九洲台剖面老黄土工程特性及非线性参数的确定

九洲台剖面沉积着完整黄土地层，是陇西典型黄土剖面之一。其中Ｑ１老黄土厚达１００米以上，王永焱等专家对该剖面已进行过磁性，生物化石等方面研究。本文根据实际工程资料及试验结果，对九洲台剖面老黄土的物理，力学性质等工程特性进行讨论，并探讨其在天然状态下的应力应变关系，应力体变关系以及应变与侧应变关系特征，提出了应力应变关系及应变关系数学模型。并且提出根据其数学模型，确定非线性参数切线模量，切线泊桑比方法     

考虑结构性的原状黄土应力-应变关系的探讨

土体的结构是其强度、变形的内在决定因素,黄土的结构性由黄土颗粒之间的联结结构强度和摩擦结构强度所决定。由此,提出了黄土静力结构性参数即联结结构静力强度势参数m? 1、摩擦结构静力强度势参数m? 2以及结构静力强度势参数m? 。这些结构性参数具有明确的物理意义,既能反映黄土的综合结构性,又能分别反映黄土联结结构性和摩擦结构性。分析了静三轴应力条件下黄土的应力-应变特性以及黄土静力结构性参数的变化规律,建立了考虑黄土结构性的原状黄土应力-应变关系式,从而可以由结构性最弱的饱和重塑黄土的应力-应变曲线,通过结构参数模拟得到考虑结构性的原状黄土的应力-应变关系曲线。利用考虑结构性的原状黄土应力-应变关系式可整理计算出原状黄土的强度指标c、初始切线模量Ei、破坏比Rf、应力水平S以及切线弹性模量Et等参数,可应用于静荷载作用下黄土应力-应变有限元分析计算。     

压实黄土变形特性

黄土路基填料的变形特性直接关系到路基沉降和路基边坡坡度的选取,是黄土地基工程、边坡工程和洞室工程设计计算的重要参数。基于一维室内固结试验,分析了压实黄土变形特性。引入压缩变形系数,分析了压实黄土的物理指标（含水量、压实度）与变形指标（压缩变形系数、压缩系数）的关系,采用应变法来表达压缩变形曲线结果;引入非线性应力、应变关系的割线模量,研究了压实黄土的加荷本构模型和增（减）湿本构模型。结果表明：压实黄土的物理指标对其变形特性影响较大,压实黄土的应力-应变关系可以用幂函数 的形式来表达,提出了压实黄土的加荷本构模型和增（减）湿本构模型,该模型具有较高的可靠性,为研究黄土路基沉降特性提供了有力依据。     

兰州九洲台黄土沉积年代的综合研究

据上、下粉砂层在剖面上出现的位置、黄土-古土壤地层层序、14C、热释光（TL）和裂变径迹年龄以及古地磁测量结果,兰州九洲台黄土仅仅是距今140-150万年以来才沉积而成的,因而距今220-240万年以来形成的结论不能成立.     

基于全应力-应变曲线的软岩蠕变寿命估计

软岩的蠕变寿命是岩石流变学研究的重要内容之一,是影响岩土工程长期稳定的重要因素。根据Goodman原理,蠕变破坏点位于全应力-应变曲线的下降段（破坏段）上。当等时应力-应变曲线簇用分离变量函数表达时,证明了对于给定应变 处的等时应力-应变曲线的切线模量比和割线模量比随时间的变化规律相同。将破坏段曲线简化为直线,等时应力-应变曲线与破坏段的交点（蠕变破坏点）近似等于等时应力-应变曲线上某点 的切线与下降段直线的交点,进而推导出了该交点的蠕变寿命的表达式。 越接近峰值应变,误差越小。这样,可由短时蠕变曲线簇变换到等时应力-应变曲线簇,通过拟合方法求出给定应变 下模量比随时间变化的表达式;再由全应力-应变曲线求出峰值应力与应变、给定应变 下的应力与切线模量、下降段直线斜率等参数;即可得到软岩的蠕变寿命和长期强度。利用本文方法,对某泥岩的蠕变寿命进行了求解,得到了蠕变寿命随应力水平变化的表达式和长期强度值,理论结果与试验结果较吻合。     

原状黄土CT试验中应力-应变关系的研究

采用三轴CT实时试验对原状黄土在三轴剪切试验过程中的应力-应变进行了研究。分析了Q2和Q3黄土的应力-应变曲线,提出了原状黄土的初始损伤应力、应变门槛值的确定方法。基于试验结果,指出Q2黄土在低围压下较Q3黄土更易发生损伤,且其发生损伤的应变门槛值较Q3黄土低。在此基础上,提出了用CT数所定义的损伤变量公式,拟合得出损伤变量与轴向应变及偏应力的关系式。     

