中国典型黄土结构性试验研究

论文摘要

我国黄土是在干旱半干旱的特定环境中形成的,黄土在其形成过程中逐渐形成了它独特的结构特性,使黄土成为一种典型的结构性土。西起贺兰山,东到太行山,北起长城,南到秦岭的黄河中游的广大地区几乎都被黄土覆盖。黄土的广泛分布也造成了黄土的工程性质具有区域特征,不同地区的黄土也具有不同的结构性和变化规律,结构性的强弱影响着黄土的工程性质,故而研究黄土结构性的区域分布特性便具有工程实际意义。本文在总结前人研究的基础上,分析了围压和含水率对于应力应变关系曲线的影响规律。对所选取的洛川、杨凌和兰州三个地区的黄土进行固结不排水试验,得出了含水率和围压对于不同地区黄土结构性的影响规律,分析其内在原因。为了减少制样和土样运输时对于土样的扰动影响,制作了三个地区的不同干密度和固化剂掺量的结构性土样进行三轴剪切不排水试验,分析了干密度和固化剂掺量对于结构性的影响规律。对三个地区的原状和重塑黄土进行不同固结压力、含水率下的三轴剪切试验,结果表明:总的来说,同一条件下含水率越大,试验破坏的主应力差越小;围压越大,试验破坏主应力差越大。含水率的增大,对于结构起着软化作用,含水率越大,结构性越弱。围压对于结构性的影响规律是,随着围压的增大,结构性由强变弱再转强,这是压力与水共同作用的结果。分析得出:洛川、兰州和杨凌三个地区的黄土,兰州黄土的结构性最强,洛川和杨凌黄土的结构性强弱程度相差不大。兰州黄土的结构性受水的影响明显,含水率增大结构性明显减弱。本文采用添加固化剂的方式来制作结构性土样,试验表明,在不同的试验条件下,固化剂掺量和干密度的提高均增大了土样的破坏主应力差。土样干密度的提高削弱了土的结构性;对于洛川人工结构性土,在围压100kPa和200kPa下,掺量的增加削弱了土的结构性,结构性参数降低,而在围压300kPa下,掺量的增加增强了结构性,结构性参数有所增大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 黄土的基本性质
• 1.1.1 黄土的成因
• 1.1.2 黄土的分布特征
• 1.1.3 黄土的工程地质特征
• 1.1.4 黄土的显微结构特征
• 1.2 土结构性研究现状
• 1.3 国内外结构性本构模型研究现状
• 1.3.1 微观结构模型
• 1.3.2 修正模型
• 1.3.3 其它新型模型
• 1.4 本文研究目的及意义
• 第二章 仪器及试验方案
• 2.1 试验的仪器介绍
• 2.1.1 仪器概述
• 2.1.2 试验结束条件
• 2.2 试样制备与试验方法
• 2.2.1 试验用土的选择
• 2.2.2 试样的制备
• 2.2.3 不同地区黄土结构性研究试验方案
• 2.2.4 人工制备结构性土试验方案
• 2.3 试验步骤
• 第三章 不同地区黄土的结构性试验
• 3.1 同一地区黄土三轴试验结果分析
• 3.1.1 洛川黄土试验结果分析
• 3.1.2 杨凌和兰州黄土试验结果分析
• 3.2 不同地区结构性影响因素分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 人工制备结构性黄土的试验研究
• 4.1 洛川人工结构性黄土试验
• 4.2 杨凌、兰州人工结构性土试验结果分析
• 4.3 结构性参数变化规律分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介