重塑黄土残余强度的环剪试验研究

发布时间：2018-11-24 19:25

【摘要】：滑坡灾害以其数量最多、分布最广、危害最严重，成为我国包括滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害中最严重的一种，滑带土随着滑坡的发生而形成，其强度参数多采用残余强度。残余强度是排水剪切试验中的最小强度或最终强度，直剪仪、三轴仪无法满足残余强度需要的大剪切位移条件，所以不适合作为残余强度的主要研究仪器，而具有独特构造的环剪仪可以满足残余强度的测试要求，所以用环剪仪研究土体在破坏之后的残余强度，进而为边坡稳定性评价、加固方案设计、抗滑工程设计及地震液化区强度估计都是有意义的。本文采用HJ-1型环剪仪对泾阳县太平镇崔师某砖窑采集的重塑黄土进行了环剪试验，，探究了不同状态黄土（固结状态、含水率、干密度）在不同条件（有效法向应力、剪切方式及固结比）下的变形和强度特性，得出如下的结论：（1）正常固结黄土的强度及变形规律正常固结黄土的强度随着剪切位移的增加基本呈现软化形态，本试验设定的剪切速率对正常固结重塑黄土的峰值强度和残余强度影响较小。相同试验条件下，达到同样剪切位移所需要的剪应力值随着含水率的增加而减小；黄土的峰值强度随着干密度的增加而越大，残余强度受干密度影响较小；黄土含水率较低时强度更容易呈现软化，干密度越大强度软化越明显。正常固结重塑黄土的峰值强度及残余强度随着有效法向应力的增加而增大，第一级荷载作用后会出现软化，第二、三及四级荷载作用后，试样强度略微增加并很快达到残余强度，且有效法向应力越大试样越容易达到残余强度。正常固结黄土的变形表现为受剪压缩。低含水率的试样在多级剪切后，土体沉降变形的增加与有效法向应力的增加规律一致，而含水率高于塑限值时，含水率与有效法向应力共同作用影响土体的沉降变形。（2）超固结黄土的强度及变形规律超固结黄土的强度随着剪切位移的增加基本呈现软化形态。剪切速率对超固结黄土的峰值强度和残余强度影响较小。超固结比对残余强度影响不大，即超固结黄土的残余强度与应力历史无关。超固结黄土的变形较正常固结黄土的要小。超固结比对试样的变形影响较大，随着超固结比的增加，试样的变形从剪缩变为短暂剪胀后剪缩，最后变形呈现剪胀。（3）不同土体状态的强度对比及工程特性分析用HJ-1环剪仪测得的正常固结重塑黄土的峰值强度多指标大于残余强度指标，给出泾阳黄土峰值内摩擦角与残余内摩擦角的建议换算公式。从应变阈值角度分析了正常固结黄土与超固结黄土的应变软化特性，正常固结黄土、超固结黄土达到峰值强度时的应变值大于达到残余强度时的应变值，而超固结黄土达到峰值强度、残余强度时的应变值都不大于正常固结黄土对应的应变值。正常固结黄土的脆性指数较小，有效法向应力越大，土体软化越弱。干密度大的黄土其强度软化现象明显。脆性指数随着剪切速率、含水率的增加呈现减小的趋势。超固结黄土的软化现象较明显。低含水率时脆性指数随着超固结比的增大而增大，含水率略大时脆性指数随着含水率的增加反而减小，即超固结黄土的脆性指数受含水率、超固结比的综合影响。
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【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU444;TU411

【参考文献】