陇东Q3结构性黄土压剪损伤本构模型试验研究

Q3黄土在我国西北地区分布广泛,且大部分都具有显著的结构性。随着国家“一带一路”倡议的不断向前推进,作为丝路沿线的西北黄土分布地区将迎来新的建设大潮。黄土的结构变形特性非常复杂,深入研究黄土在压缩、剪切条件下的结构损伤变形特性,并依此构建黄土的本构关系在理论研究及现场工程应用中具有非常重要的意义。通过对黄土进行均等压缩试验及三轴剪切试验,基于损伤力学思想,提出黄土结构在均等压缩条件下的平均正应力损伤比,在剪切条件下的平均正应力损伤比及偏应力损伤比。根据弹性、塑性应变确定塑性势线,进而确定其屈服函数;将确定的黄土结构损伤比引入到屈服函数中,得到一定结构损伤时黄土的屈服函数表达式;验证了选取塑性体应变作为本构模型硬化参量的合理性;根据硬化参量与相关试验参数的联系,推导出结构性黄土在压剪条件下的损伤本构模型。经过实测应力-应变曲线与本构模型推算得到的应力-应变曲线对比可知,所建立的本构模型可以较好地反映黄土在压剪条件下结构损伤演化变形过程,具有较好的工程应用前景。     

兰州地区最老黄土的发现及其特征

通过1：5万通远乡幅等2幅区调工作对兰州北部永登县地沟村山城湾岭剖面的磁性地层研究，发现剖面底部黄土为兰州地区迄今为止最老的黄土沉积，形成于1．84Ma.BP以前。磁性地层中出现布容正极性期（B）、松山反极性期（M）。松山反极性期内自上而下出现后贾拉米析、贾拉米格、奥杜威等亚极性期。对CaCO3含量、黄土剖面所反映出的古气候进行了研究。     

压实黄土变形特性研究与应用

黄土高填方成为岩土工程领域新的研究课题,研究前景非常可观。针对延安新区黄土高填方工程做了大量的室内压缩固结试验和增湿变形试验,讨论了压实黄土的变形特性,构造了压实黄土应力-应变关系的最佳拟合模型,并且利用试验数据对百米高填方在不同压实度条件下的压缩固结变形量及增湿变形量进行了预测,分析了各种变形量所占的比例。结果表明,（1）压实黄土在侧限条件下的应力-应变关系可以用Gunary模型拟合;（2）压实黄土在低压实度时低压下产生湿陷变形,高压不产生,中等压实度时低压下不产生湿陷性变形,但高压产生;随着压实度的继续增大,低压及高压下均不产生压实黄土的湿陷性变形;（3）在最优含水率条件下,利用试验数据对百米高填方在不同压实度下的工后沉降量进行预测,可指导现场施工并检验施工质量;（4）压实黄土压实度越高,总变形量越小,遇水增湿变形量占总变形量的比例越大,压缩固结变形量占总变形量的比例越小。     

中国风成黄土及其形成下限研究

“中国岩漠·砾漠·沙漠·黄土分布与主风向关系图”显示西北地区的第四纪黄土堆积是以风力为主的综合因素所形成，即就地起沙，近沙成土，一定地域的黄土在物源上隶属于一定地区的沙漠。黄土高原及新疆天山、昆仑山北麓的黄土地层结构的综合对比研究表明，典型风成黄土在不同地域和不同地貌单元上最早开始堆积的层位基本上是一致的，即均始于所有黄土剖面中的下粉砂层（Ｌ＿（１５））。该层以下的第四纪沉积类型因地而异，为非黄土沉积（湖相、冲洪积相及火山岩相等）。由黄土高原各代表性剖面的磁性地层学研究及新疆于田黄土下伏的安山玄武岩的同位素年龄测定获得黄土层开始堆积的时代为早更新世晚期，约１．２ＭａＢ．Ｐ。风成黄土的开始堆积是与黄土南缘各造山带（昆仑山、天山、祁连山及秦岭等）强烈的新构造隆升并产生区域环境效应有成因联系。这一更新世早期的事件层位得到了古生物学、新构造学、地貌学及地外物体高速撞击地球表面所产生的玻璃陨石等事件的佐证。     

湿陷性黄土结构性变形特性分析

基于结构性黄土应力应变特性认识和大量试验结果的分析,揭示了黄土结构性参数与应变、含水率、固结压力之间的关系,并给出了结构性参数的数学表达式。将该式引入结构性黄土应力应变特性分析,提出了考虑结构性参数的应力-应变关系。分析计算所得的应力-应变关系与试验结果有较好的一致性,说明了原状黄土结构性参数描述的合理性和基于结构性参数应力-应变关系的合理性。     

