计算黄土卸荷湿陷量的模量折减法研究

黄土卸荷湿陷现象普遍存在于湿陷性黄土场地试坑和桩间土浸水等工况中,探究卸荷湿陷影响下的黄土湿陷量计算方法对于在保证黄土工程稳定安全的前提下,提高设计合理性、节约资金具有重要意义。为实现黄土卸荷湿陷量的快速计算分析,首先根据黄土恒载湿陷试验结果进行反算分析,利用黄土遇水后变形模量降低的特性,建立恒载条件下黄土湿陷系数与模量折减系数的对应关系。进一步对卸荷湿陷试验结果进行反算分析,建立卸荷条件下黄土卸荷湿陷系数与模量折减系数的对应关系。根据湿陷系数与卸荷湿陷系数的相关关系得到计算黄土卸荷湿陷量的模量折减法。然后利用黄土卸荷湿陷系数与模量折减系数在卸荷量为零时可退化至恒载湿陷条件下的对应关系,对模量折减法的合理性进行退化验证。并将其用于桩间黄土湿陷时的桩侧负摩阻力计算以验证可靠性。研究成果为黄土卸荷湿陷变形分析提供了便捷途径,并对湿陷性评价体系进行一定的补足和验证。     

黄土湿陷性试验研究

为防止在湿陷性黄土地区实施建设项目时发生失稳事故,保证工程设计和施工的安全可靠性、经济合理性,根据湿陷性黄土的特点和工程要求,对西安Q3黄土进行了双线法压缩试验及湿陷性评价,得到了土样的湿陷系数以及湿陷起始压应力等相关参数。通过比较、分析不同深度黄土的湿陷系数、湿陷起始压应力、湿陷峰值压应力,以及有关不同深度值的讨论,分析了西安Q3黄土的湿陷特性,从而为当地湿陷性黄土地基处理提供了重要依据。     

关于黄土和黄土状上湿陷性评价问题

本文首先分析了当前国内对于湿陷性黄土研究的情况和存在问题。针对提出的问题,第一部分提出用变形模量计算湿陷系数,并推导出湿陷系数与变形模量的理论关系。第二部分提出在黄土和黄土状土的压缩和湿陷变形计算中如何考虑土的非线性特性,阐述了计算程序,最后作出算例。     

增减湿黄土压缩与湿陷变形特征的探讨

通过湿陷性黄土变含水量情况下的室内压缩试验和分别采用单线法和双线法做的浸水湿陷试验，结合试验曲线分析了湿陷性黄土随含水量变化的特征，总结出黄土的压缩变形与湿陷变形随饱和度以及压力变化的规律，借以描述湿陷性黄土在增减湿过程的湿陷与压缩变形性状以及不同应力路径对黄土变形特性的影响。     

黄土的结构屈服及湿陷变形的分析

黄土是一种典型的结构性土,其湿陷性是浸水后黄土结构破坏的反应。黄土的结构性可用构度指标定量地描述,它既包含了土的物质组成,还包含了不同沉积年代黄土的结构特征。加载和浸水均可引起黄土结构性衰减,加载结构性衰减可由一定含水率黄土的压缩结构屈服应力和压缩变形曲线表征;浸水结构性衰减可由浸水的压缩结构屈服应力减小和压缩变形曲线的变化表征。针对不同场地、不同沉积年代的Q_3黄土和Q_2黄土,依据不同含水率黄土的压缩曲线,分析了不同黄土构度指标与其压缩结构屈服应力之间的关系,以及黄土压缩变形过程中孔隙比和初始孔隙比比值与压缩应力和压缩结构屈服应力比值对数之间的关系。表明不同沉积年代黄土的构度随其反映基本物性的综合物理特征量单调变化,压缩结构屈服应力与构度之间近似呈线性关系,压缩结构屈服前后的孔隙比比值和压缩应力比值对数之间服从近似一致的变化规律。建立了由黄土沉积年代和基本物性指标确定构度,进而确定压缩结构屈服应力;依据孔隙比比值与压缩应力比比值对数的关系,分别描述天然含水率黄土和浸水饱和黄土的压缩曲线;进而,确定饱和自重作用下黄土的自重湿陷系数,计算场地自重湿陷变形的评价方法。该方法应用于西安地区黄土场地自重湿陷评价,得到了与现场浸水试坑试验实测自重湿陷量比较一致的结果,论证了考虑黄土结构性的湿陷性评价方法的合理性和准确性,为建筑黄土地基湿陷变形和大厚度湿陷性黄土地下结构地基湿陷变形评价提供了一种新途径。     

