黄土的孔隙与湿陷性研究

实验资料表明，0.02-0.08mm之间的架空孔隙是引起极强湿陷和强湿陷的主要原因；0.008-0.02mm之间的支架孔隙是引起中等湿陷和弱湿陷的主要原因；不同湿陷性的黄土孔隙组合不同，极强湿陷和强湿陷黄土的突出特点是架空孔隙组合成网格状；湿陷后减少的孔隙数量在0.8-20%之间；宏观孔隙对湿陷也有一定影响；黄土的湿陷性是在干旱与半干旱地区的土壤化过程中产生的。     

黄土的多级湿陷性研究

在野外现场渗水试验和室内实验的基础上,探讨了黄土湿陷性与湿度的关系,提出了黄土广义湿陷系数和潜在湿陷系数等新概念,定量分析了这些参数与湿度的关系。据此,作者认为黄土可以不是一次完成浸水湿陷,具多级湿陷特性。     

黄土结构强度与湿陷性的关系初探

阐述了黄土结构强度的概念和测定方法及其变化规律,并依据其与含水率的幂函数关系以及黄土湿陷系数与含水率的幂函数关系,找到了结构强度与湿陷系数的线性拟合关系,对黄土结构强度与湿陷性的关系进行了分析。结果表明,黄土的初始含水率越大,结构强度越小,湿陷系数也越小;在含水率相同或相近的情况下,黄土的湿陷系数会随着结构强度的增大而减小。     

对高压消除黄土湿陷性的探讨

湿陷性黄土具有很强的结构性,天然状态下处在欠压密状态。黄土湿陷变形的特点是：变形量大、速率快而又不均匀,往往使建筑物发生严重变形甚至破坏。当湿陷性黄土含水量较大时,压力便成为影响黄土湿陷性的一个主要因素。压力与黄土湿陷性之间的变化关系如何？能否通过高压来消除湿陷性黄土的湿陷性？在土质差异较大时,双线法试验的精度能否满足工程要求？本文通过理论分析及试验对这些问题进行了有益的探索。     

原状黄土显微结构特征与湿陷性状分析

基于原状黄土的显微结构扫描电镜及室内湿陷性试验,分析了黄土的微结构特性和不同压力不同含水量下黄土的湿陷性状及其之间的内在联系,结果表明:随着埋藏深度的增加,由支架大孔微胶结结构逐渐变为镶嵌微孔半胶结结构,支架大孔孔隙发育逐渐变为粒间孔隙发育,再为微孔孔隙发育;黄土在增湿情况下其湿陷系数-压力关系曲线由三部分组成,初始压缩变形阶段,是结构强度发挥阶段,变形较小,黄土微结构没有遭到破坏;曲线第一转折点s=0.015后,原有结构破坏,微结构发生变化,颗粒重新排列,湿陷速率增大,是湿陷变形主要阶段;达到峰值后,颗粒间形成了新的结构,湿陷变形幅度减小;随着骨架颗粒连接逐渐变为非架空的镶嵌排列,湿陷起始压力及峰值湿陷压力值随着埋藏深度的增加而增加,而峰值湿陷系数和湿陷变形量的压力范围随着埋藏深度的增加而变小;骨架颗粒特征和孔隙特征是黄土湿陷性的内在影响因素,而胶结物的多寡及胶结状态是黄土湿陷性强弱的主要影响因素之一。     

黄土湿陷性评价若干问题探讨

根据实际经验，对在特殊条件下湿陷性黄土场地的湿陷类型及地基湿陷等级的评价问题，阐述了作者的认识和见解。     

考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究

卸荷作用会导致湿陷性黄土部分湿陷量未发生,但目前黄土湿陷性评价方法中未考虑卸荷因素的影响。推导并建立了卸荷条件下黄土湿陷系数的表达式,并通过卸荷湿陷试验确定了表达式中的参数取值。首先定义湿陷完成比、卸荷应力比分别用来表征卸荷作用发生前黄土湿陷变形的完成程度及卸荷作用发生时卸荷量的大小。运用湿陷完成比及卸荷应力比推导出卸荷湿陷系数的计算公式。该公式揭示出卸荷湿陷系数是对湿陷系数一定程度的折减,而该折减与湿陷完成比及卸荷应力比有关。随后进行黄土在不同湿陷完成比和卸荷应力比下的卸荷湿陷试验,得到上述条件下黄土卸荷湿陷量的取值。对试验结果进行分析得到卸荷湿陷系数的具体表达式。该公式可用于计算在不同初始压力下,任意湿陷完成比及卸荷应力比下的卸荷湿陷系数。通过对比卸荷湿陷系数的试验值与计算值验证了所推公式的合理性及准确性。得到了考虑卸荷作用的黄土湿陷性影响系数的确定方法,进一步总结了卸荷作用对黄土湿陷性的影响规律。     

