原状非饱和Q3黄土的土压力原位测试和强度特性研究

为了揭示原状黄土的土压力的分布规律及其在开挖过程和浸水过程中的变化规律,对兰州市一个高18 m的Q3黄土边坡进行了现场试验,量测了边坡的位移、土压力、基质吸力和含水率,观测了该边坡的破坏过程,同时进行了一组控制吸力的原状黄土的非饱和三轴剪切试验。研究结果表明：①原状Q3黄土的表观黏聚力和有效摩擦角与吸力之间均为非线性关系。②原状黄土边坡的土压力随着土坡开挖深度的增加而不断增大。边坡开挖结束后的土压力分布大致呈中间大,两端小的三角形,最大土压力位置在大约坡高的1/3位置处。与朗肯土压力理论计算结果相比,实测黄土边坡的土压力远小于计算值。在浸水条件下,非饱和黄土的边坡土压力增速较大,浸水是边坡产生破坏的直接原因。     

Q3黄土侧向卸荷时的细观结构演化及强度特性

利用应力控制式CT-三轴仪,在控制吸力的条件下研究了原状Q3黄土的细观结构演化和强度特性。结果表明：侧向卸载时,非饱和Q3黄土的应力-应变关系呈硬化型,可用双曲线描述;利用CT数据与试验中所施加偏应力之间的关系可确定试样的屈服应力,屈服应力随着吸力和固结净围压的增大而增大;侧向卸荷剪切试验结果得到的强度参数低于常规三轴压缩剪切试验的结果;利用定义的非饱和Q3黄土的结构参数,建立了侧向卸载过程的细观结构演化方程。     

基于最小二乘支持向量机的黄土湿陷性预测挖掘

运用数据挖掘技术进行了黄土湿陷性的预测挖掘,挖掘模型采用最小二乘支持向量机。建模过程中用主成份分析法进行数据的预处理,以剔除指标间的相关性,消除多指标信息冗余对挖掘模型的影响,并引入粒子群优化算法进行模型反演分析,确定最优参数。针对实际工程数据进行的预测挖掘表明：黄土的电阻率、剪切波速与土的结构特性、含水率、密度等指标密切相关,可较为全面地反映影响黄土湿陷性的因素;以电阻率、剪切波速及土层埋深作为模型的预测变量就可定量预测黄土的湿陷性;用所建模型和预测变量来预测黄土的湿陷性是可行的。     

晋西地区工程开挖形成的黄土边坡的最优坡率

针对晋西地区工程建设开挖形成的不同高度的黄土边坡,通过工程类比法、反算法、文献资料法和计算对比法,确定了不同高度黄土边坡的最优坡率。结果表明:8m高黄土(Q₃eol 或Q₂eol)边坡最优坡率为68°和66°;16m高黄土边坡最优坡率为56°;24m高黄土边坡最优坡率为47°;32m高黄土边坡最优坡率为42°;45m高黄土边坡最优坡率为35°。研究成果可供研究区或其他类似地区建设工程提供参考。      

南京下蜀黄土颗粒分形研究

根据分形理论,研究了南京下蜀黄土粒度分形结构特征,发现在双对数坐标下粒径和粒度含量之间存在明显的线性关系,表明粒度组成具有分形结构。通过对下蜀黄土颗粒分形的计算,结果显示颗粒分维值随着粘粒含量的增大而增大,且与不均匀系数和曲率系数有良好的非线性关系。在此基础上,讨论了粒度分维所具有的工程地质意义。最后指出粒度分维体现了土体工程地质性质的本质,可以考虑作为土体分类的一个合理指标。     

