黄土震陷系数与物性关系的研究

以Q3原状黄土为研究对象探讨了震陷系数与各种物理性指标的内在联系,采用多因素回归分析建立了震陷系数与含水量(W)、干密度(γd)、孔隙面积(A)、粘性含量(Pc)、初始动弹性模量(E0)的分析模型,构建了一个综合因子Y1代表上述5指标。结果显示震陷系数与物理指标间具有良好的相关性,其中天然含水量对震陷系数的总影响最大,干窖重次之。说明了原状黄土震陷性参数描述的合理性和基于物性指标参数关系的合理性。     

非饱和黄土震陷物理力学机制与主导影响因素

通过分析黄土震陷的物理过程及其力学机制,指出非饱和黄土震陷实质上是土体广义固相介质响应外部动荷载作用的再固结过程。将影响黄土震陷的主导因素归纳为两方面,即土体广义固相介质的强度、体积特征和外部动荷载特征。介质的强度特征可通过引入土工试验获取的参数(粘聚力和内摩擦角)来宏观表征;体积特征可由能够反映土体欠压密程度的孔隙比描述。与非饱和黄土震陷的宏观物理力学机制相适应,粘聚力与内摩擦角主要反映土体的结构性强度(黄土强度特征),孔隙比则反映了土体再固结的潜在性态(黄土沉降量值特征);黄土强度特征对应土体抵御外部载荷的能力,黄土沉降量值特征对应外部载荷作用下的土体沉降能力。     

汶川地震在甘肃省的次生典型边坡灾害特征

汶川大地震时在甘肃省南部山区造成了大量的边坡灾害。本文对调查区公路沿线典型次生边坡灾害的类型、特征及发展趋势进行了研究,同时对一特大型黄土滑坡的现状进行了初步分析。针对调查过程中发现的问题提出了相应的建议。     

饱和黄土液化判别方法的两点发现

黄土液化实例多与现有可液化土地质年代规定不符。采用动三轴弯曲元试验设备对原状黄土饱和过程进行剪切波速跟踪测试,发现黄土浸水、结构先破坏再固结形成新的稳定结构的特点,证明经历过饱和的黄土已不能再视其为饱和前的地质年代。兰州马兰黄土中的黏粒有些是以黏土团块的形式存在,而黏土团块并不影响其他部分粉质土的液化,因此对于此类土应用黏粒含量进行液化判别时,应考虑将黏土团块不计入黏粒含量。     

兰州丘陵沟壑区挖方黄土高边坡面临的工程地质问题及稳定性分析

通过对兰州黄土丘陵沟壑区大量黄土挖方高边坡的实地调查发现,这些刚开挖不久的黄土边坡多数都出现了不同程度的工程地质问题,如卸荷裂隙、坡面冲沟、落水洞、局部滑塌等。通过有限元方法,对挖方过程进行数值模拟,结果显示挖方后的位移场、应力及应变场都出现了显著变化,挖方后的应力释放与局部集中、卸荷作用、风化作用及雨水冲刷等内因与外因及其相互作用是出现各种工程地质问题的根本原因,而这些问题又会导致边坡稳定性出现不同程度的降低。黄土丘陵沟壑区的自然边坡在天然状态下坡体稳定,用不同计算方法计算的安全系数达1.7左右;人工切坡以后坡度变陡,边坡整体稳定性下降,安全系数下降了约0.6;在Ⅷ度烈度地震作用下挖方边坡处于临界状态,存在失稳风险。因此,在该类场地上的建设工程项目中必须重视挖方边坡的抗震设防问题。     

黄土高原地震作用下黄土滑坡滑距预测方法

为评估黄土高原地区地震滑坡致灾区域,提出一种基于模糊信息优化处理的地震滑坡滑距预测方法。在野外调查、室内试验和分析的基础上,对黄土高原的地震滑坡类型、性质和影响因素进行分析。以摩根斯坦-普莱斯法计算黄土边坡的稳定性,建立边坡最小安全系数与影响因素的关系,其影响因素主要包括地震烈度、比高、坡角、容重、内黏聚力、内摩擦角等,并在此基础上得到纯黄土地震滑坡滑距的影响关系。将黄土高原地区数次大震中采集到的93个样本数据进行归纳分析,建立模糊信息优化处理模型。所得的计算结果通过误差校验和与其他滑坡滑距预测方法进行对比,来证明本模型有较高的准确性。最后对天水市22个潜在滑坡的边坡进行滑距预测。     