循环荷载作用下斜长花岗岩弹性模量演化规律

通过MTS815岩石力学试验机开展斜长花岗岩循环荷载试验,揭示循环次数、围压、含水率对斜长花岗岩弹性模量变化规律的影响,分析饱和与天然试样应力功、弹性应变能、耗散能随循环次数的演化规律。根据能量演化规律将岩石压缩变形破坏过程划分为4个阶段,研究各阶段切线模量与耗散能之间的关系。试验结果表明:（1）同一个应力水平切线模量随循环次数呈先增大后降低的趋势,其降低幅度随循环次数与应力水平增加而增大。（2）围压抑制了裂纹扩展,随围压增加切线模量弱化幅度减小。（3）饱和试样比天然试样切线模量弱化幅度大,说明水的存在加剧饱和试样内部结构损伤。（4）耗散能增加是引起切线模量弱化的内在因素,两者的变化规律呈现出很好的相关性。     

“阳郭动物群”的磁性地层年龄及时代

过去认为阳郭动物群时代与泥河湾动物群时代相当或稍晚。通过阳郭西岔湾剖面磁化率曲线分析对比、古地磁极性测定，认为含阳郭动物群的黄土相当中国黄土序列的Ｌ９－Ｓ１３段，阳郭动物群年龄约０．９０－１．００Ｍａ，晚于泥河湾动物群（１．２０－２．５０Ｍａ），甚至晚于公王岭动物群（１．１５Ｍａ）。     

三轴应力状态下土的结构性变化特性

应变综合结构势是一种新的、可以方便应用于复杂应力状态下的土结构性参数。根据应变综合结构势参数的定义,用三轴剪切试验中原状黄土（或人工结构性黄土）、重塑黄土以及饱和黄土的应力-应变曲线求得原状黄土（或人工结构性黄土）的结构性参数曲线,分析了三轴试验条件下非饱和黄土的结构变化特性。结果表明,应变综合结构势作为一种新的土结构性参数,它与应力综合结构势参数对同一影响因素的变化趋势基本相同,可以合理解释土体在三轴剪切试验条件下土结构性参数曲线所表现出的基本特征,更适合描述在三轴复杂应力状态下土体结构性的变化和发展。     

渭南黄土剖面十五万年以来的主要地层界线和气候事件──年代学方面的证据

本文在渭南黄土剖面所测得的年龄结果和时间标尺研究的基础上，结合粒度、磁化率等气候曲线的分析，对该剖面十五万年以来一些主要地层界线和气候事件的年龄进行了初步讨论，结果如下：１）Ｓ１／Ｌ２界线位于剖面１１８０ｃｍ处，从时间标尺上可知其年龄为１２８８００ａＢ．ｐ．，同末次间冰期起始的年龄相一致；２）Ｌ１／Ｓ１的地层界线年龄为７４２２０ａＢ．Ｐ．，同ＳＰＥＣＭＡＰ曲线中末次间冰期的结束年龄相吻合；３）渭南剖面所指示的末次盛冰期约在２００００～１８０００ａＢ．Ｐ．之间；４）在２００００～１８０００ａＢ．Ｐ．之间的末次盛冰期，有一段不足１０００ａ的快速堆积期，其堆积速率是中国黄土平均堆积速率的１０倍以上。     

应变控制下压实黄土的动三轴试验研究

在动应变控制条件下,对压实黄土进行了应力松弛特性研究,得出应力松弛随湿度、围压、激振频率和初始应变变化的关系。对压实黄土在动应变控制方式下的振陷进行了研究,结果表明：压实黄土的振陷时间很短,振陷量随围压、频率的增加而减小,随着湿度的增加而增加。在试验及理论推导基础上,提出了压实黄土在动应变控制下的动力流变试验模型。研究结论对实际工程中处理压实黄土的振陷,有一定的理论指导意义。     

