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。     

一种改进的小波域均值滤波算法

针对传统的小波域均值滤波算法在重建之后会产生马赛克效应的缺陷,提出一种基于形态学开运算改进的小波域均值滤波算法,利用开运算的滤波特性,从几何结构的角度针对性地处理马赛克效应,从而降低马赛克效应对干涉相位图像质量的影响,并将改进的小波域均值滤波算法与传统的小波域均值滤波算法、InSAR干涉相位图去噪中经典的自适应均值滤波、自适应中值滤波、Goldstein滤波以及非局部均值滤波滤波进行实验对比.实验结果表明:改进的小波域均值滤波算法优于其他几种算法.     

黄土与其矿物颗粒表面水膜类型及其定量表征

黏性土中细粒表面水膜是影响其物理力学性质的内在因素。经典土力学一般将土粒表面水膜分为强结合水和弱结合水,即所谓双电层模型,弱结合水的存在是土具有可塑性的原因,强弱结合水的界限含水率为塑限,该模型很好地解释了黏性土的稠度变化及其有关的物理力学行为。然而,通过等温吸附试验发现,土粒表面还存在吸附水膜,对非饱和土高吸力段的物理力学特性有重要影响。为此,本文将黄土颗粒表面水膜分为单层吸附水、多层吸附水、强结合水、弱结合水和自由水5种类型。取甘肃正宁Q₂最顶层的L₂黄土试样,采用等温吸附和液限、塑限测试,对该黄土样和其中的单矿物颗粒各水膜之间的界限含水率进行了定量表征,并测试黄土试样的土水特征曲线（SWCC）,在SWCC上界定了这些界限含水率与基质吸力的关系。当水汽压很低时,土粒表面的吸力来自水的偶极分子与颗粒表面离子间的静电引力,形成单层吸附水,水膜厚度为1个水分子直径;离颗粒表面超出水分子直径的地方,吸力来自范德华力,水的偶极子相互靠拢呈定向排列,形成了多层吸附水;当土粒周围水分增加,颗粒表面未平衡掉的分子引力又可吸引更多的极化水分子,此时在吸附水的周围形成结合水,结合水又分为强结合水和弱结合水;吸附水和结合水膜以外的水为自由水。     

非饱和黄土强度参数的试验研究

非饱和土强度理论的研究是非饱和土力学的核心问题。目前公认的非饱和土强度理论是Bishop的单变量理论和Fredlund的双变量理论,二者都引入了基质吸力这一应力参数,只是前者将其归到有效应力中,后者作为独立变量。要得到这两个公式中相关参数需利用控制基质吸力的非饱和土三轴仪或直剪仪测定,控制基质吸力是通过同步增加气压和孔隙水压力保持吸力不变实现的,即所谓的轴平移技术,该项技术一直面临测试周期长的困难和合理性的质疑。鉴于此,本文采用不同含水率的常规三轴CU试验,测定了有效稳态强度参数,得出了吸应力和体积含水率的关系曲线,非饱和强度直接用吸应力函数表达,该强度公式回避了测定基质吸力的问题,便于在工程实际中推广。为了进一步和Bishop及Fredlund的强度公式进行对比,又用张力计测定了同一试样的水土特征曲线,获得了其强度参数。理论上,这3种强度理论对机理的解释不同,但在数学上可以互相转化。从工程应用的角度,基于吸应力的抗剪强度更便于工程应用。     

陇东陕甘边界降雨水毁灾情调查与启示

黄土地区降雨导致的水毁灾害常有发生,造成严重的工程灾害和人员伤亡。对已有水毁灾害的调查和成因分析,可为防治区灾害提供经验。2021年8月中旬至10月初,在陇东陕甘边界黄土地区持续了50多天降雨,引发了大量水毁灾害,导致G211国道中断两周。文中介绍了这次降雨在G211沿线及其附近的村镇引起水毁灾害的现场调查情况,发生在村镇的水毁灾害有黄土窑洞塌陷、土质房屋和夯土围墙倒塌;发生在道路上的水毁灾害有路基外缘沉陷开裂,路基内侧边坡崩塌、斜坡浅层滑移及滑坡泥流等地质灾害。这些灾害规模小、影响范围不大;但数量多、致灾性较为普遍。文章还调查了植被对黄土斜坡稳定性的有利和不利影响。针对水毁灾害,分析其原因并提出了村镇和道路建设中针对此类水毁灾害的预防措施。     

黄土垂直节理形成机理的试验模拟

通过室内试验模拟自然沉积作用下黄土中水的渗透性,发现黄土垂直节理是地表水入渗过程中形成的。根据室内模型试验,建立一理想颗粒排列模型,利用TEN-15型张力计实测的土-水特征曲线,计算从饱和到非饱和状态的变化过程中土颗粒的相互作用力的变化。结果表明:地表水在下渗过程中,初始沉积的黄土含水量发生变化,基质吸力和表面张力产生的粒间引力也发生变化;粒间引力会随着粒间距的减小而急剧增大,而且其随含水量的变化规律与粒间距的大小有很大关系;由于初始沉积的黄土粉粒结构疏松,粒间有极弱的支撑,改变含水量状态产生的粒间引力在较小的量级便会使土颗粒相互靠近,而颗粒间距减小,则粒间引力急剧增大,土体整体收缩导致局部拉裂形成垂向裂隙,即垂直节理。     

长江三峡归州老城滑坡稳定性评价及治理方案论证

对三峡归州老城滑坡的区域地质环境、工程地质特征作了介绍,分析了影响滑坡的各种因素,并对该滑坡的稳定性进行了计算和评价,当库水位上升到156 m以上,该滑坡处于欠稳定状态。在此基础上针对该滑坡设计了两套治理方案,支挡方案1:抗滑桩(一排) 截排水沟,支挡方案2:抗滑桩(两排) 截排水沟,并从这两套方案的工程投资、施工条件、对周围环境的影响和治理后的工程可靠性等方面综合比较,最终确定方案1为治理方案。