压实黄土非线性压缩应力-应变关系在地基沉降计算中的应用

目前以压缩试验得到的e-p曲线为基础的分层总和法仍然是地基沉降分析中最常用的方法。割线模量法是近年来为人们所熟知的计算地基沉降的新方法,具有不受初始孔隙比影响、便于电算等优点。传统的割线模量法将土体的压缩应力-应变关系视为双曲线形式。通过对压实黄土压缩应力-应变关系曲线的研究和对传统割线模量法计算的割线模量与压缩模量的比较表明,导致割线模量法和e-p曲线法计算结果差异的主要原因是土体压缩应力-应变关系符合双曲线的假定,将压实黄土的应力-应变关系用更符合实际情况的幂函数进行拟合,得到了基于幂函数形式的压缩应力-应变关系曲线的沉降量计算公式,并结合具体工程进行了沉降计算对比分析,将割线模量法进行了推广应用。     

基于综合结构势概念的结构性原状黄土屈服准则

为了研究结构性原状黄土在加载条件下的破坏特性,采用试验的方法对Q2原状黄土进行了非饱和土三轴剪切试验研究。基于试验成果,定义了可以考虑球应力、偏应力和基质吸力等因素的土的结构性变量参数m。利用通过试验提出的m的计算方法,找出抗剪强度参数c、 值与m之间的关系,推导出m与c、 值的曲线方程,分别将曲线方程代入到Drucker-Prager（D-P）准则方程中对其进行修正,建立了结构性Q2原状黄土的修正屈服准则,该准则可以考虑Q2原状黄土的结构性影响,符合黄土的结构性特性,绘制出可反应结构性参数影响的屈服面,并验证了其合理性。     

结构性黄土的剪切带及强度特性的真三轴试验研究

采用西安理工大学自主研发的真三轴仪,对西安白鹿原黄土进行了不同中主应力比值、不同固结围压的试验研究,探讨了黄土剪切带形成与峰值强度、中主应变与大主应变关系曲线、体应变与大主应变关系曲线特征点之间的联系以及子午平面、 平面上的强度变化规律。分析了真三轴应力条件下黄土强度变形规律和试样剪切带破坏模式和黄土在复杂应力状态下剪切带形成的判断依据和原因,研究表明,真三轴压缩原状黄土具有明显的剪切带,围压和中主应力比值较小时表现为软化,围压和中主应力比值较大时则表现为硬化;中主应变、体应变与大主应变关系曲线较为一致的转折点反映了土变形性状发生变化;与中主应变方向一致的剪切带两侧土结构块体产生相对滑移,剪切带开始形成和发展;土应变曲线的转折点可以作为土固结结构内剪切带形成的判断依据;子午平面上强度线呈线性变化规律, 平面上呈曲边三角形非线性变化规律,并且与 -SMP强度准则较为接近。不同应力条件下剪切带变化复杂的破坏模式与黄土原生的结构特征和加载共同作用的变化有密切联系。     

陕西洛川黄土剖面上部土层水分入渗规律与含水条件研究

采用双环入渗法研究了洛川L1—S4各层土壤水分入渗特点,并利用各层孔隙度、磁化率、CaCO3含量资料研究了各层土壤含水空间发育特征及其成因。结果表明:洛川城西剖面黄土层稳定入渗率大于红褐色古土壤层,水分入渗达到稳定状态所需的时间比红褐色古土壤层长。黄土层孔隙度高,含水空间较大,利于形成含水层;红褐色古土壤层孔隙度低,含水空间较小,利于形成隔水层。土层含水空间的大小是由气候条件控制的成壤作用强弱造成的。黄土层含水性较好是冷干气候决定的成壤作用较弱造成的,红褐色古土壤层隔水性较好是温湿气候决定的成壤作用较强造成的。对剖面渗水实验数据用3个入渗公式进行拟合,发现通常采用的3个经验公式均适用于描述L1—S4土壤入渗规律。     