中国黄土￣（10）Be研究进展

８０年代中期，中国和瑞士科技工作者开始联合进行黄土￣（１０）Ｂｅ研究。建立了黄土￣（１０）ＢｅＡＭＳ测量的理想流程，发现了￣（１０）Ｂｅ在黄土地层良好保存性等重要地球化学行为特征，确认了黄土￣（１０）Ｂｅ研究具有重要意义。对洛川黄土剖面０．４～１３８ｍ段６００多个样品进行了￣（１０）Ｂｅ测定，建立了２．５Ｍａ以来大陆堆积物同位素记录曲线。地磁极性倒转期间，￣（１０）Ｂｅ浓度平均增高２０～２５％、持续２０～３０ｋａ。洛川、西峰黄土剖面￣（１０）Ｂｅ变化与深海沉积物δ￣（１８）Ｏ变化之间均存在极好相关性，据此建立了７５万年以来黄土地层相对￣（１０）Ｂｅ时标；黄土堆积速率与各时期￣（１０）Ｂｅ沉降通量之间亦存在良好的线性相关关系，据此可望建立￣（１０）Ｂｅ绝对时标。探讨了Ｒａｉｓｂｅｃｋ峰事件、￣（１０）Ｂｅ／￣（２６）Ａｌ比值等在黄土地层定年中的应用前景和途径。引入物理意义明确的“磁性物质通量”概念，建立了￣（１０）Ｂｅ—磁化率模型，定量估算出磁化率中降尘和成壤两组分相对贡献，求得洛川区域Ｓ＿０、Ｌ＿１、Ｓ＿１三时期年均降水量。精确测定了黄土石英中“就地”成因￣（１０）Ｂｅ含量，获得不同时期黄土源区侵蚀速率。     

中国第四纪地层

本文综述了中国第四纪沉积类型及第四系的划分,并与国际第四系划分进行了对比。指出中国第四纪沉积物分布广泛,种类繁多,以陆相沉积为主。按其成因主要有风成黄土堆积、河一湖相沉积、冲一洪积堆积、冰川沉积、洞穴堆积、风化壳残积（红土）、火山堆积和海相沉积等。各种沉积物都有很好的剖面,尤其是黄土和河一湖相沉积更为连续完整。按中国第四纪地层发育的实际情况,第四系的底界应置于松山一高斯极性转换界线（Ｍ／Ｇ,２．６ＭａＢ,Ｐ,）;第四系内部划分为更新统（Ｑ_ｐ）和１４新统（Ｑ_ｈ）,界线在１１０００ａＢ,Ｐ,。更新统进一步划分为下、中和上３个阶(Ｑ_ｐ１, Ｑ_ｐ２, Ｑ_ｐ３), Ｑ_ｐ２／Ｑ_ｐ１的界线为布容一松山极性转换界线（Ｂ／Ｍ; ０．７８ＭａＢ,Ｐ,）;Ｑ₍ｐ３_／Ｑ_ｐ２的界线为本次间冰期的起始时间（０．１２８ＭａＢ,Ｐ,）。     

不同应力路径下饱和重塑黄土的力学特性

土体的力学特性往往因应力状态和应力路径而异。为了探讨垂直加载和等剪路径下饱和土的力学特性,制备饱和重塑黄土试样,通过固结不排水（CU）和常剪应力排水剪（CSD）三轴试验,分别测定并绘制其应力-应变曲线、孔隙水压力变化曲线和应力路径曲线。试验结果表明,饱和重塑黄土在2种路径下有明显不同的变形特点:CU路径下的应力-应变曲线皆呈弱软化型,孔隙水压力先快速上升后逐渐趋于稳定;CSD路径下维持偏应力为一常量,施加孔隙水压力后的很长时间内试样变形很小,当孔隙水压力增大至试验围压的60%~75%时,试样迅速破坏。CSD路径无偏应力峰值,文中根据轴应变随平均有效应力变化曲线定义了等效峰值破坏线。通过对比发现,2种路径下饱和重塑黄土的有效峰值强度指标差异明显,而有效残余强度指标相近,表明有效残余强度指标是重塑黄土内在属性,受应力路径的影响不大。该研究结果可为实际工程选取正确的应力路径试验提供参考。     

不同应力路径条件下原状Q_3黄土的强度特性及破坏方式试验研究

利用西安理工大学真三轴仪对不同含水率、围压条件下的原状Q_3黄土进行了轴对称三轴试验和平面应变试验,研究了原状Q_3黄土在两种应力路径条件下的强度演化特性,对比分析了两种试验条件下的强度差异及破坏方式。结果表明,低固结围压条件下低含水率原状黄土容易产生脆性破坏,其应力–应变曲线为软化型,固结围压增大后其应力–应变曲线呈硬化型;围压对原状黄土的强度起增强作用,含水率对原状黄土的强度起削弱作用,原状黄土的破坏应力与含水率、围压和球应力状态密切相关;随着含水率的增大,黏聚力衰减明显,内摩擦角略有减小,相同条件、平面应变条件下的强度要比轴对称三轴条件下的强度大1.1~1.4倍;轴对称三轴条件下土样呈单一剪切带的侧胀剪切破坏,平面应变条件下呈剪缩侧胀破坏。