陕西定边地区2400cal.aB.P.以来高分辨率的花粉记录及环境变化

通过对位于黄土/沙漠过渡带定边地区苟池剖面的高分辨率的花粉分析,基于9个 14C年代数据重建了2400cal.aB.P.以来定边的植被与气候变化,结果表明 2400～1740cal.aB.P.地带性植被为以栎为主的森林草原,气候较温暖湿润; 1740～1610cal.aB.P.森林退化,草原发育,气候变干; 1610～1240cal.aB.P.乔木成分增加,植被类型为疏林草原,气候较温和湿润; 1240～1010cal.aB.P.森林退缩,草原发育,气候变干; 1010～690cal.aB.P.草原进一步发育,气候干旱; 690～500cal.aB.P.阔叶树成分增加,气候略温湿; 500～190cal.aB.P.草原发育,气候干旱; 190～0cal.aB.P.乔木成分增加,气候变湿。本区花粉记录的植被和气候变化可与区域的世纪初前后(秦汉)暖期、隋唐暖期、中世纪暖期和小冰期等事件对比。     

高速铁路地基黄土湿陷前后微结构变化研究

以新建郑 (州)--西 (安) 高速铁路为例,选取典型路段 (华阴段),采集原状黄土样品进行室内试验,通过扫描电镜、计算机图像处理等方法,研究 Q3 黄土在不同压力作用下湿陷前后微结构参数的变化,得出其湿陷性与微结构的关系,结果表明:黄土湿陷性主要是由大、中孔隙含量引起的.其含量与黄土湿陷系数具有定量关系.     

辽宁阜朝高速公路路基黄土的工程地质性质

对辽宁阜新-朝阳段高速公路路基黄土进行的物理力学试验及物质组成和结构的分析测试结果表明: 辽西黄土在粒度组成和化学成分上与其他地区有较大差异, 如SiO₂、Al₂O₃含量明显高于其他地区。微结构以支架大孔微胶结结构、支架大孔-镶嵌微孔半胶结结构、絮凝状胶结结构和凝块状胶结结构4种类型为主, 并具有较好的物理力学性质: 干密度为1.15～1.76 g/ cm3 , 天然含水率平均值为18.31% , c值为7.5～86.3 kPa, φ值为14.0～29.9°, 湿陷性黄土段以中等湿陷性为主。     

大型天然黄土洞穴系统现场冲刷试验

摘 要:通过现场冲刷试验,结合勘探、调查及室内含泥率测定等手段对大型天然黄土洞穴系统的三维空间展布特征、水文特性及侵蚀特征进行了研究。结果表明:黄土洞穴系统侵蚀过程具有明显的期次性;洞穴过水流量过程曲线可分为增加阶段、相对稳定阶段和减小阶段三个特征流量段,其中在第一阶段普遍存在滞流效应,第二阶段具有小幅波动的特性,并发现洞穴内的总渗流损失量随设计注水流量的增大而有所增加;根据含泥率随时间变化曲线,分析了不同流量过程段含泥率的变化特点,通过不同工况的累积侵蚀量对比发现洞穴的侵蚀速率与流量显著正相关。从机理上对产生上述过程、现象及结果的原因进行了合理解释,为黄土潜蚀机理及潜蚀速率的研究提供了可靠的现场试验数据。     

黄土高原黄土物源区的同位素证据

系统采集了黄土高原马兰黄土、河西走廊和青藏高原东北部黄土、河床沙和湖泥样品。用酸淋洗去除方解石后,黄土高原马兰黄土εNd(0)值从-9.2到-11.3,87Sr/86Sr比值从0.71784到0.71944,都落在同位素B区内,与青藏高原东北部、巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠的值一致。黄土高原马兰黄土白云石的δ13C值从1.2‰到1.5‰,与青藏高原东北部和河西走廊黄土,巴丹吉林沙漠的白云石的值类似。这些表明青藏高原东北部、巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠可能是黄土高原黄土的源区,从而排除了其他沙漠(古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、毛乌素沙漠、库布齐沙漠、浑善达克沙地、科尔沁沙地和呼伦贝尔沙地)作为黄土物源区的可能性。同位素研究结果和野外调查进一步揭示,黄土高原黄土、巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠物质可能最终都是来源于青藏高原东北部。