论文部分内容阅读
黄土是一种广泛分布于我国西北地区的非饱和土,具有较强的透水性和明显的湿陷性。随着“西部大开发”和“一带一路”战略的持续推进,大量工程项目在我国西北地区持续开展。为改良黄土工程性能,石灰被广泛应用于西北地区的土质改良工*程。然而,西北地区较大的年温差和昼夜温差会导致石灰改良土的水力特性发生变化。水力特性作为土体的重要工程性质,与土体的滑坡、湿陷等工程问题息息相关。因此,研究温度对非饱和石灰改良黄土水力特性的影响具有重要意义。本文以兰州地区马兰黄土为研究对象,对未改良黄土和石灰改良黄土开展了考虑温度影响的水力特性试验研究,分析了温度和石灰对持水特性、渗透特性及孔隙结构的影响及其机理,主要研究内容及成果如下:(1)采用蒸汽平衡法量测了不同温度(0℃、5℃、10℃、20℃和40℃)下Whatman No.42滤纸的总吸力率定曲线,给出了相应率定曲线的方程。试验结果表明,滤纸的持水性能随温度升高而下降,温度效应随吸力增大而减弱,且不同温度下滤纸总吸力的对数与滤纸含水率的关系曲线均呈现良好的线性关系。(2)采用滤纸法对未改良黄土和不同龄期(28 d、90 d)的石灰改良黄土开展了不同温度(0℃、5℃、10℃、20℃和40℃)下沿脱湿路径的持水特性试验。试验结果表明,石灰改良、养护龄期和温度均影响压实黄土的持水特性,并且这种影响会随含水率的下降而降低;持水性能的温度效应随温度升高而减弱。(3)利用温控柔性壁渗透仪对未改良黄土和不同龄期(28 d、90 d)的石灰改良黄土开展了不同温度(0℃、5℃、10℃、20℃和40℃)下的饱和渗透试验。试验结果表明,压实黄土的饱和渗透系数和固有渗透率随石灰改良和养护龄期增加而减小;三种土样的饱和渗透系数和石灰改良土样的固有渗透率均随温度升高而增大;未改良土样的固有渗透率几乎不随温度变化。(4)采用核磁共振(NMR)方法,测试分析了未改良黄土和不同龄期(28 d、90 d)的石灰改良黄土在不同温度(0℃、5℃、10℃、20℃和40℃)下的孔隙结构特征及冻结特征曲线。试验结果表明,石灰改良和龄期效应是影响压实黄土孔隙结构的主要因素,而温度对孔隙结构的影响很小。结合冻结温度降低法对冻结特征曲线进行转化,并将转化后的冻结特征曲线与滤纸法测得的持水曲线进行对比。非饱和土样的冻结特征曲线与持水曲线具有较好的一致性,而饱和土样的冻结特征曲线显著低于非饱和土样的冻结特征曲线及滤纸法测得的持水曲线。