宁夏同心黄土的触变特性

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黄土在我国西北地区分布面积广、厚度深,具有多孔隙、水敏性强等特点。宁夏黄土矿物中含有大量易溶盐,遇水后土体结构极易发生破坏,给黄土地区带来了很多新的工程问题。现实工程中经常碰到很多关于重塑土的问题,目前关于易溶盐对黄土结构强度和湿陷性定性的研究很多,但以易溶盐含量为影响因素的定量研究还较少,各类盐对黄土强度的影响程度和规律还不够系统和明确。基于以上问题,本文采用土力学试验,联系工程实际资料,提出关于重塑黄土触变性的课题进行研究。先通过对分层击样法和分层压样法的对比,选出最优成样方法。以含水率w、干密度pd和龄期a为因素,设计了混合均匀试验方案,利用回归分析方法,进行单因素效应、边际效应和耦合效应分析。基于龄期以干密度pd、含水率w、含盐量c为因素,设定了“五因素四水平”的正交试验方案,对试验结果进行了极差和方差分析,建立了触变性参数和时间之间的数学关系模型。研究结果得出:(1)重塑黄土成样的均匀性随着成样分层数的增加而增加;成样均匀性随成样分层数的增大,密度的影响程度减小;成样分层数相同时,压样法较击样法成样的均匀性好。(2)重塑黄土的结构强度和触变性参数,随龄期的增长初期增大迅速,后期增大缓慢,并逐渐趋于稳定,近似呈对数关系,强度测定的合理时间节点约为14d。(3)重塑黄土的结构强度,随含水率的增大而减小,随干密度和含盐量的增大而增大;重塑黄土的触变性参数,随含水率和含盐量的增大而增大,随干密度的增大而减小。(4)各因素对重塑黄土结构强度作用效应的显著性,从大到小顺序是干密度、含水率、Na2SO4含量、CaCl2含量;各因素对触变性参数作用效应的显著性,从大到小顺序是含水率、干密度、Na2SO4含量、CaCl2含量;复盐作用下结构强度和触变性参数均比单盐作用效应下的大。(5)建立的黄土结构强度和触变性参数的数学模型达显著水平,与各因素的相关性好,预测值可信度高;模型回归拟合参数Tpu和b与各因素的相关性好、拟合度高,模型预测结果准确、可靠。试验研究结果对黄土地区地基路基的设计和评价具有重要的指导意义。
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