黄土路基回弹模量湿度预估及修正系数确定

为了研究黄土路基湿度与强度的变化规律,调研了大量路基湿度预估模型,结合黄土地区气候环境特征,确定FredlundXing模型作为黄土地区路基湿度预估模型;选取了16种土样做物性参数试验,结合预估模型,得到了黄土路基平衡湿度范围质量含水率为16%~19%,体积含水率为29%~35%;现场实测霍候一级公路、宁夏桃同高速公路以及晋阳高速公路路基平衡湿度,实测值与预估值之差为-1.4%~1.7%;在此基础上,选取7种代表性土样做最佳含水率及平衡湿度情况下的动态回弹模量试验,推荐了山西省黄土路基湿度修正系数,晋北地区修正系数为0.4~0.5,晋南地区为0.5~0.6.     

马兰黄土软化型本构模型研究

通过对不同含水量的马兰黄土的单轴压缩试验、固结不排水剪切试验、固结排水试验,在深入了解马兰黄土本身独特的物理力学性质的基础下,分析了马兰黄土的应力—应变曲线特性及物理意义,提出了马兰黄土的软化本构模型。该模型准确的描述了轴向应变不高于5%~6%的马兰黄土应力-应变关系,揭示了马兰黄土在低应变的条件下的受力机理,也为进一步研究马兰黄土的其他各种力学机理提供了理论基础。同时对所得到本构模型的各参数的变化规律进行了分析,分析结果表明参数a和b都是含水量和围压的函数,并且两者都呈一定的变化规律。     

黄土路基降雨入渗现场试验

为了寻求适合黄土地区公路路基湿陷性评价的方法,找到符合公路工况的实际水分入渗规律,通过现场 人工降雨试验,观测了湿陷性黄土路基在百年一遇降雨强度下的入渗以及饱和深度,并结合有限元数值模拟,分 析了湿陷性黄土降雨入渗的规律。结果表明:在降雨条件下湿陷性黄土路基入渗的影响深度小于2.7m,饱和 深度为20cm。该结果可为黄土地区路基处理设计中的黄土湿陷性评价、施工提供依据。     

骡坪隧道围岩参数的智能反分析研究

基于有限元理论、正交设计和人工神经网络建立了新的隧道围岩物理力学参数智能反分析方法。按照正交设计和均匀设计要求选取不同物理力学参数,用ANSYS有限元程序计算得出相应的神经网络分析样本;进行网络训练和网络结构及学习参数优化;利用现场监测数据,对骡坪隧道围岩物理力学参数进行神经网络反分析,分析结果满足精度要求。     

非自重湿陷性黄土施工工艺及质量控制

记述了宁夏桃(山口)至同(心)高速公路非自重湿陷性黄土路基施工工艺及处理效果。由于湿陷性黄土遇水湿陷，发生变形会对公路路基产生严重危害，因此，在此类地盘上修建高速公路路基，关键要减少其湿陷性和孔隙比，提高路基的强度和稳定性。为此，采用冲击压实法处理，即用冲击压路机以每小时12～15km的速度行走，把行走所产生的动能以冲击波方式传递于地盘。其压实有效深度达1m，可使土体的沉降量和孔隙比在施工过程中大大减少，加速土体固结沉降；也就是把路基工后沉降提前完成，消除了公路通车后的质量隐患。章在对湿陷性黄土理论分析的基础上，首先从试验数据定义出桃同高速公路路基地盘土属于非自重湿陷性黄土，针对它的特性提出改进的施工工艺；并在实践的基础上得出大量相关试验数据，进行分析。实践证明：用冲击压实法处理非自重湿陷性黄土的方法可行，可大大加速路基填土固结沉降，减少孔隙比和工后沉降，为后续路基、路面施工及通车运行提供坚实稳固的地基。     

砂黄土塔基边坡破坏机理研究

以陕北定边县砂黄土塔基边坡为研究对象,通过室内试验手段研究了砂黄土的物理力学特性,并与西安粘黄土的物理力学性质进行了对比。在此基础上,借助有限元软件MIDAS模拟不同工况下塔基边坡的应力应变特征,进而揭示了砂黄土地区塔基边坡的破坏机理。结果表明:砂黄土的天然密度与干密度较低,孔隙比较高,粗粉粒含量较多,摩擦强度明显较大,粘聚力较小;有限元模拟表明,随着影响因素的增加,坡肩拉应力不断增加,坡脚剪应力不断集中,边坡稳定性逐渐减小,最终形成潜在滑动面并发生破坏,其中风荷载和降雨是影响边坡稳定性和应力应变的主要因素。     

