冻融循环对新疆黄土结构的影响

为探究冻融循环作用对黄土结构的影响,选取新疆天山北麓黄土,采用室内试验的方法,对重塑黄土进行冻融循环试验和冻融循环后的湿陷试验,结果表明:黄土湿陷净变形随着冻融循环次数的增多先增大后趋于稳定;含水率低于塑限时黄土表现为冻缩,含水率高于塑限时黄土表现为冻胀;冻缩时冻融循环使黄土湿陷系数降低,冻胀时黄土湿陷系数增大,冻缩对黄土湿陷性起到弱化作用,冻胀使黄土湿陷性增强;含水率对黄土冻融循环后湿陷性的变化起主导作用。     

湿陷系数与黄土宏观结构的关系研究

为探究湿陷系数与黄土宏观结构性的关系,对新疆区域内不同深度的原状黄土和重塑黄土进行了増(减)湿条件下的湿陷性试验,根据试验结果得出新疆黄土的湿陷曲线随初始含水率的变化特征,并从静力势能角度对湿陷系数和结构性关系进行解读:湿陷系数表征了单位厚度原含水率土体与饱和土体之间浸水饱和作用产生的宏观结构性差异。基于湿陷系数对黄土结构"可稳性"及"可变性"进行了探讨,并得出两者随初始含水率的变化规律。湿陷系数更适用于描述黄土结构性的改变,可以分析在不同工况下黄土结构稳定性和可变性的发展趋势。     

黄土湿陷系数同初始含水率和上覆压力的关系研究

黄土湿陷变形使得工程造价变高,且工程事故引起的损失增大,湿陷性仍是值得研究和探索的问题。湿陷变形量的计算目前常用的方法有原位浸水试验和规范建议的湿陷系数法。原位浸水测试结果准确但成本高、耗时长,湿陷系数法更为常用,但计算结果和实际值差异很大,为此需对湿陷系数的影响因素进行研究。文章旨在探索湿陷系数与初始含水率和上覆压力的关系,在甘肃兰州和平镇取样进行基本物理力学性质的测试,取环刀样烘干后配置不同含水率的固结试验,双线法获得不同初始含水率和压力下的湿陷系数,分析其关系。结果表明:相同初始含水率下,湿陷系数随着压力的增大先快速增大后基本保持不变;相同压力下,初始含水率越高,湿陷系数越小。湿陷系数与初始含水率和上覆压力的关系可在三维空间中湿陷面表示,根据试验结果文章建立了该湿陷面的数学表达式。     

影响重塑黄土湿陷性因素的试验研究

以陕西杨凌Q3黄土为例,通过对不同初始含水率和压实度重塑黄土土样的单轴压缩试验,总结了黄土湿陷系数随初始含水率、压实度和外力变化的规律,并利用试验结果进行回归分析,建立了湿陷系数与含水率、压实度和外力之间的定量关系,经过模型检验后证明该模型较为准确,具有一定的实用性,可以作为判别黄土湿陷性的一个初步依据。     

西北地区重塑黄土增湿变形特性研究

为了探究重塑黄土在增湿过程中的压缩变形及湿陷变形特性,采用双线法对取自新疆伊犁河流域的重塑黄土进行了室内压缩试验。研究结果表明:干密度一定时,黄土的压缩性随着含水率的增加而增大;湿陷性随着增湿效果而减弱,上覆压力较大时,增湿的敏感性较高,上覆压力较小时,增湿敏感性较弱;增湿湿陷性系数随着黄土饱和度的提高而增大,增湿含水率提高后,敏感度降低;压缩变形和湿陷性变形在增湿过程中可以相互转化。     

