甘肃永登湿陷性新近堆积黄土的微观结构分析

甘肃永登县树屏村某工程场地土为第四纪新近堆积黄土,其工程性质较为特殊,具有较大的湿陷性,但在天然湿度下震陷性却很小。本文利用扫描显微镜对其微结构图象进行分析,同时结合土工试验结果,揭示了导致其特殊工程性质的微观机理。最后提出了在工程施工中应注意的问题。     

1995年永登地震黄土震陷变形特征及其形成机理

通过对1995年永登地震形成的黄土震陷场地现场考察及震区震陷形成的地震动和黄土厚度条件,用震区震陷试验曲线计算了震区试验震陷量。并通过震区震陷黄土和未震陷黄土微结构对比分析,探讨了黄土震陷形成的机理。结果表明,震区试验计算的震陷量略小于实际地震震陷量;黄土震陷产生的机理为地震力剪切作用下孔隙结构破坏,在重力和压力作用下振动质密所致。     

黄土的震陷性与其微结构特征的关系研究

借助电镜扫描分析手段，对Q3震陷性黄土的微结构特征、颗粒形态等进行了分析。结果表明黄土的显微结构对震陷系数有较大影响，并与震陷的临界动应力关系密切。通过孔隙含量的定量测试分析，探讨了中大孔隙对黄土震陷影响，并对土样的微结构某些指标进行了比较和分析。     

甘肃永登5.8级地震黄土震害特征及机理分析

对１９９５年甘肃永登５．８级地震极震区黄土覆盖处的震害现象进行了分类,大致将其分为出现震陷性断坎和发生小规模滑坡两种．利用电子显微镜和图象处理系统对震区的黄土试样孔隙结构性进行了定量分析．应用常规土工试验取得了该地区黄土的物性指标和湿陷、震陷性质资料．通过对上述室内试验资料的分析认为该地区的黄土孔隙大,在遇水条件下易发生震害．结合野外考察的总体认识和室内资料并注意到震区在临震时曾有过短时间暴雨的现象,将此次地震的震害原因归结为雨水在坡面下渗,在坡脚处上浸和对坡脚的冲蚀等,并对两种不同震害现象发生的机理作了分析     

饱和黄土液化的孔隙微结构特征

通过对黄土中各类孔隙含量的定量测试及数理分析，介绍了黄土孔隙微结构的计算机图像处理分析方法，并从孔隙微结构的角度研究了饱和黄土液化机理。在此基础上，建立了孔隙微结构特征与黄土液化势的定量关系，从孔隙微结构角度对中国不同地区黄土液化势进行了评价。     

永登5.8级地震极震区黄土微结构孔隙性的定量研究

通过电镜扫描手段和计算机图像处理,对1995年永登5．8级地震极震区遭受地震影响和未遭受地震影响的黄土微结构变化的各项指标进行了对比试验和分析,并将分析结果绘成受震与未受震两种孔隙分布曲线。从这些曲线可以看出,不同地点的黄土孔隙分布特征不同;同一深度不同地点的孔隙分布亦有明显差异。对未受震(粒状架空孔隙结构)与受震(粒状镶嵌孔隙结构)黄土的微观结构进行了定量处理,其分析结果较好地解释了土体的工程性质。同时介绍了黄土微结构研究的方法和要求,通过对黄土微观结构的定量处理,揭示了黄土震陷性与黄土孔隙含量所占比例大小的内在关系,达到了确定黄土场地震陷量的目的,验证了利用微结构研究黄土结构变化的可行性。     

电镜图像在黄土结构性研究中应用的几个问题

电镜结构性图像是认识黄土结构特征,分析黄土土力学特性的重要方法。本文对不同研究目的情况下如何利用黄土电镜微结构图像的问题进行了探讨,并指出随着观察放大倍数的不同,黄土的结构性图像显示出明显的尺度效应。定义了黄土结构性的分类以避免因笼统使用“微结构”这一词所带来的指代不准确性。根据土力学研究的需要对黄土孔隙划分标准提出了新的认识,建立一套新的分类标准以便利于研究运用。最后综述了在研究中选用黄土电镜结构性图像的原则。     

黄土微结构图像处理的方法

本介绍了对黄土微结构电镜图像进行图像处理的常用方法。这些方法可以去除图像噪声，提高图像的对比度，使得图像便于进行人工解译或借助软件的图像分析。     

极震区黄土微结构的试验研究

本文以1995年甘肃省境内5．8级地震引起的黄土地区震陷灾害实例，对黄土微结构孔隙性进行了定量研究。通过电镜扫描手段和SEM图像处理技术，对极震区震陷性黄土微观结构的各项指标进行了比较分析，得出不同地点的黄土孔隙分布曲线；对极震区受地震破坏和未受破坏典型架空孔隙结构的黄土进行了定量处理，较好地解释了土体的工程性质，结合激光粒度分析仪对极震区黄土进行了测量和统计分析。同时对无震区与强震区黄土孔隙分布曲线进行了对比研究。结果表明：不同极震区的孔隙分布特征不同，同一深度不同区域孔隙分布曲线亦有明显的差异。     

