论文摘要
黄土作为一种特殊土质,在自然界中普遍以非饱和状态存在,具有复杂的力学特性。我国黄土主要分布在西北黄土高原地区,随着西部大开发战略的实施和不断推进,黄土被广泛应用于实际工程建设之中,其力学特性影响各类建筑物的正常使用,并决定合理的工程设计方案及地基处理措施,因此对其展开比较深入的研究具有重要的现实意义和理论价值。至今,很多学者对黄土的各种特性进行了大量的试验研究和理论推导,并得出了很多重要的成果,但对于非饱和重塑黄土的研究至今尚未成熟,仍需不断完善。本文以重塑黄土为对象,通过直剪(快剪)试验探讨重塑正常固结黄土和重塑超固结黄土的强度特性,并在此基础上结合伏斯列夫“真强度”理论的概念推导表示重塑黄土“真强度”指标的公式并探讨有关“真强度”特性。研究重塑正常固结黄土在不同含水率和干密度条件下的强度特性,并通过卸载、直剪(快剪)试验探讨了含水率、卸载比和先期固结压力对重塑超固结黄土强度的影响。结果表明:重塑正常固结黄土抗剪强度与含水率、干密度之间存在严格的函数规律性;含水率、卸载比和先期固结压力是影响重塑超固结黄土抗剪强度的重要因素;比较重塑正常固结黄土和重塑超固结黄土的抗剪强度,可得到在同一先期固结压力作用下后者抗剪强度要比前者大,随着含水率的增加,两者之间的强度差值逐渐减小。在基本条件相同情况下,重塑正常固结黄土的抗剪强度包线在重塑超固结黄土抗剪强度包线的下方,随着垂直压力的增大,两者之间的抗剪强度差值相应减小。结合伏斯列夫“真强度”理论概念,提出了固结粘聚力“cs”的概念和意义,“c s”主要受土体压实程度影响,是与孔隙比有关的函数;提出了重塑黄土正常固结稳定后的“真强度”抗剪强度推导公式,并证明了在不考虑孔隙水压力影响的情况下,研究重塑黄土正常固结稳定后的“真强度”特性及指标的测定时,可以将伏斯列夫“真强度”公式和推导公式同等对待研究;提出了两种测定重塑黄土正常固结稳定后“真强度”指标的试验方法。结果表明:试验方案一得出固结粘聚力cs是前期固结压力Pc和含水率w的函数,Pc一定时,cs与w成幂函数关系,cs随着w的增大而减小;w一定时,cs值随着Pc的增大成线性增加。通过试验方案二得出了先期固结压力、抗剪强度、孔隙比三者相互之间的函数关系。方案二比方案一更能真实体现前期固结压力Pc对重塑黄土的固结作用,同一前期固结压力Pc下,运用方案二所求的固结粘聚力“cs”值比方案一所求的要大。两种试验方案所测得的固结粘聚力“cs”之间的差值反映了卸载后试样剪胀或回弹的影响程度。结合“真强度”理论的概念分别作出了两种试验方案下,不同孔隙比时的等孔隙比强度线,各等孔隙比强度线之间相互平行,符合伏斯列夫“真强度”线的特征。