西安黄土土性相关距离的统计分布特性研究

土性指标概率模型参数的确定是进行岩土工程可靠度分析和设计的基础。为了更好地推行岩土工程可靠度设计,应该首先建立地区土性参数的概率模型。作为反映土性指标自相关特性的相关距离,研究其区域分布特性,建立其概率分布模型是必要的。本文收集了西安黄土的176个钻孔CPT数据,利用其端阻值qc作为样本,采用递推空间法计算了各层西安黄土的相关距离。研究了计算结果的统计特性,并对其均值进行了单侧置信区间估计,提出了各层西安黄土相关距离的代表值。建立了西安各层黄土相关距离的概率模型,对模型参数进行了估计,采用皮尔逊-卡方检验法对模型进行了拟合优度检验,检验结果认为其符合Beta分布。     

相关函数法求解土性参数相关距离

介绍了相关距离在岩土工程应用中的实际物理意义,探讨了相关函数法计算相关距离的基本思路、标准相关函数型式的选择标准以及一些典型土层的标准相关函数类型。计算中发现,当土性参数的标准相关函数符合指数函数,尤其是单指数时,相关函数法能较合理地确定相关距离值。通过大量计算,得出了石家庄市桥东区3种典型土层的相关距离的分布范围,对于指导岩土工程勘测中的钻孔布置和取样间距具有一定的实际应用价值。同时得到相关距离具有区域性的特点,分区域研究具有重要的实际意义。     

土性参数相关距离的计算研究和统计分析

通过大量计算,对求相关距离的各种方法进行了对比研究,对太原和杭州地区典型土层的相关距离进行李统计分析,还结合某一工程实例讨论了相关距离估计的贝叶斯方法。     

西安地铁五号线湿陷性黄土浸水特性研究

黄土的大孔隙结构使其在浸水后易发生破坏产生湿陷,从而对工程的安全性造成影响。本文以西安地铁五号线区内的湿陷性黄土为研究对象,通过现场浸水试验对其浸水特性开展研究。试验场地布设了直径为23.0m的渗水试坑,注水历时39d,停水后观测15d。试验结果表明：①随着浸水时间增长,坑内和坑外各水分计读数依次变化,浸水前期变化速率较快,后期趋于平稳,停水后逐渐降低;土体垂直渗透速率明显优于水平渗透速率。②地基土在浸水后的影响范围形状类似一个倒置的漏斗,在古土壤处略微向外突出;浸润区与饱和区的影响范围随深度的增加而逐渐增大,饱和范围总体小于浸润范围。③地表沉降总体上以中心Z0标点为中心大致呈对称发展,自重湿陷量随着距试坑中心点Z0距离增加呈减小趋势,组合测线沉降剖面呈不规则的U字形;各浅标点沉降速率呈现小大小稳定的特点。④湿陷量发展过程与水分扩散过程较为吻合,大致呈现4个阶段：湿陷迟滞段,湿陷突变段,湿陷缓和段,湿陷平稳段。本文的研究成果可为西安地铁五号线及区域内其他相关工程建设的开展提供技术支持和参考。     

源区距离对黄土粒度多组分分布特征的影响

利用高分辨率激光粒度仪MS2000对陕西渭南、北京灵山、河南邙山等地大量黄土样品的粒度多组分分布特征进行了系统研究,总结了其多组分粒度分布及组分间差异特征并讨论了源区距离对黄土粒度多组分分布特征的影响。取得了以下认识：（1）黄土粉尘粒径以〈70μm的悬浮组分为主,其粒度由细、中、粗3个组分（中值粒径范围分别为〈1μm、1～10μm、10～70μm）构成,表现为多组分粒度特征。粗粒组分含量最高,峰形最明显。粗粒与中粒组分粒径与百分含量变化很大程度受控于源区距离变化。（2）不同地区黄土粉尘粒度差异明显,粗粒组分中值粒径随源区距离增加而减小,二者负相关;中粒组分百分含量随源区距离增加而增加,二者正相关。（3）粒度组分分离方法能够反映同一源区粒度的细微差异,显示其粒度组分分离的优越性。（4）理论推导了黄土粗粒组分的中值粒径与源区距离的关系并用实际拟合函数验证了其正确性。     