黄土湿陷性与其物理力学指标的关系及评价方法

根据黄土物理力学指标可快速评价其湿陷性,故很有必要对黄土湿陷性与其物理力学指标之间的关系进行研究。为探究该关系,在大量现场试坑浸水试验及相应的室内试验基础上,采用数理统计、理论分析和数据挖掘相结合的方法,针对郑西(郑州—西安)高速铁路沿线的Q₃大厚度湿陷性黄土,系统研究了马兰黄土湿陷系数与深度、含水率、干密度、孔隙比、塑性指数和压缩系数之间的关系,并提出工程中用单个或多个物理指标评价黄土湿陷性的新方法。研究结果表明黄土湿陷系数与其物理力学指标之间具有较好的相关性,其中湿陷系数与深度、含水率、干密度之间呈线性负相关性,与孔隙比呈线性正相关性;对于关中地区Q₃黄土,黄土是否具有湿陷性的界限含水率为20%,界限干密度为1.4 g/cm³,界限孔隙比为0.9;相比而言,孔隙比对黄土湿陷系数影响最大,干密度和含水量次之,而后是塑性指数,压缩系数与湿陷系数的相关性较低。最后,基于数据挖掘技术,提出用多个物理指标综合评价黄土湿陷性的经验公式,可用于估算黄土的湿陷性。     

基于BP神经网络的黄土湿陷起始压力的预测陈佳玫

黄土的湿陷起始压力是评价黄土湿陷性的重要指标之一。影响黄土湿陷起始压力的因素有很多,且各因素间并非独立,通过分析各物性指标间的相关性确定塑性指数、含水率、干密度作为影响黄土湿陷起始压力的因素。本文提出并建立了黄土湿陷起始压力的人工神经网络预测模型,选取新疆伊犁地区黄土的数据作为神经网络模型的学习和预测样本,将神经网络模型的预测结果与实际结果对比可知二者误差小于10%。利用陕西彬县黄土数据验证了网络模型的通用性,说明用人工神经网络方法计算黄土湿陷起始压力准确、可靠,建立了一种计算湿陷起始压力的新方法。     

单线法黄土湿陷试验方法的应用探讨

单线法黄土湿陷性试验目的就是测定黄土变形和压力的关系,计算压缩变形系数、湿陷变形系数等黄土压缩性指标,判定土的性质。从检测过程中的各个环节分析,提出试验过程中的各因素对黄土湿陷系数的影响。     

安哥拉红砂湿陷性影响因素试验研究

湿陷性是安哥拉红砂的典型工程特性，研究其影响因素对红砂地区岩土工程勘察评价具有重要意义。基于安哥拉红砂原状土与重塑土的室内压缩试验，探讨了压力、含水率、结构性、干密度和细粒土含量对红砂湿陷性的影响规律。试验结果表明：试验压力>100 kPa时，红砂重塑样湿陷系数约是原状土的2.0倍；红砂湿陷系数与试验压力和细粒土含量呈正相关关系，随压力和细粒土含量增加而增加但存在峰值压力和峰值细粒土含量，峰值压力为300 kPa,峰值细粒土含量为60%～80%;红砂湿陷系数与干密度和含水率整体上呈反比关系，原状红砂湿陷性消除和完全丧失的界限含水率分别为9%和13%;重塑土湿陷性消除和完全丧失的界限含水率分别为11%和13%,界限干密度分别为1.80 g/cm³和1.90 g/cm³,对应的压实系数分别为0.92和0.97。湿陷性红砂地区工程建设可通过提高干密度消除其湿陷性。     

湿陷性黄土侵水前后抗剪强度变化规律研究——以河南巩义地区湿陷性黄土为例

通过侵水前后湿陷性黄土的快剪试验,发现侵水后土样的抗剪强度明显低于天然状态下土样的抗剪强度,且抗剪强度的变化规律与土的类别有关。粉土类湿陷性黄土侵水前后的抗剪强度在各级压力下变幅相当,并且抗剪强度的变化主要表现在黏聚力的降低上,降幅达92%;侵水前后粉质黏土类湿陷性黄土的抗剪强度变化随压力变化分为快速变化和缓慢变化两个阶段,根据土的湿陷程度不同抗剪强度发生快速变化的起始压力也不同,其中内摩擦角的变化随湿陷系数的降低而减小,黏聚力的变幅与土的湿陷程度以及压缩系数有关。     