湿陷性黄土隧道的工程性质分析

黄土隧道往往具有特殊的湿陷性黄土围岩和干旱半干旱气候地区特殊的地形地貌及地质环境,对隧道结构构成了潜在的不利影响。在对湿陷性黄土隧道修建和运行中工程特性认识的基础上,首先,根据地形地貌、地层结构、侵蚀发育、地下水条件和黄土浸水水源,进行了隧道的岩土环境等级和浸水等级划分,以及湿陷性黄土隧道的环境等级划分。其次,给出了隧道黄土地基湿陷变形量的计算分析方法,依据黄土地基湿陷变形不均匀沉降对衬砌结构的作用影响,以及列车运行对路基沉降变形的控制标准和建筑地基湿陷变形对结构的作用影响,确定了隧道湿陷性黄土地基等级的划分标准。最后,考虑到现行《湿陷性黄土地区建筑规范》适用的局限性,结合湿陷性黄土隧道的工程特点,针对隧道施工过程中围岩稳定性和湿陷变形对衬砌结构影响的两个重要问题,相应的提出了隧道地基湿陷性变形的评价方法和围岩压力的确定方法;由竖向压缩应力系数确定湿陷压缩应力,结合试验得出的湿陷系数计算隧道下地基土在实际压缩应力条件下的湿陷变形量。在考虑黄土结构性的条件下,利用太沙基公式计算隧道围岩压力,得到了围岩压力随黄土构度的变化关系。     

构度指标与黄土力学特性指标的关系研究

西北地区基础设施建设涉及地基、边坡、洞室、支护及环境等岩土工程,由于黄土对水敏感性、特有结构性及结构强度,常因黄土的结构性损伤及结构强度遇水衰减而产生许多岩土工程问题,如:“基础不均匀沉降、边坡滑坡、洞室工程塌方、支护位移变形、围岩稳定性及岩土生态环境问题”,这些岩土工程问题都与黄土的力学性质有关,且黄土的力学特性起主要作用。构度指标反映了土的初始结构性,是个基本物性指标,本文主要研究构度指标对黄土力学特性指标的影响。研究表明:构度指标随压缩系数增大而减小,随压缩模量增大而增大,随湿陷系数增大而增大;在处理黄土工程问题、分析黄土力学特性等方面,构度指标具有很好的实用性、合理性。     

湿陷性黄土地基湿陷变形计算方法的评价

对湿陷系数、本构模型和弦线模量等几种计算湿陷变形的方法进行了评价.对比原位浸水和载荷试验结果,湿陷系数计算湿陷变形误差很大,本构模型尚未在工程中推广应用,弦线模量计算湿陷变形最为准确.由于能够准确计算湿陷变形,因而能够按变形控制进行湿陷性黄土地基的设计.     

输电线路黄土地基湿陷性试验及工程特性评价

以甘肃定西黄土作为研究对象,通过现场土工试验,对黄土的湿陷特性参数进行测试和分析,获得了该地区黄土湿陷特性的工程影响深度,并结合试验分析结果,提出了黄土地基中输电线路杆塔基础选型的原则、设计建议以及处理措施。     

湿陷性黄土固结试验与双线法试验探讨

湿陷性黄土作为兰州地区主要的公路路基病害土体,在勘察设计及施工中需要做特殊处理,相关试验参数的准确性及可靠性就显得十分重要。文章首先从湿陷性黄土定义、湿陷性黄土特点和基本物理常识出发,介绍了压缩系数、压缩模量与湿陷系数、湿陷压力的正确定义,指出固结试验与湿陷性试验在试验方法上的统一与变形本质上的区别及各自的计算方法。通过试验数据的优化处理方法-校正系数法分别对两种试验结果进行修正,在增加试验效率的同时进一步提高试验数据的精准度。