山西黄土动剪切模量与阻尼比试验研究

土的动剪切模量与阻尼比作为土动力特性研究的重要参数,一直备受关注。为了研究山西地区黄土的动力特性,对山西某土石坝坝基黄土进行了共振柱与动三轴试验,获得了在较大应变范围内的动剪切模量与阻尼比试验数据。试验结果表明,山西黄土动剪切模量与阻尼比均显著受初始含水率影响,其归一化的动剪切模量能够用修正的Hardin模型进行拟合,并给出了相关参数;阻尼比可以采用本文建议的公式进行拟合,拟合效果良好。最后,采用经验公式确定了不同围压下的最大动剪切模量的参数。     

结构性黄土的双曲线强度公式及其破坏应力修正

抗剪和抗拉强度是结构性土体力学特性的两个方面。通过试验研究了结构性黄土原状土和重塑土的抗拉和抗剪强度。结合抗拉和抗剪强度的试验结果,建立了适用于结构性黄土的双曲线强度公式,进一步研究了相应的破坏应力的修正算法,并将应力比结构性参数引入到结构性黄土的双曲线强度公式中。研究结果表明,建立的结构性黄土双曲线强度可以克服在Mohr-Coulomb强度理论中夸大了的土体抗拉强度缺陷,可为结构性黄土地区的工程灾害评价提供更加切合实际的强度理论。     

黄土斜坡桩基竖向荷载传递规律现场试验研究

结合某黄土斜坡桥梁桩基工程,对同一坡度相近位置的两根桩基开展现场试验,研究其在不同竖向荷载工况下的桩身上、下坡面两侧的轴力、桩侧摩阻力及桩侧土压力的传递规律与分布特征。试验表明：桩基荷载传递具有明显的区域性,第1区域是从桩顶至约3倍桩径深度处,此区域上坡面桩侧轴力较下坡面相应位置小,且其轴力随深度递减幅度及侧摩阻力发挥程度均较下坡面桩侧大;第2区域是从约3倍桩径至10倍桩径深度处,桩身上坡面一侧竖向受力减小幅度小于桩基下坡面一侧,但此时下坡面桩侧摩阻力发挥幅度大于桩基上坡面一侧;第3区域是从约10倍桩径直至桩端,该区桩身两侧轴力差异不大,摩阻力发挥幅度相近,荷载平衡协调且向下传递稳定。针对斜坡桥梁桩基上、下坡面两侧所受土压力的不均匀性,对设计桩基竖向承载力进行了一定程度地折减,并对计算公式作了相应修正,研究结论可供类似工程参考、借鉴。     

山东埠西黄土剖面沉积特征及古气候环境意义

对山东济南章丘埠西黄土剖面进行了系统的野外调查,并对山东章丘埠西黄土剖面进行了粒度、磁化率以及光释光测年等指标研究分析,结果表明：① 根据粒度测量数据和粒度参数变化特征,并运用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,可知山东埠西剖面黄土沉积主要为风成沉积。通过粒级—标准偏差方法提取的环境敏感粒级分别为7.08~8.91 µm和39.81~50.12 µm;② 磁化率变化与不同粒级百分含量的变化之间具有明显的相关性,其中低频磁化率变化范围为32.38×10^-8~138.46×10^-8m³kg^-1,高频磁化率在 30.62×10^-8~123.31×10^-8m³kg^-1 之间变化,其变化特征一定程度上反映了埠西黄土剖面形成时的古气候环境信息;③ 结合光释光年代的测量数据与前人的研究成果,可将该黄土剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次冰期以来该区域古气候环境的变化历史过程。     

陕西省丹凤县茶房村黄土古土壤剖面风化程度及对气候变化的响应

对陕西丹凤县茶房村黄土剖面的地层学、沉积学特征以及常量元素、磁化率、粒度等进行了研究。结果表明：茶房村剖面具有表土（MS）→全新世黄土（L₀）→古土壤（S₀）→过渡黄土（L_t）→马兰黄土（L₁）的地层序列;化学风化过程中元素Ca、Na、Mg、K和Si表现为迁移特征,Fe则相对富集,呈现Na>Si>Mg>K>Ca>Al>Fe的迁移序列;剖面总体风化程度处于初等向中等过渡的阶段,不同地层的风化强弱顺序为S₀>L_t>L₁>L₀。化学风化强度的变化表明该区自晚更新世以来气候经历了气候干冷→气候回暖→温暖湿润→气候转凉的变化过程。     