侧限条件下原状黄土增湿特性研究

目前,对侧限条件下原状黄土增湿过程中的变形和持水特性研究还较少。以新疆伊犁原状黄土为对象,采用固结仪开展了不同竖向压力作用下的分级增湿试验和湿陷试验。在分级增湿试验中,研究了增湿过程中持水特性以及静止土压力系数的变化规律,提出了侧限条件下土水特征曲线模型以及静止土压力系数的表达式;引入"增湿水平"这一变量描述土体的含水状态,研究了增湿变形与增湿水平的相关关系。最后通过比较增湿试验(单线法)和湿陷试验(双线法)所得到的增湿水平与增湿变形系数关系曲线,验证了两种试验方法在黄土增湿变形研究中的等效性。     

竖向压力作用下重塑黄土土柱压缩湿陷及渗水试验研究

为了探讨竖向压力对兰州非饱和重塑黄土土柱压缩湿陷特性、入渗过程及土-水特征的影响,利用一维土柱渗透仪开展了不同竖向压力作用下非饱和重塑黄土土柱的常水头渗水试验,得到其压缩湿陷曲线,浸润峰、入渗量、体积含水量时程曲线与监测截面土-水特征曲线。研究结果表明:(1)土柱压缩性与湿陷性在试验压力下与常规试验皆有差异;尺寸效应不影响试验黄土结构强度,对其湿陷起始压力影响不大;(2)土柱增湿时浸润峰的前行速率随竖向压力的增大而逐渐减小;增湿过程中土柱在力与水作用下入渗能力变化导致入渗速率曲线有交叉现象,且竖向压力越大入渗速率变化范围越小;(3)竖向压力作用改变了渗水路径,从而影响了监测点体积含水率的变化;(4)竖向压力作用对土-水特征曲线的三个阶段均有影响,压力作用时土柱饱和度皆大于无压力作用,且随着压力增大饱和度逐步增大,当吸力趋于0时,土样未完全饱和。最后利用经典Van Genuchten模型对不同竖向压力下土-水特征曲线进行拟合,模型拟合效果较好。通过试验及分析,为兰州新区建设提供相关参考依据。     

Q2黄土湿陷性影响因素研究

通过单向压缩湿陷试验研究了陕西蒲城地区Q2黄土的湿陷性 ,并分析了其与物质组成、物性指标及微观结构定量参数之间的关系.结果表明 :Q2黄土湿陷性随黏粒含量、pH值、饱和度、干密度、颗粒分布分维和定向度的增加而降低 ;随孔隙比、欧拉数、孔隙分布分维和定向度增加而降低 ;易溶盐含量对Q2黄土湿陷性影响不大.Q2黄土的湿陷性受多方面因素制约和影响 ,内因主要是由于黄土本身的物质成分和特殊的结构特性 ,外因则是压力和水的作用 ;架空孔隙的失稳破坏和粒间孔隙的变小消失都可能引起湿陷变形 ,对于Q2黄土后者引起的湿陷变形不容忽视.     

新疆伊犁湿陷性黄土输水渠道湿陷变形特性及影响因素分析

为探究新疆黄土地区输水渠道建设中的土体湿陷性问题,以新疆伊犁某输水工程所处黄土地区为研究对象,采取室内试验的方法,对渠道横向和纵向的土样进行物理性质试验,分析伊犁黄土的湿陷性特征、变化规律及湿陷性影响因素。研究结果表明：黄土湿陷性沿输水渠道横断面呈现出左侧渠堤湿陷性较右侧强的特点,左侧渠堤在地表以下约13 m处仍具有轻微湿陷性;渠道纵向黄土湿陷性特点主要表现为以桩号里程75 km为界,分界线以东区域黄土湿陷性较强,分界线以西区域黄土湿陷性较弱;孔隙比与湿陷系数呈正相关,含水率和液、塑性指数与湿陷系数呈负相关,黄土的含水率、孔隙比以及液、塑性指数等物理性质指标均会对其湿陷性产生影响。研究成果可为湿陷性黄土地区渠道等输水工程的建设提供参考。     