湿陷性黄土地基侧向防渗结构模型试验研究

水分对于湿陷性黄土地基具有重要影响。本文通过室内土工试验,得到兰州黄土和灰土的物理力学参数;并通过室内模型试验研究了不同侧向防渗结构对于路基的侧向防渗效果;同时对路基进行了沉降监测。试验结果表明:灰土的渗透系数远小于黄土的渗透系数;经过灰土挤密桩和灰土防渗墙处理的工况,其土中含水量远小于不作侧向防渗处理的情况,且路基的湿陷变形情况明显改善。其中灰土防渗墙的防渗效果比灰土挤密桩的更好。试验结果可有效地指导湿陷性黄土路基的防渗处理,为湿陷性黄土地基处理提供新的思路。     

浅谈黄土湿陷系数与土的干密度孔隙比的规律

黄土在一定压力下,受水侵蚀后结构迅速破坏而产生显著附加沉陷的性能,称为湿陷性。湿陷系数＆愈大,说明黄土的湿陷性愈强烈。一般黄土层湿陷性随深度增加而减弱,但不呈线性关系。但是黄土是否具有湿陷性可以依据土的干密度（ρd）、孔隙比（e0）的大小做较直观的判断。     

黄土孔隙结构的分形特征与湿陷性关系的探讨

根据已有的资料,探讨了黄土孔隙结构的分形特征,定义了分形特征孔隙半径r2,讨论了分形特征与湿陷性的关系。结果表明,分形特征半径r:与湿陷性具有良好的线性关系,分维值Dx可以反映黄土剖面的成土地质年代。     

西峰塬黄土的湿陷性研究

采用双线法对西峰塬原状Q3黄土进行增湿、减湿情况下的压缩试验。分析了黄土的湿陷变形随湿度及压力的变化规律。利用SEM技术测试了黄土湿陷前后的微结构变化,采用微结构定量化分析方法和分形分维集合方法分析了黄土试样微观孔隙的变化规律。结果表明:(1)黄土湿陷性的产生是构成黄土架空孔隙的刚性结点变异导致。(2)同级压力下超越湿陷率随初始含水量的增加而变大; 初始含水量在同一水平下,随压力的增加超越湿陷率逐渐变大。(3)黄土湿陷过程伴随孔隙数量大幅增加,平均孔径减小,孔隙面积缩小,大中孔隙数量骤降; 孔隙结构变得更加复杂。本文提出了黄土超越湿陷率的概念及受外界因素的影响规律,分析了非饱和黄土的湿陷机理,即水分和外力不同组合情况的湿陷性。     

湿陷性黄土试验方法探讨

对湿陷性黄土试验方法进行了探讨，分析了现行试验方法的不足，提出了改进办法。     

关于黄土湿陷性评价和剩余湿陷量的新认识

在总结诸多大型浸水现场试验成果的基础上,提出了一些关于湿陷性评价方法和剩余湿陷量合理控制等问题的新认识,目的是为了修正自重湿陷性黄土场地的自重湿陷量计算值与其实测值之间的差异,并减小地基处理深度。在获取自重湿陷量的计算值时,引进了一个深度修正系数?,使自重湿陷量和湿陷量的计算值接近实测值,这在一定程度上降低了较深部位黄土的剩余湿陷量。在获取湿陷量计算值时,提出了扩大湿陷系数阈值(0.015)的方案,并与深度修正系数?联合使用,达到了扩大湿陷量的计算值和降低较深土层的剩余湿陷量的目的。提出了大厚度自重湿陷性黄土场地的湿陷临界深度的概念,通过若干资料将其初步确定为20²5 m之间,结合深度修正系数和扩大湿陷系数阈值方法,使用湿陷临界深度概念,可以更为有效地降低较深土层的剩余湿陷量。新的研究思路可为自重湿陷性黄土场地的类似工程和黄土规范的修订提供一定的参考。     

黑方台黄土的孔隙特征及其与湿陷性的关系分析

为探究黄土的微观结构特征及其对湿陷性的影响,以黑方台10m、20m、26m和30m埋深的Q3黄土为研究对象,采用双线法测得土体的湿陷系数,并用光学显微镜和图像合成技术获得湿陷前后的微结构图像,统计出孔隙的面积和等效半径,分析了颗粒组成及孔隙等效半径随深度的变化规律,探讨了孔隙分布特征对湿陷性的影响。结果表明：随埋深增大,黑方台黄土颗粒粒径减小、大孔隙减少而中小孔隙增加,峰值对应的孔隙等效半径减小,小于10m的孔隙减小;土体的孔隙分布特征会对其湿陷性产生显著的影响,黄土中的大中孔隙越多,其湿陷系数越大,湿陷性越强。     