Q_2黄土流变特性及其统计损伤流变模型

通过对西安地区不同湿度原状Q2黄土的单轴蠕变试验和三轴蠕变试验,得到了Q2黄土的单轴、三轴蠕变曲线和应力-应变等时曲线。试验曲线分析表明,Q2黄土具有明显的非线性流变特性。Q2黄土的粘弹性特性可采用五元件广义的Kelvin模型来描述,其线性粘塑性特性可用与一滑块并联的Maxwell模型来描述,而非线性粘塑性特性可通过损伤与塑性应变的耦合作用来反映。在考虑损伤门槛值的统计损伤及黄土粘弹塑性组合模型的基础上,应用应变等效原理,建立了考虑瞬时损伤的统计损伤流变模型,并通过拟牛顿法确定了相应的模型参数。该模型能够很好地模拟黄土流变非线性特征,该模型不仅参数较少,而且适用性较广。     

土性平稳随机场的空间统计特性分析

阐明了平稳随机场的空间统计特性,根据平稳随机场各态历经性概念,讨论了土层满足各态历经性的条件,以及计算空间平均方差和相关距离的公式。并结合工程实例,分析了空间平均方差计算的影响因素。     

黄土土性参数的统计分析

讨论了土性参数不确定性的主要来源, 并对黄土高原典型地段黄土土性参数进行了详细地统计分析, 结果表明黄土土性参数的均值、标准差和变异系数具有明显的区域性特点, 土性参数的统计必须针对具体的工程进行。黄土的物理力学指标的分布多服从正态分布, 在边坡可靠度计算中各指标均可用正态分布近似。     

水泥改良黄土力学特性试验研究

通过大量土工试验和理论分析,研究了水泥改良黄土的击实特性、压缩特性、强度特性以及影响因素,在列车重复荷载作用下的动力特性,论证了水泥改良黄土作为高速铁路路基基床底层填料的可行性。     

西安黄土土性参数随机场模型的适用性探讨

能否用齐次正态随机场模型来模拟土体性质的空间分布特性,其关键在于土性随机场模型是否具有平稳性和各态历经性。国内大多数研究都是在假定土性随机场模型是平稳随机场的条件下研究应用Vanmarcke 模型的。关于黄土的土性参数的空间特性研究亦是如此,未对其土性剖面随机场的平稳性及各态历经性进行检验。本文以西安市曲江某项目29个钻孔的双桥静力触探(CPT)数据为研究样本,首先讨论了关于原始数据的齐次化处理,即趋势分量的消除方法。然后对该场地黄土土性剖面随机场的平稳性及各态历经性进行了检验,检验结果表明:西安黄土梁洼地貌上的Q3黄土层、Q3古土壤层和Q2黄土层其土性随机场模型具平稳性和各态历经性。故Vanmarcke 随机场模型适用于模拟西安黄土土性剖面。     

空间递推平均法在估计土性指标自相关距离中的应用

像许多土层一样,黏性土层的土性参数也具有空间变异性。土性参数的空间变异性主要是由沉积和成岩等地质作用和环境因素导致的,而相关距离的确定是分析土性参数空间变异性的关键。为了分析天津南疆港地区土层参数的空间变异性,对确定土性参数相关距离的空间递推平均法及其改进方法进行了汇总分析,并结合地质勘查资料,运用改进的空间递推平均法对天津港地区典型土层的垂直相关距离进行了统计分析,得到了典型土层地区性代表值,对该地区岩土工程的可靠度分析及勘探点位的选取具有重要的指导意义。此外,还结合工程实例讨论了相关距离的贝叶斯估值法,贝叶斯估值法比直接取平均值确定自相关距离的方法更为可靠、合理,应用贝叶斯定理对天津港南疆石化码头淤泥及淤泥质黏土层的自相关距离进行估值,为今后该地区的取样间距选择提供参考,也为可靠度理论在该地区岩土工程中的应用提供有价值的参数。     

西安何家营全新世黄土磁化率的古气候环境

探讨西安地区全新世以来古气候环境的变化规律,通过西安何家营村全新世黄土剖面的地层岩性描述,运用磁化率年龄模型确定地层年代序列,根据所采样品的磁化率值绘制磁化率曲线来分析全新世气候变化。同时选取其他学者所建立的气候曲线进行对比,将西安地区全新世气候分为5分阶段：10～8．5kaBP,冷暖转换阶段;8．5～7kaBP,大暖期冷暖波动阶段;7～5kaBP,大暖期鼎盛阶段;5～3．4kaBP,大暖期温度波动暖和阶段;3．4kaBP至今,气温先下降后稳定阶段。     