恩施红层砂岩细粒土工程特性对比的试验研究

以恩施地区广泛分布的红砂岩细粒土为例,通过室内试验,对比分析了5种典型红砂岩细粒土在天然密度、天然含水量、颗粒级配、最优含水量及抗剪强度等物理、力学特性方面的差异,并探讨了物理性质参数与力学性质参数的内在联系. 结合工程实例,通过数值模拟方法获得不同红砂岩细粒土作为填料时路基的沉降特性,探讨了产生沉降差异的原因. 结果表明:上述红砂岩细粒土的物理、力学性质有差别,作为填料时路基的沉降量有显著差异,建议施工过程中选取土料时加以区分.     

黄土路基湿化特性的离心模型研究

本文根据黄土地基上的筑路特点,运用离心模型试验研究了黄土路基的特性,获得了在不同路基深度及不同路堤高度下黄土路基,因降雨等而引起的湿化沉降与水平变形分布及路堤破坏情况,并对其分布规律和破坏原因进行了分析,所得成果对黄土地区公路建设具有实际指导意义。     

水泥土柱锤冲扩桩复合地基承载力试验研究简

以在建工程宝兰客运专线兰州境内枢纽站试验段路基工程为依托,通过大量的室内试验和现场试桩,结果表明柱锤冲扩挤密桩复合地基在该湿陷性黄土区域地基处理中取得了良好的效果,冲扩桩挤密后的桩间土物理力学性质已有明显改善,黄土的湿陷性已完全消除,该试验并为兰州枢纽西站柱锤冲扩桩施工所需配合比提供了依据,具有一定的参考价值.     

同心至固原段高速公路沿线黄土的基本特性

为了使广大同行对同心至固原段高速公路沿线的黄土有深刻的认识和了解,通过对该段公路进行勘测设计时所取得的试验结果分析,参考有关湿陷性黄土的研究成果,从黄土的地层、颗粒组成、物理性质、化学成分及矿物成分、易溶盐、压缩性、抗剪强度、湿陷性等方面探讨了沿线黄土的基本特性,为该段公路的黄土地基处理,路基、路面防排水设计和施工提供了科学依据.     

兰州砂质黄土的湿陷变形特性

通过在兰州和平镇探井取不同深度Q3黄土的试样,在室内做了颗粒分析,测定了其常规物理力学指标,并测了不同深度土样的湿陷系数。研究表明:该地区黄土湿陷性以中等和弱湿陷为主,少量黄土湿陷性强烈,湿陷系数的峰值随深度增加而逐渐变小,湿陷的敏感性一般。该地区不同深度的砂质黄土在不同压力下会表现出不同的湿陷特性。随黄土层位加深,上部荷载对其湿陷性影响逐步减弱。在同一压力作用下,上中层黄土的湿陷系数较大,下层黄土的湿陷系数较小。     

模糊评判法在公路黄土洞穴发育程度分区中的应用

阐述了影响黄土洞穴形成的黄土湿陷性、崩解性、地质构造、节理裂隙、微地形地貌和水文及气候条件等工程地质特性和地质因素；在公路沿线地区，公路工程质量及人类活动也是黄土洞穴形成的影响因素。洞穴发育程度分区预测和评价极具复杂性、随机性和模糊性，为此，在对各影响因素分析的基础上，借助模糊综合评判法，对黄土区公路沿线洞穴发育程度分区进行了研究。与实际情况对比分析表明，预测评价结果合理可靠，可作为黄土区已建公路洞穴灾害的防治依据。     

经土高原的黄土成因、自然环境与水土保持

我国的黄土高原是在特有的地质、地理、气候等自然环境条件下形成的，在不同的自然地理区域，其自然环境特征各异，并形成了类型各异的黄土。从黄土高原内部第四纪以来阶段性抬升的地质背景分析水土保持的着眼点，一是改变地表的抗蚀能力和对水分的保蓄能力，二是改变地表的坡度，减少水流的能量等。     