甘肃典型夯土民房承重墙体加固试验研究

武都是甘肃省典型夯土民房使用地区,研究其夯土民房的抗震性能对于防灾减灾具有重要意义。在试验中,使用武都当地常用土料,完全按照其施工工艺夯筑4片夯土墙体试件,利用伪静力方法研究了素土墙体与使用铁丝网加固墙体的抗剪强度。结果显示：①在竖向荷载10 kN条件下,加固墙体试件较素土墙体试件的水平开裂荷载和极限荷载分别增长了73%和38%,在竖向荷载18 kN条件下,加固墙体试件素土墙体试件的水平开裂荷载和极限荷载分别增长了76%和5%;②随着竖向荷载从10 kN增加到18 kN,素土墙体试件的水平开裂荷载与极限荷载分别增长了217%和359%,加固墙体试件的水平开裂荷载与极限荷载则增长了223%和249%;③在水平往复荷载的作用下,夯土墙体始终沿着夯土层间的水平和垂直接触裂缝产生破坏,最终碎裂成块体。     

黄土液化机理和判别标准的再研究

本文结合作者的试验研究和国外最新研究进展对黄土液化问题作了一些深入讨论。在一定的条件下,黄土可能发生液化,而且相当一部分黄土符合“修正的中国标准”。从液化机理上讲,黄土液化属于流滑。试验研究发现,黄土液化过程与应变发展有内在的联系,因而在动三轴试验中用轴向应变作为黄土初始液化的判别条件更符合实际。最后,通过对俄罗斯、美国和中国黄土的对比研究,作者认为黄土的粒度组成对黄土的液化特性有明显的影响。     

基于等速线模型的一维黄土动荷载响应分析

本文以兰州黄土为研究对象,开展了不同加载速率条件下的K0压缩试验,并结合试验结果和“等速线理论”研究了震动荷载作用下黄土的动力学响应及其影响因素。研究结果显示,随着加载速率的升高,回弹系数(a)、塑性压缩系数(b)、前期固结压力(σp)以及内变量参考时间(τp)均会产生显著变化。其中,加载速率的升高对内变量参考时间影响最为剧烈,而加载速率对黏塑性应变速率参数(c)的影响可以忽略。通过对比震动荷载作用下土体应变发展的计算和实测结果表明,基于加载速率较快的试验结果获取的模型参数,其理论预测精度较高。在计算动力学问题中,σp的量值较静力条件下获取的参数要小2~3个数量级,这是使用该模型计算动力问题与静力问题的最大不同。进一步的计算分析表明,震动荷载作用下的动应变幅值与回弹系数正相关,而(b-a)/c和应力比(震动荷载的平均值与前期固结压力之比)正比于动荷载初期作用下发生的塑性应变(“残余应变”)。因而,在评价土体动荷载作用下的“残余应变”时,应综合考虑各力学参数和应力状态的影响。     

西部大开发中的黄土地震灾害问题

黄土是一种多孔隙弱胶结的第四纪沉积物 ,它广泛分布于亚洲、欧洲、北美和南美等地 ,涉及中国、前苏联、法国、德国、波兰、匈牙利、罗马尼亚、墨西哥和美国等许多国家。在我国 ,黄土主要分布于黄河中、下游的甘肃、宁夏、内蒙古、陕西、山西、河南和河北诸省区 ,在东北和新疆也有少量黄土分布 ,覆盖面积达 6 4万ｋｍ2 ,约占我国领土面积的 6 6 % ,占世界黄土覆盖面积的 49%。特别是我国西北地区 ,黄土分布广 ,厚度大 ,地层完整 ,地貌类型多而复杂 ,为世界上黄土最为发育的地区。由于黄土微结构所具有的独特动力性质 ,使其表现出很高的地震…