豫西东部黄土工程特性研究

豫西东部堆积了第四纪不同时期的风成黄土及冲积、冲洪积黄土状土,全新统黄土、上更新统黄土具有湿陷性,为弱-中等湿陷.中更新统黄土一般不具有湿陷性.黄土的微观结构与土的形成时代、成因类型关系密切,全新统黄土颗粒间为开放或次开放式架空结构,具有较高的湿陷性,上更新统黄土接近接触式胶结,存在粒间架空孔隙,潜在弱-中等湿陷性;中更新统黄土为不等粒基底胶结结构,存在骨架接触式孔隙,一般不具有湿陷性;同时,黄土的渗透性又具有各向异性.     

基于CPT资料的土性参数随机场特性研究

通过CPT资料研究土性参数随机场特性是一种比较理想的方法。土性参数随机场的平稳性是后续研究的先决条件之一,可以通过Bartlett统计量进行检验,但采用不同的模型拒绝域相差比较大,这样给实际应用造成困难,新模型LGS由于适应范围广可以解决这一问题。从随机场的基本理论出发,介绍了新相关模型LGS的数值模拟方法。基于LGS相关模型,采用修正的Bartlett统计量对随机场平稳性进行检验,统一了拒绝标准。用两组数据进行了实例分析,通过编制的程序进行计算,结果表明,这种相关模型对不同形式的相关函数有较好的适应性,可以解决拒绝域不统一的问题。     

关中平原湿陷性黄土渗透特性试验研究

黄土的湿陷性和渗透性相互影响,黄土的湿陷是由水的渗透浸润引起的,而渗透特性又直接决定着湿陷的发生和发展。本研究采用现场双环渗透试验以及原状样室内变水头渗透试验,对关中平原湿陷性黄土渗透特性进行了研究。研究发现黄土的结构、构造以及土体成分是影响黄土渗透性的重要因素,黄土的干密度和孔隙比对其渗透系数影响较大,黄土湿陷后,渗透系数明显变小。现场渗透试验测得的非饱和渗透系数大于室内试验测得的饱和渗透系数,现场渗透试验更贴近于工程实际。     

相关函数法计算相关距离的分析探讨

根据数百个土层土性参数相关距离的计算, 对相关函数法计算相关距离的方法、相关函数型式选择、拟合范围等问题进行了分析探讨。     

水泥改良黄土力学特性试验研究

利用多种室内试验手段对重塑黄土和不同配合比（4%、5%、6%、7%）水泥改良黄土的物理力学性质进行了研究,试验结果表明：未经改良的黄土的力学性质不能满足高速铁路路基的设计要求,不能直接作为路基填料使用;水泥改良黄土的工程性质较重塑黄土有大幅度的提高;配合比达到5%及以上的水泥改良黄土的力学控制指标均能达到高速铁路对路基填料的要求;建议改良黄土路基填料的水泥配合比为5%~6%。     

震后黄土动力学特性试验研究

为了研究地震区震后黄土的动力性质,为黄土地区灾后重建提供合理可靠的地震安全性评价参数,本文通过对甘肃省永登地震区震后黄土的动力特性试验研究,探讨了震后黄土的土动力学特性,研究结果表明,震后黄土在动荷载作用下的动力学性质与该地区原状黄土的动力学性质有较大的差异,主要表现在动弹性模量地降低和残余变形(震陷)的明显增大特性。     

关于土层相关距离计算方法的研究

根据随机场理论,对求解土层相关距离的递推空间法和相关函数法进行比较和探讨,指出两种方法所求得的相关距离值存在偏差的原因,并从理论上证明当样本容量足够大时两种方法的计算结果可以得到统一。对相关函数法作出改进,使其更易于曲线的拟合和参数的确定,最后采用实际工程的勘察测试资料进行了分析计算,验证了由计算公式推导所得的结论在实际工程中也是成立的。     

用相关函数法求静探曲线相关距离的讨论

通过南水北调工程中一百余条静探曲线的相关距离研究,对用相关函数法求静探曲线相关距离过程中所出现的各种问题,如计算方法的选择、异常数据的影响、样本容量的选取等进行了分析。