EPS颗粒用量为1.4,3.1,5.4,8.6,13.1,20.1 g/kg,水泥用量为100,150,200 g/kg的条件下制备不同原料用量EPS颗粒混合轻量土,设定固结应力为50,100,150和200 kPa,固结应力比K_c=1.0,振动次数为10,20,30,40,50,60,70,80,90和100,通过莫尔应力圆计算土体的总应力参数,采用5.0%压应变作为破坏标准选取相应的动强度,并分析水泥用量、EPS颗粒用量及振动次数对EPS颗粒混合轻量土动强度参数的影响。【结果】当固结应力比K_c=1.0时,不同原料用量EPS颗粒混合轻量土的动强度包络线均不经过原点,且在剪应力轴存在一定的截距。当水泥用量一定时,随着EPS颗粒用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均有所减小,其中当振动次数为20,EPS颗粒含量由1.4 g/kg增大到20.1 g/kg时,动黏聚力减少43.39%,动内摩擦角减少并趋于0。当EPS颗粒用量一定时,随着水泥用量的增大,EPS颗粒混合轻量土的动黏聚力和动内摩擦角均呈增大趋势,其中当振动次数为20,水泥用量由100 g/kg增大到200 g/kg时,动黏聚力增大了54.07%,动内摩擦角增大了140.95%。【结论】水泥用量和EPS颗粒用量对EPS颗粒混合轻量土的动强度参数均有较大的影响,振动次数对动黏聚力影响较大而对动内摩擦角影响甚微,在分析土体稳定性时应充分考虑以上因素的影响。     

基于三轴剪切试验的原状黄土结构性研究

利用常规三轴剪切试验对陕西杨凌原状黄土的结构性进行研究。基于邓肯-张双曲线模型,对邵生俊提出的结构性参数进行改造,这样就避免了计算时人工插值求参数的繁琐和不准确性,以及克服了该公式在ε1=0和ε1=15%时没有意义的缺点。然后以此改造后的结构性参数为基础分析围压和含水率对黄土结构性的影响。结果表明:非饱和原状黄土的结构性参数随应变增大先降低后趋于稳定。在相同的含水率下,围压越小,结构性参数越大;在相同的围压下,含水率越低,结构性参数越大。最后,在原状黄土的应力应变关系中引入结构性参数后该曲线表现出了较好的归一性,说明了此结构性参数的合理性和可靠性。     

降雨对黄土裸坡坡面形态影响的室内模型试验

黄土高原坡面的侵蚀主要发生在降雨集中的6-9月,坡面会遭到严重破坏,更甚者造成滑坡.建立了黄土裸坡的室内模型并模拟人工降雨,通过综合监测来观察降雨过程中坡面形态的变化并分析降水人渗对黄土滑坡的影响.试验结果表明:(1)降水入渗速率由快到慢;径流量/入渗量的值随时间先增长,再减小,最后稳定;坡顶的降水入渗速率始终大于坡面;(2)坡顶首先产生贯通的拉裂缝,然后坡体内部产生局部微小竖向裂缝,位移方向为坡顶下方竖直向下,坡面下方略大于45°;(3)坡面侵蚀经历了“片蚀-沟蚀一沟间坡面面蚀向深切和侧蚀发展”的过程,最终沟岸发生崩塌,坡面因受侵蚀呈整体下降趋势;(4)坡面崩滑从坡趾处自下而上发展.     

动扭剪荷载作用下兰州黄土动力特性试验研究

根据初始含水率W0的不同,把兰州原状黄土分为干型黄土、湿型黄土和饱和黄土.采用动扭剪仪对这3种类型黄土分别进行了研究,主要研究了兰州黄土的动应力应变本构关系、阻尼比变化特性和动强度特性并给出了相应振次N为10,20和30次时的动强度指标值.研究结果表明,3种类型黄土的应力应变曲线呈双曲线型;阻尼比λ与动剪应变对数lg(λ_d)具有线性相关性;动强度受固结应力的影响各不相同并且动强度指标随振次的增大而减小,但内摩擦角减小的趋势相比黏聚力要小.     

振动频率对压实黄土动强度特性的影响

利用动扭剪三轴仪对压实黄土进行了不同振动频率下的试验研究,分析了振动频率f对压实黄土的动强度和动强度参数的影响规律.研究表明,在一定围压下,压实黄土动强度均随振动频率f的升高而增大,与振动频率呈正相关关系;在试样振动频率确定的情况下,压实黄土的动强度随围压的增加而增大;压实黄土的动黏聚力cd和动内摩擦角ψd均随着频率的增大而升高;动强度参数中cd和ψd随振次的增加均呈减小并最终趋于稳定的趋势.     

原状黄土蠕变特性试验研究

以在陕西省杨凌区所采集的黄土样品为研究对象,对不同初始含水率的原状黄土进行了剪切蠕变试验,获取了蠕变曲线和蠕变特征参数,并研究了含水率、剪应力水平对蠕变特性的影响.结果表明,当含水率一定时,剪应力水平对黄土的蠕变特性有较大的影响,表现为剪应力愈大,黄土的蠕变应变愈大;当剪应力水平一定时,含水率对黄土蠕变特性影响明显,表现为含水率愈大,蠕变应变愈大.根据蠕变曲线特征,建立了原状黄土的蠕变本构模型,通过试验数据拟合得到本构模型中的参数.经验证,该模型能较好地模拟杨凌地区原状黄土的蠕变特性.     

水力冲填粉煤灰坝施工固结特性分析

用比奥固结理论计算了水力冲填粉煤灰坝的施工固结过程,从机理上分析了工程中上坝速度的合理确定、坝基沉积灰对冲填坝固结的影响等问题。结果表明,坝下设置排水层可以大大加快坝体施工固结速度,平均上坝速度在0.3m/d以内,坝体施工安全有保障。