陕北黄土垂直节理形成机理的试验研究

假设黄土垂直节理形成分为2个阶段,通过野外现场考察、室内物理模拟试验,结合黄土的湿陷性和裂隙产生的力学机理对黄土垂直节理的成因做出了探讨。结果表明黄土垂直节理的形成可分为 2 个阶段：①内裂隙形成阶段 , 开始沉积时,由于地形的起伏导致黄土厚度上的分布不均匀,在降雨时产生不均匀湿陷,从而导致产生内裂隙;②裂隙扩展阶段 ,内裂隙形成后黄土继续堆积,顶部压力的增长致使裂隙顶部土体受到拉应力作用,当达到其抗拉强度时裂隙就会沿竖直方向产生扩张而形成垂直节理。同时,通过实地考察,证实了假设是合理的。     

滑带土含水率与力学参数关系试验研究

为研究降雨型滑坡滑带土力学性质的变化规律,通过三轴剪切试验,在不同含水率下对某滑坡滑带土的应力-应变关系、抗剪强度与变形模量以及强度指标进行了初步研究。研究表明,含水率对滑带应力-应变关系发展模式影响显著。当含水率小于塑限时,应力-应变关系的发展模式为弹性变形→应变硬化→出现峰值→应变软化,出现剪切破坏面;而当含水率大于塑限时,应力-应变关系发展模式基本上是应变硬化,出现鼓胀破坏。随含水率增大,滑带土抗剪强度降低,可分为3个阶段:塑限含水率以前,抗剪强度变化不明显;塑限含水率至17%(液限与塑限含水率的平均值附近)时,抗剪强度下降速率最大;随后变缓。随含水率增大,滑带土黏聚力降低,近似符合双线性关系。     

基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究

黄土增湿变形一般由地面水入渗或地下水位抬升引起,是岩土工程中需要解决的一个技术难题。虽然在该领域有一些研究,提出了描述该变形的本构模型,但是与实际地基中力和水的作用路径有较大差异。本文引入"增湿水平"这一概念来描述黄土的湿度状态,通过开展分级浸水试验,着重研究先施加应力后浸水增湿路径下黄土的湿度状态与增湿变形的相关关系,建立了增湿变形非线性本构模型;用增湿变形系数和湿陷系数的比值与增湿水平关系曲线反映黄土增湿变形的敏感性,分析了竖向应力、土质对黄土增湿变形敏感性的影响;采用不同应力比的增湿水平与侧向变形曲线,分析了增湿过程中的侧向挤出变形规律。     

基于原位测试的黄土物理力学参数演化分析

为研究外荷载、地下水等多因素长期联合作用下黄土地基土参数的演化规律,依据原位钻探、标准贯入试验和室内土工试验等手段,结合历史勘查资料,对近30 a来渭北某黄土地基土的含水率、干密度、饱和度、孔隙比、湿陷系数等物理力学参数的演化规律进行总结,同时,依据数理统计方法对黄土物理力学参数演化影响因素的敏感性进行了分析。结果表明:长期荷载作用下黄土的干密度随时间增加总体呈现增加的趋势;受附加荷载直接影响的浅层地基土体的孔隙比减少幅度较大,而深层土体的孔隙比影响较小;土体的饱和度随着深度的增加总体呈现"增→减→增→减"的周期性;相较于附加应力的长期作用,黄土的直立性和湿陷性工程性质对土的压缩特性影响更大。该研究为黄土地区地基土强度和变形参数的研究提供借鉴。     

黄土湿陷系数与浸水对其力学性质的影响之间的关系初探

黄土湿陷性系数的变化与其土体的其他物理力学性质存在一定的相关性,文中通过收集万家寨引黄工程北干线工程区原状黄土湿陷性土工试验及其物理力学试验资料,分析初探其抗剪强度在原状土状态与浸水饱和后变化值与湿陷性系数之间关系,通过线性回归分析初步得到其抗剪强度变化值与湿陷性系数之间的经验关系式。对于湿陷性黄土场地工程设计和重新评估湿陷性黄土浸水后对工程建设的危害提供一定的参考。