湿陷性黄土的术语和基本概念

从黄土的湿陷性、黄土的湿陷特性曲线、湿陷特性曲线、湿陷类型和湿陷等级、增湿变形机理和力与水的作用次诒等５个方面列出了有关湿隐性黄白的３０条术语,并阐明了它们的基本概念。     

聚类分析和因子分析在黄土湿陷性评价中的应用

影响黄土湿陷性等级的因子之间存在着相关性,针对这一问题,利用聚类分析和因子分析理论研究了因子之间的相关性,并建立了分析模型。选用天然重度、干重度、孔隙比、含水率、塑性指数5项指标作为评价因子,以湿陷系数作为评价指标,通过聚类分析和因子分析表明黄土的天然重度、干重度、孔隙比对黄土湿陷性等级影响具有共性,可归为一类因子;含水率和塑性指数分别为一类,这样就将相关的原始因子转换为相互独立的因子。将聚类分析和因子分析引入黄土湿陷性系数等级评价中,不仅保留了原始因子的信息,而且还消除了多重共线性的影响,减小了误差,提高了分析结果的准确性。工程实例分析表明,提出的分析模型与实际工程相吻合,具有重要的工程实际意义。     

非饱和增湿条件下典型黄土湿陷性研究

利用自制装置,对原状典型黄土试样(柱状)进行不同饱和程度的非饱和增湿,分析增湿过程中土样不同位置处水分的分布规律。对完成增湿过程的试样进行湿陷性测试,并定义非饱和增湿湿陷系数,用以探讨非饱和增湿条件下试样不同位置及总体的湿陷性特征。研究结果表明,低增湿目标含水率时,随着时间增加,原状黄土土柱上层含水率呈速度减缓的下降趋势,下层含水率呈速度减缓的上升趋势,黄土土柱含水率分布不均匀;高增湿目标含水率时,随着时间增加,黄土土柱上层含水率呈速度加快的下降趋势,下层含水率呈速度加快的增长趋势,黄土土柱含水率分布均匀,且趋于均匀的时间缩短。随增湿目标含水率的增加,黄土土柱每层的非饱和增湿湿陷系数增长速度加快,底层与上层系数数值靠拢,黄土土柱整体非饱和增湿湿陷系数增大且随着压力的增加呈速度加快的增长趋势。低增湿目标含水率时,增湿时间越短土柱整体非饱和增湿湿陷系数越大;高增湿目标含水率时,时间越长土柱非饱和增湿湿陷系数越大。成果可为黄土非饱和湿陷性的研究及评价提供一定的参考及依据。     

冀南黄土状土湿陷性与物性指标相关性分析及预测

湿陷系数与湿陷起始压力是评价黄土状土湿陷性的重要指标.影响黄土状土湿陷性的因素较多,包括饱和度、孔隙比、含水率、塑性指数等基本物性指标,且各指标之间并非完全独立,具有一定的相关性.本文通过定性和偏相关分析给出了黄土状土基本物性指标与湿陷系数、湿陷起始压力的相关程度,并进行了排序,确定了饱和度、湿密度、塑限/塑性指数为黄土状土湿陷系数、湿陷起始压力主要的独立相关性因素.提出了黄土状土湿陷系数、湿陷起始压力BP神经网络预测模型,选取冀南黄土状土实测数据为样本进行了训练和预测,结果表明黄土状土湿陷系数、湿陷起始压力实测值与预测值误差分别在6%、11%以内,精度较高,符合工程需要,在工程实践中具有一定推广价值.     

黄土湿陷性与物理力学指标的相关性分析：以新疆伊犁地区黄土为例

为了快速评估伊犁地区黄土湿陷性,分析湿陷系数与天然孔隙比、天然含水量、饱和度、天然密度、干密度、压缩系数、压缩模量的相关性,使用Origin软件进行三维曲面拟合计算。结果表明湿陷系数与天然孔隙比、天然密度、干密度相关性中等;湿陷系数与天然含水量、饱和度、压缩系数、压缩模量相关性弱;天然孔隙比、天然密度与湿陷系数拟合相关性强,相关系数为0.877,拟合公式z=1+0.29x²-1.09x+0.02y²+0.01y能够准确判定该区域黄土的湿陷性,并得到天然孔隙比<0.84和天然密度>1.65 g/cm³可作为区域黄土湿陷性的界限值。新疆伊犁地区黄土具有湿陷性土和盐渍土的双重性质,高含盐量加大了黄土的湿陷量,计算求得修正系数β₀为1.426,比规范规定的该地区的修正系数大。