基于支持向量机的Q_3黄土孔隙微观结构研究

为了解决利用黄土SEM图像提取孔隙参数的问题,将孔隙区域的提取问题转化为孔隙像素点的分类问题,通过把整个图像的像素点分为孔隙点和骨架点,从而实现孔隙的提取。利用这种方法,对潼关Q3黄土震陷试验前后的微结构图像进行处理,得到了动力作用前后的孔隙分布图,并计算了孔隙面积、面孔隙度、孔隙分形维数等参数,结果表明:震陷试验后大孔隙数量减小,中、小孔隙数量有所增加,震陷主要是由大孔隙破坏所致。     

"巫山黄土"粒度特征及其对成因的指示

为了探讨"巫山黄土"的成因, 对剖面样品进行了粒度分析.结果表明: "巫山黄土"主要由 < 50 μm的颗粒组成, ＞50 μm的砂级以上颗粒平均含量为16.9%;作为风尘"基本粒组"的10~50 μm的粗粉砂平均含量达43.1%, 为众数粒组; 5~10 μm的细粉砂颗粒含量平均为14.5%;＜5 μm的粘土颗粒含量平均为25.5%, 为次众数粒组.粒度参数、频率曲线与典型风尘沉积物相似, 显示为典型的风积成因; 粒度参数的C-M、L-M、A-M图等粒度象分析及结构参数散点图与现代河流沉积物差别明显, 而与长江中下游分布的下蜀土却基本一致.判别分析结果绝大部分为负值, 显示了风积成因为主、个别层位受到水流作用改造的成因特征.      

青藏高原东北缘若尔盖盆地黄土的成因

通过对盆地黄土的粒度组分、石英砂的表面结构以及其它地质现象的综合研究,对若尔盖盆地黄土成因进行了探讨.在黄土的概率累计曲线上,跃进组分和悬移组分反映明显,以悬移组分为主,并采用矩阵法计算了黄土的粒度参数.对黄土扫描电镜观察和石英颗粒表面特征的统计分析,反映出气流搬运的特点,以发育碟形坑为其主要标志,具有风成环境的表面特征组合.黄土中孢粉稀少,并在邻区黄土层中发现有冰楔构造.根据上述特征分析出,若尔盖盆地黄土应为冰缘风成黄土.以测年资料为依据,黄土形成年代主要为马兰期茶镇梁子黄土和离石期索克藏寺黄土.      

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用变化对水沙关系的影响

以黄土丘陵沟壑区内相邻的2条支沟(桥子东沟和桥子西沟)为研究对象,基于遥感影像获得土地利用数据,利用水文站1986-2004年观测的次降雨-径流-泥沙过程资料,研究了小流域土地利用变化(主要以增加水土保持措施为主)对径流输沙的影响。结果表明:在黄土丘陵沟壑区,增加土地利用/土地覆被能够有效地减少小流域的径流量、产沙量;在次降雨量、降雨强度较小,土地利用变化不明显的情况下,两流域次降雨水沙关系差异不显著,在次降雨量、降雨强度较大和土地利用变化明显时,两流域次降雨水沙关系差异显著,坡耕地改梯田的农田水利建设可能是导致水沙变化的主要原因。     

二灰改良土动力特性试验研究

近10多年来,二灰改良土以其造价低、有利于环保、后期强度高等特点,已普遍用做路面的底基层和基层。通过对素土和不同比例的二灰土改良土进行动强度,动弹模试验,研究二灰含量对动力参数的影响,并列出了几种配比的试验结果供比较和参考。试验结果表明,二灰含量不宜大于40%,否则意义不大,且不经济。     

黄土动力特性试验及深厚黄土地基上土石坝抗震分析研究

对某深厚黄土地基上土石坝的坝基黄土和筑坝黄土进行动三轴和共振柱等动力试验,求得其动强度、动应力-应变关系,以及用于计算动孔压的动孔压特性曲线及其他动参数。在静力分析的基础上对大坝连同地基进行了三维有效应力动力分析。计算表明,Ⅶ度地震下黄土坝基会出现液化,危及大坝安全。为此,建议了距上下游坝脚一定范围内对坝基进行填土压重的经济便利的大坝抗震措施,并对填土压重的抗液化效果进行了优化分析,最终得到经济合理的填土压重范围和压重厚度。