陇西黄土构造节理几何特征分析

节理影响岩土体的力学和渗流特性,是坡体失稳的几何和力学边界,准确分析陇西黄土构造节理发育特征,是理解该地区频发坡体灾害的关键性步骤。通过现场调查、结合数理统计、概率分析等方法,对该地区的节理几何特征进行系统研究。结果表明:(1)陇西地区发育走向为NWW、NNW和NE的优势节理,受区域走滑断裂和逆倾滑断裂控制;(2)节理倾角多在60°～80°,倾向和倾角均服从正态分布;(3)节理的平均间距服从正态分布,从西南向东北整体上呈增加趋势,延续性低,中等开裂;(4)节理连通率较小,92. 5%的节理连通率小于0. 4,不易发生贯通式破坏。研究结果可为掌握节理发育规律,恢复新构造应力场,乃至区域稳定性评价提供基础数据。     

硫酸钠浓度对黄土强度影响的试验研究

黄土中含有大量的Na+、Ca2+、CI-、SO₄2-等,水在进入黄土过程中这些离子会溶于水中被水带走,从而影响黄土的结构和强度,为了研究矿物离子浓度对黄土强度的影响,本文利用TFB-1型非饱和土应力-应变控制式三轴仪对甘肃黑方台重塑土样进行固结不排水（CU）试验。分别在100 kPa、200 kPa、300 kPa围压下对不同浓度硫酸钠溶液重塑的黄土试样进行CU试验,探讨了硫酸钠浓度对黄土强度的影响。试验结果表明:同一围压下,随硫酸钠浓度的增大,黄土峰值剪切强度和残余剪切强度先减小再增大;在干密度相同条件下,随硫酸钠浓度的增大,黄土的总内摩擦角、有效内摩擦角、总黏聚力先减小再增大,而黄土的有效黏聚力单调增大;硫酸钠浓度的增大会减小黏粒的双电层厚度,使黏粒之间的力增强,从而黏粒的颗粒集合体增多,进而影响黄土的强度。     

河南渑池仰韶人遗址区黄土冲沟阶地的释光测年研究

地貌变迁与古人类活动的关系一直是地理学研究的一个重要科学问题。仰韶文化是黄河流域最为重要的新石器人类 文明之一,文章以河南渑池仰韶遗址区内西沟冲沟为研究对象,尝试建立仰韶人类活动与遗址区内冲沟地貌形成的先后关 系。渑池仰韶遗址区地处黄土高原东南缘黄土堆积区,文章利用释光测年方法测定了西沟冲沟阶地上覆堆积黄土的年代, 粗略重建了阶地形成的时间为大约距今3万年和12万年前,分别对应深海氧同位素（MIS） 3阶段和5阶段。而该时期渑池 仰韶区域尚无古人类活动记录,所以释光测年结果证明仰韶遗址区内的冲沟完全是自然成因的,与遗址区仰韶人的地表活 动无关。     

黄土层中深基坑预应力锚索试验研究

在深基坑预应力锚索现场试验基础上,通过实测数据分析,提出在特定黄土地层中,当锚索锚固段长度设置合理时,其锚固段极限黏结强度标准值可高于现行规范推荐值。从试验锚索的不同荷载位移曲线,显现出预应力锚索在黄土地层中和其他黏性土地层中基本一致的受荷服役工况和荷载传递变化情况,试验曲线直观清晰地反映了每级张拉荷载下锚索的工作状态,并通过试验数据得到了相关拟合式。最后从试验数据反算锚索刚度并与现行规范推荐计算公式进行比较,得到一些有益结论。研究成果可以为黄土地区深基坑预应力锚索的设计、施工等提供参考。     

黄土水敏性及其时空分布规律

黄土是一种具有水敏性的特殊土,天然状态下可以长期保持直立高陡的状态,遇水后呈现出崩解、湿陷、滑动、流变等变形行为。开展黄土的水敏性特性及其时空分布规律研究,对指导黄土高原工程建设和防灾减灾具有重要的现实意义。笔者在非饱和土力学的框架下,引入吸应力的概念,对黄土的水敏性及其力学机制进行解释,即水敏性的本质是,随着含水率的增大,土体内部吸应力逐渐减小,对应不同的外界边界条件时,产生崩解、湿陷、滑动、流变等不同的宏观变形行为。在黄土高原从西到东、从北向南不同空间位置的黄土剖面的不同的层位,系统采集黄土样品,基于TRIM试验测试技术,开展样品的土-水特征曲线与吸应力特征曲线测试。试验结果表明,脱湿与吸湿条件下的各曲线呈现相同的变化规律,均存在3个明显的特征段。黄土对水的敏感程度随其沉积年代和在黄土高原分布位置的不同,呈现出规律性的变化。空间上,从西向东、由北向南,水敏性增强;时间上,沉积年代由老到新,水敏性增强。