非饱和结构性黄土吸附强度的试验研究

 以甘肃永登非饱和结构性黄土为研究对象,通过等吸力三轴试验,研究非饱和黄土在控制吸力条件下的剪切性状,得到基质吸力随含水率及围压的变化规律和基质吸力与吸附强度之间的相互关系,并推导新的吸附强度公式,该公式可预测不同吸力对非饱和黄土抗剪强度的贡献。试验结果表明：非饱和黄土的基质吸力随含水率和围压的增大分别减小,但含水率的变化对基质吸力的改变起着主导作用,在低含水率情况下,基质吸力灵敏度较高,吸附强度随基质吸力的增大而增大,围压对吸附强度的影响较小。本研究为非饱和黄土抗剪强度应用于西部地区黄土工程实践提供了一种新的方法。     

酸性溶液对黄土结构改良的试验研究

提出了黄土结构改良的概念,即将黄土的天然属性——湿陷性和震陷性看作不良属性,对这种不良属性的消除实质上是对黄土固有属性的优化。在此基础上,采用化学方法改良了黄土的结构,即利用酸能溶解碳酸钙的特性,迅速有效的破坏黄土内部的不良孔隙结构,并通过电镜扫描的观察,分析了在不同压力下,不同浓度的乙酸溶液对湿陷性黄土的结构改良情况。试验结果表明:低压下,由于乙酸的作用,黄土的结构得到了显著改善;高压下,由于压力已经破坏了黄土的孔隙结构,乙酸的作用效果并不明显。又通过饱和压缩试验和固结快剪试验验证了乙酸溶液对黄土结构的改良效果:在同等压力条件下,经过乙酸溶液处理过的黄土发生二次湿陷或多次湿陷的可能性和危害性都较小,并且具有较高的抗剪强度。最后,指出了这一研究成果在现实应用中的可能:在预浸水法中添加适量的乙酸可以显著改善处理效果;能够为被酸性废水污染的黄土上的岩土工程建设及相关研究提供有价值的参考。     

坝面溢流式面板堆石坝有限元计算与分析

通过用邓肯~张E~B模型,对岗曲河面板堆石坝在竣工期、蓄水期和泄水期进行了非线性有限元仿真计算,特别考虑了坝上溢洪道在泄水期,泄水水流对坝体应力和变形的影响,研究了大坝在三种工况下的应力变形特点及分布规律。计算结果分析表明,坝体竣工期、蓄水期的应力应变符合一般规律,泄水期的应力与竣工期、蓄水期相比有所减小,变形相差不是很大。     

基于物态本构模型的土体动力反应分析方法

通过对现有土体动力反应分析方法的分析,提出了新的有效应力物态地震反应分析方法。首先,建立了能够全面反应饱和土体的应力应变非线性、硬化性、剪切胀缩性和压密回胀性、应力路径相关性以及球应力和偏应力与变形的耦合性等主要特征的有效应力物态动本构关系。其次,以动力固结理论和瞬态动力学理论为基础,将该本构关系引入到以动力反应与动力固结相耦合、静应力和动应力变化相耦合,孔压产生、扩散和消散相耦合、能够较全面反映动力作用下土体应力应变反应的真实过程为特点的三维瞬态动力方程组,形成了饱和砂土体有效应力物态地震反应分析的完整理论体系。最后,开发了新的动力固结三维有限元分析程序,通过对一个饱和路基的计算和分析,不仅得到了合理的土体动力性状,而且验证了该分析方法与程序的正确性。     

非饱和黄土的结构性研究

 通过室内侧限压缩试验, 对原状黄土和人工制备结构性黄土测定了不同含水量下的结构强度、压缩曲线、湿陷系数及饱和时的固结系数。从试验得到了非常接近的结果。说明用人工制备结构性黄土代替原状黄土来研究非饱和黄土是可行的。