考虑节理影响的黄土窑洞稳定分析

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黄土中的节理是影响其工程性质的重要因素。认清黄土节理强度特征及节理对黄土场地水分入渗影响规律,是研究黄土地区灾害防治和黄土特性及其相关岩土工程问题的基础工作之一。本论文做了一些关于黄土节理强度和节理对黄土场地水分入渗影响方面的研究工作。通过改进的直剪试验得到重塑土样黄土节理和原状土样黄土节理摩擦角。揭示出黄土节理摩擦角随含水量的变化曲线形态类似于土的击实曲线。当含水量达到界限含水量时,黄土节理摩擦角最大。当含水量低于该含水量时,黄土节理摩擦角随含水量的增加而增大。当含水量大于该含水量时,黄土节理摩擦角随含水量的增加而减小。黄土节理摩擦角与含水量、密度有关。基于试验结果的进一步分析表明,当含水量高于界限含水量时,现有对土水特征曲线的认识是适宜的,随着含水量增加基质吸力减小,抗剪强度降低。但当含水量低于界限含水量时,现有对土水特征曲线的认识则是不适宜的,随着含水量增加基质吸力增大,抗剪强度增加。节理对黄土场地水分入渗影响的试验定性的分析了不同位置的节理对黄土场地水分入渗的影响。无节理存在时,当前对黄土水分入渗的研究可以直接应用;节理在灌水坑中间的时候,节理面是优势渗流面;节理在灌水坑一侧时,当灌水量较少时,节理起到了阻水作用,对节理面另一侧结构物的安全有一定贡献。随着灌水量的增加,节理面充水后,节理又起到过水的作用。试验场地初始含水量对入渗试验亦影响巨大,初始含水量越大,则湿润比愈大,这是非饱和土体基质吸力不同造成的必然结果。基于以上研究,考虑节理的影响,对黄土窑洞的稳定性进行了定性的分析并利用ANSYS进行了有限元计算。
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