降雨促发黄土滑坡的启动机制模拟

黄土滑坡和降雨关系尤为密切。为深入研究降雨入渗对滑坡的促发作用,在对陕西西安地区“9?17”灞桥滑坡现场勘察的基础上,利用数值模拟方法系统研究了黄土边坡在降雨入渗条件下土体相关物理力学指标的变化响应特征及时空分布规律; 从滑动面安全系数变化的角度分析了边坡的失稳过程,并揭示了该类滑坡的启动机制。结果表明:①降雨入渗首先引起坡面土体的基质吸力逐渐降低,而且不同分布位置的降幅不同; ②滑坡启动前,坡体的高体积含水量范围随降雨明显扩大,且体积含水量表现出从古土壤层向邻近黄土层递减的规律; ③边坡的水平方向位移自坡面中部向坡体的上下部呈放射状递减特征,垂直方向位移由上至下逐渐减小,而临界滑动面的安全系数也随降雨入渗过程逐步递减; ④节理处土体的孔隙水压力和体积含水量的变化响应时间及幅度都早于且强于坡体其他区域,坡体内最大剪应变的区域分布与坡面基本平行,模拟结果与原型滑坡一致; ⑤基于黄土独特的水敏性、地质构造和人类工程活动等诱因的影响,加上节理裂隙为水的入渗和运移提供了优势通道,降雨加速了黄土潜蚀和坡体结构破坏过程,改变了边坡内部应力场、位移场和水文地质条件,进而促发了滑坡。     

山西乡宁—吉县地区黄土高边坡可靠度研究

在山西乡宁—吉县地区实测了7个具有代表性的自然极限状态黄土高边坡断面,建立边坡地层结构模型; 选取研究区合理的黄土物理力学参数,并分地层年代对10个典型工点的黄土强度参数内聚力和内摩擦角的变异性进行分析; 选取6组典型的强度参数变异系数组合,基于Monte-Carlo法进行可靠度模拟,评价该区边坡稳定性; 采用自然类比法进行边坡设计。结果表明:边坡失效概率随坡高的变化趋势一致,均是中等坡高(49.8 m)的边坡失效概率较大,低坡和高坡的失效概率较低; 当变异系数较小时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化敏感,而当变异系数较大时,边坡失效概率对坡高和坡度的变化不敏感; 当坡型一定、强度参数变异系数较小时,边坡的稳定系数基本不变,而当参数变异系数超过某一界限时,稳定系数随变异系数的增大而增大,二者存在非线性相关关系; 研究区黄土边坡处于基本稳定状态,但其失效概率最大达69.3%,平均21.1%,介于20%～30%的比例为33.3%,大于30%的比例为14.3%,可靠度指标介于-0.5～8.5,其中小于2.7的比例为88.1%; 对于坡高约为50 m的黄土高边坡,若取30%作为可接受失效概率,边坡坡度需降至45°以下,如果期望可接受失效概率在10%以内,则坡度不宜超过34°。     

青藏高原隆升的黄土高原构造侵蚀效应

研究了青藏高原隆升与亚洲大陆强季风气候的耦合效应、黄土高原的阶段性抬升、构造变形及其构造侵 蚀效应。结果表明,青藏高原的隆升引起多种黄土地质灾害。黄土高原的构造抬升导致侵蚀基准面下降,为重 力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形使黄土产生构造裂隙、节理,增大了黄土的侵蚀速 率,促进了黄土的坍塌和滑坡等侵蚀性地质灾害的发生;地形突变带、活动断裂带及地震活动带等稳定性条件差 的黄土分布区,是黄土侵蚀性地质灾害最剧烈的地区。     

我国黄土湿陷性质的形成研究

概述了我国湿陷性黄土的地理环境、物质成分和工程性质。提出了说明黄土湿陷变形机理的结构学说，阐明了黄土湿陷性质形成发展的五个阶段的理论。     

石灰改良黄土渗透性与孔隙结构的关系研究

土是一种具有多孔介质的岩土工程材料,其微观孔隙结构决定着宏观渗透性.为了研究渗透特性与孔隙结构之间的依存关系,以石灰改良黄土为研究对象,首先对不同石灰掺量下的改良黄土进行室内变水头渗透试验,随后选取有代表性土样进行扫描电镜(SEM)试验,并利用Image-Pro Plus 6.0(IPP)图像处理软件统计不同石灰掺量下...