黄土的湿陷和震陷

黄土的湿陷性和震陷性分别是黄土在遇水和地震作用下产生的岩土灾害。黄土湿陷性评价及防治已经相对成熟。有些专家试图联系二者,以便解决黄土震陷性的工程评价和处理。本研究中,作者分析了黄土湿陷性与震陷性之间的联系与差异。研究认为,二者的产生都基于黄土的亚稳态结构,都是黄土架空结构破坏所引起,但其触发机制却是不同的。湿陷性产生的主要原因是吸力丧失,而震陷性主要由黄土在动荷载作用下的土体剪切破坏所导致。因此,关于二者之间的联系还不存在坚实的物理基础。     

我国黄土的微结构类型与震陷区域划分

对比我国中西部成土年代相近的浅层风成黄土（不考虑地形地貌）,针对不同成土环境下微观结构及其震陷性大小,初步将中西部黄土的微结构类型划分为五类：Ⅰ,近砂源快速降砂微结构;Ⅱ,强降尘弱成壤微结构;Ⅲ,冷干慢速降尘弱成壤微结构;Ⅳ,中湿成壤微结构;Ⅵ,温湿成壤微结构.微结构类型对于震陷性等工程性质分析有借鉴作用,具体体现在颗粒大小、粒径分布、排列方式,颗粒之间的胶结程度、接触方式等.通过分析黄土地区气候变化引起的地域性微观结构类型差异,区域性微观结构的气候形成机制来研究黄土的致灾特征,进一步获得黄土地区土层微结构的地域性差别导致的震陷变形强弱信息.这对于黄土建筑工程场地的设计以及提出针对性的防护措施有重要意义.     

考虑非饱和土与结构特征的黄土湿陷性讨论

首先从黄土的结构特征认识出发探讨了黄土湿陷性的内在因素;其次通过试验数据分析找出对黄土湿陷性影响最大的因素,并进而研究了黄土湿陷发生的作用机制。由此从内因和外因两方面较好地阐述了黄土湿陷性的实质及其发生机制。     

黄土震陷初判指标的界定研究

通过对宝鸡和兰州地震小区划中所获得黄土震陷数据的统计,对黄土震陷的影响因素如含水量、孔隙比、干密度、初始弹性模量进行了分析,得出了对震陷初判更实用、更为具体的多项指标标准,并对弹性模量应用于黄土震陷的判断进行了探讨。     

黄土震陷研究及相关问题探讨

The research and achievements made on seismic subsidence of loess, obtained over the past 30 years, were reviewed. Seismic Subsidence of Loess （SSL） has been verified by microstructure characteristics, dynamic triaxial experiments, and in-situ explosion tests, and has become an important subject in the field of seismic loess engineering research. While, the research is still in the stage of theoretical study of saturated soil, and there are no representative cases of seismic subsidence of loess in historical earthquakes. It is difficult to express structure characteristics using microstructure morphology. While, soil mechanics are available methods for this. Seismic subsidence judgment is absolute in some certain value ranges for several parameters. Therefore, probabilistic judgment should be developed. The seismic subsidence ratio is estimated mostly by empirical formulas or semi- empirical and semi-theoretical formulas, which are based on laboratory data. These formulas are not established on the basis of physical process and mechanics of seismic subsidence, and this leads to more variables, complicated computation, and poor practicability. To solve these problems, we need to distinguish the main factors and corresponding variables, to establish a mechanics model for seismic subsidence estimation, and to characterize its physio-mechanical process. The key of anti-seismic subsidence treatment is to reduce the seismic subsidence property of soils, and to lower the interaction between the soil body and underground structures.     

黄土震陷时微观结构随动应力变化分析

通过黄土微观结构图像的处理可以很好地提取黄土微观结构要素。本文取通渭老地震区的黄土做震陷实验,应用土体微观结构定量分析系统对不同正弦荷载下震陷土样的微结构图片作定量化结构效应分析,探讨了其不同动应力荷载下的微观结构参数变化规律,并建立了各参数与动应力的对应关系。结果表明,黄土震陷由其微观结构及外部荷载共同决定,各微观要素在震陷过程中有不同变化,孔隙的有效直径、孔径分维、连通率和颗粒定向度的微结构参数变化与残余变形变化基本保持一致。     

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。     

海原地区黄土的微观结构及地脉动特征分析

1920年8.5级地震诱发了大量的黄土滑坡,对研究黄土地区的滑坡灾害、土层地脉动特征分析具有重要意义。基于高精度电子扫描显微镜（SEM）分析发现海原地震现场表层黄土为架空孔隙弱胶结微观结构,且该黄土是以粉粒为主的低黏性粉土,有震陷和地震滑坡的高风险。基于地脉动测试得到滑坡场地15个地脉动数据,采用傅里叶变换法对苏堡村滑坡土层的脉动特征进行分析,获得地脉动频谱特征曲线。研究表明场地卓越周期建议值为0.126 s,将其划分为坚硬场地,可为该滑坡场地类别划分作为参考,同时发现滑坡体与未滑体的地脉动特征有较大差异,可为海原地震滑坡的脉动特性分析提供依据。     

黄土地区地震滑坡的分布特征及其影响因素分析

黄土地区极易形成地震滑坡灾害。现场调查显示，受大地构造单元、基底岩层结构、地形地貌条件、地震烈度、断裂构造和马兰黄土临空厚度等因素影响，地震黄土滑坡的展布形态较为复杂，在空间上分布很不均匀，常表现为片状、带状和线状展布，并在不同区域有不同的发育特点。在地震黄土斜坡稳定性分析和灾害预测中，必须考虑多项影响因子。