【摘 要】
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我国约三之一的地质灾害发生在黄土地区,随着城镇化速度的加快,工程建设成为引起地质灾害的重要营力,诱发灾害的因素复杂多样,而土颗粒排列和联接等内部要素的相互作用过程及结构性演变是致灾的主要因素.基于综合结构势理论,以兰州东郊Q2黄土为研究对象,用构度指标定量评价黄土结构强弱及结构性参数随增湿、加载变化规律的研究,将结构性参数引入邓肯—张模型,分析不同围压及含水率变化时应力结构性参数演变对剪切模量的影
【机 构】
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兰州交通大学土木工程学院;甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室 兰州730070 兰州交通大学土木工
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我国约三之一的地质灾害发生在黄土地区,随着城镇化速度的加快,工程建设成为引起地质灾害的重要营力,诱发灾害的因素复杂多样,而土颗粒排列和联接等内部要素的相互作用过程及结构性演变是致灾的主要因素.基于综合结构势理论,以兰州东郊Q2黄土为研究对象,用构度指标定量评价黄土结构强弱及结构性参数随增湿、加载变化规律的研究,将结构性参数引入邓肯—张模型,分析不同围压及含水率变化时应力结构性参数演变对剪切模量的影响,进而建立预测结构性土发展的本构模型.
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黄土的湿陷性是黄土结构浸水破坏后的表现,而其初始结构性可用构度指标定量描述.为分析黄土湿陷与结构性之间的关系,首先对4个场地的黄土进行了构度试验及压缩试验,其次通过分析不同沉积时期黄土构度和结构屈服压力建立了两者的定量关系,然后分析了压缩曲线归一化的特性,建立了不同沉积时期黄土的归一化压缩曲线方程,由此提出了考虑结构性的黄土湿陷量的计算方法,此方法与传统的室内试验获取黄土湿陷性指标的传统方法不同.
由于特殊的地理气候环境,新疆黄土不同与黄河中上游其它地区黄土,但是对新疆地区黄土的研究较少.本文依托新疆大西沟水库的筑坝土料,研究了大西沟黄土的矿物化学特性和微观结构特性.结果表明:大西沟黄土以碎屑矿物为主,长石含量较其它地区黄土更高,云母含量相对较低.土中可溶-微溶盐以碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾为主,易溶盐的含量较高,含有少量的硫酸盐.土的粉粒含量较高,分形维数较低,为土体风化较低的阶段,颗粒形状以
土的初始剪切模量G0是地震、爆破响应中一个非常重要的土动力学参数,同时对预测地表沉降、土工建筑物周围土体变形等问题具有重要作用.黄土在我国及世界各地分布广泛,且现场常处于非饱和状态.本文对非饱和黄土的压实试样进行吸力控制的共振柱试验以及压汞试验,研究非饱和黄土初始剪切模量G0与孔径分布的关系.试验表明:干湿循环过程中,试样的G0随吸力的增大而增大,再随吸力的减小而减小.主要原因是试样内孔隙密度最大
按纤维与干土质量的百分比0.0％、0.1％、0.2％、0.3％和0.4％配制了玄武岩纤维加筋黏土试样,在控制干密度的条件下,对试样进行了一系列三轴固结不排水剪试验.试验结果表明: (1)玄武岩纤维加筋黏土试样的破坏形态均呈鼓胀型,为明显的塑性破坏;(2)采用玄武岩纤维加筋,能够显著增加黏土的有效粘聚力,但对有效内摩擦角影响不大,当纤维掺量为0.3％时,土体的有效粘聚力最大;(3)玄武岩纤维加筋黏土
石渣料的力学性质与含水率有着密切的关系,为研究含水率对石渣料力学性质的影响,对石渣料进行了4组三轴固结不排水剪切试验,试验结果表明:石渣料的强度、粘聚力和内摩擦角在最优含水率附近均存在峰值,并且在超过最优含水率后,随着含水率的增大粘聚力和内摩擦角逐渐减小;在高含水率情况下,试样主要呈塑性破坏;低含水率情况下试样主要呈脆性破坏;剪切过程中存在显著的剪胀性,随围压和含水率增大,剪胀性减弱.
针对当前主应力大小和方向变化下粉土力学行为研究比较缺乏的现状,利用GDS空心圆柱仪,在不排水条件下保持平均主应力、主应力方向以及中主应力系数不变,对等压固结的饱和中密粉土进行单调剪切试验.重点研究了主应力方向和中主应力系数对应力-应变关系、有效应力路径以及相变有效内摩擦角的影响.研究表明,主应力方向角越大,应变硬化特征越弱,相变强度越低,相变有效内摩察角变化不明显;中主应力系数越大,应变硬化特征先
对最大粒径200mm的砂砾石原型级配,采用剔除法、等量替代法、相似级配法、混合法等4种缩尺方法,得到15组试验级配,试验级配的最大粒径为60、40、20 mm.采用表面振动法进行最大干密度试验,然后按相同压实度进行大型压缩试验,研究相同原型级配经不同级配缩尺方法后其压缩模量的变化规律.试验表明,15组压缩试验得到的压缩模量的最大值和最小值相差数倍,说明不同级配缩尺方法本身会引起压缩模量的较大变化,
为研究养护时间对胶结接触力学特性的影响以便更好地开展结构性砂土离散元模拟微观胶结接触模型的室内试验验证,利用己设计的辅助加载装置对制备的三种不同养护时间下的高铝水泥胶结试样进行了简单的拉伸和压缩试验.试验结果表明:高铝水泥胶结的拉伸与压缩强度随胶结试样的养护时间先增大后减小.拉伸荷载位移曲线均表现为弹脆性破坏;压缩荷载位移曲线受养护时间影响,养护时间小于某一临界值时表现为塑性破坏,养护时间超过临界
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粉土在我国广泛分布,粉土液化现象的发生与粉土内部微观结构息息相关.本文将粉土的宏观液化特性与微观结构特征结合起来,分析了不同黏粒含量粉土微观结构的变化规律.采用扫描电镜(SEM)获取不同黏粒含量粉土的微观结构图像并运用Image-Pro Plus (IPP)图像处理软件对粉土微观参数进行计算和分析.结果表明:在黏粒含量逐渐增加的情况下,粉土内部结构逐渐紧密,颗粒接触方式由直接线或面接触转变为点接触