延安新区高填方黄土湿陷变形试验及其数值模拟研究
发布时间：2021-11-13 09:07
本文以国内黄土地区“平山、填沟、造地、建城”规模最大的延安新区建设项目为天然试验场,抓住“高压力与水”对深挖高填工程的影响,通过固结试验、湿陷性试验,获得原状土和压实土在浸水、高压下情况下的工程力学特性及其参数。初次结合电镜扫描、能谱分析仪等先进测试手段,分析原状土和压实土在压缩、湿陷前后微结构、粒度成分和可溶盐成分的变化,探索其在不同压力、不同含水率下的湿陷、变形机理。利用离散元软件PFC2D,基于黄土颗粒成分大小、孔隙结构以及粒度成分,应用数值方法构建原状土和压实土模型,施加荷载进行数值模拟。所取得的成果可归纳为:（1）通过室内原状黄土与89%、92%与95%压实度的压实黄土的固结湿陷试验,分析了22.2%、20.2%、18.2%、14.2%、12.2%、10.2%、天然及饱和这八种含水率下的试样在50k Pa至1600k Pa各级压力下的压缩变形及湿陷特性,采用单线法进行了湿陷性试验,获得了在各级法向应力下的黄土湿陷性系数及压缩量,研究了不同含水率以及不同压力对黄土湿陷性的影响。发现湿陷系数随压力变化存在一峰值,随含水率增加而降低。同时对黄土的压实可显著降低湿陷系数,最终将其转换...
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土湿陷性影响因素总结1）黄土湿陷土力学试验研究
第二章 区域地质环境背景究区位置安市位于陕西省北部，地处黄河中游，黄土高原的中南地区，省会西。介于北纬 35°21'~37°31'，东经 107°41'~110°31'之间。延安市共与七：北部与榆林市接壤，南部与渭南市、铜川市、咸阳市相邻。东西分别市及临汾市以及甘肃省庆阳市接壤。根据规划，延安新区共包含三个 78.5 平方公里，总承载人数要达到 40 万以上[90]。目前规划中的北区部工阶段，该地区地处清凉山北麓，背依主脉，东西护山环绕，面向延预计该工程总土方量可达 3.63 亿立方米，包括 1.63 亿立方米填方量挖方量。新区东区位于宝塔山东南，延河南岸，与北区新城隔川相望规划与老城接壤，在凤凰山西侧[91]。
全年降水量的时间分布。在空间分布上，由北向南降水量逐渐水蒸发量较大，同降水量的空间变化趋势不同，蒸发量由北向区因属高原地带，具有较大的昼夜温差，有记载的最高气温达5.4℃，年均气温约为 7.7℃~10.6℃[90]。进行详细的说明，春季干燥少雨，气温回升迅速，气候多变，内降水占年总量的 17%，3 月平均气温 4.5℃，5 月平均气温 1，遇较强冷空气侵袭时，最低气温可降到 0℃左右，出现霜冻水量 312.3 毫米，占年总量的 57%，多为阵性天气，有时伴有 21.1℃~22.9℃，7 月最热为 22.9℃，季内最高气温 39.7℃，无，湿润，多阴雨大雾天气，9 月降水日数 11 天~12 天，9~10月下旬至 10 月上旬出现初霜，11 月上旬土壤冰结。冬季雨雪北风，季内降水仅 13 毫米，占年总量 4%，1 月最冷，平均温-25.4℃，相对温度平均为 54%~60%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浸水对击实黄土的压缩变形影响的试验研究[J]. 杨晶,邓美林,白晓红. 地下空间与工程学报. 2017(06)
[2]原状黄土增湿过程中的静止土压力系数变化规律试验研究[J]. 金松丽,赵卫全,张爱军,邢义川,郭敏霞. 工程科学与技术. 2017(05)
[3]延安新区马兰黄土湿陷特性的PFC2D模拟[J]. 黄磊,李喜安,蔡玮彬,乔露. 煤田地质与勘探. 2017(03)
[4]基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究[J]. 金松丽,邢义川,赵卫全,张爱军,郭敏霞. 水利学报. 2017(06)
[5]基于增湿变形的渠道工程黄土渠基湿陷性评价方法[J]. 张爱军,邢义川,汪海涛,郭敏霞,任文渊. 水利学报. 2017(01)
[6]基于离散元法的滑坡模拟研究[J]. 张永柱,吴剑,王能永,谢智平. 山西建筑. 2016(26)
[7]不同孔隙率下黄土粒间作用的PFC2D模拟[J]. 黄磊,蔡玮彬. 地下空间与工程学报. 2016(04)
[8]非饱和结构性黄土双轴湿陷试验的离散元分析[J]. 蒋明镜,胡海军,李涛. 地下空间与工程学报. 2016(04)
[9]基于BP神经网络的黄土湿陷起始压力的预测[J]. 陈佳玫,张爱军,邢义川,张婉. 中国水利水电科学研究院学报. 2016(04)
[10]西峰塬黄土的湿陷性研究[J]. 吴光辉,王家鼎,马威,王延寿. 工程地质学报. 2016(01)
博士论文
[1]黄土结构性多尺度研究[D]. 马闫.西北大学 2017
[2]黄土状压实填土压缩和强度特性研究[D]. 杨晶.太原理工大学 2014
[3]存在填隙流体颗粒离散元法理论研究[D]. 徐春晖.中国农业大学 2003
硕士论文
[1]泾阳南塬灌溉诱发型黄土滑坡形成机理试验研究[D]. 葛瑞华.西北大学 2016
[2]考虑可溶盐对黄土微结构作用效应的湿陷机理研究[D]. 王延寿.西北大学 2015
[3]延安市地貌与地质灾害相关性研究[D]. 王博.长安大学 2013
[4]影响黄土湿陷性因素的试验及微观研究[D]. 杨晶.太原理工大学 2007
[5]黄土湿陷性及力学性质的试验研究[D]. 史永跃.长安大学 2004
本文编号：3492746
【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土湿陷性影响因素总结1）黄土湿陷土力学试验研究
第二章 区域地质环境背景究区位置安市位于陕西省北部，地处黄河中游，黄土高原的中南地区，省会西。介于北纬 35°21'~37°31'，东经 107°41'~110°31'之间。延安市共与七：北部与榆林市接壤，南部与渭南市、铜川市、咸阳市相邻。东西分别市及临汾市以及甘肃省庆阳市接壤。根据规划，延安新区共包含三个 78.5 平方公里，总承载人数要达到 40 万以上[90]。目前规划中的北区部工阶段，该地区地处清凉山北麓，背依主脉，东西护山环绕，面向延预计该工程总土方量可达 3.63 亿立方米，包括 1.63 亿立方米填方量挖方量。新区东区位于宝塔山东南，延河南岸，与北区新城隔川相望规划与老城接壤，在凤凰山西侧[91]。
全年降水量的时间分布。在空间分布上，由北向南降水量逐渐水蒸发量较大，同降水量的空间变化趋势不同，蒸发量由北向区因属高原地带，具有较大的昼夜温差，有记载的最高气温达5.4℃，年均气温约为 7.7℃~10.6℃[90]。进行详细的说明，春季干燥少雨，气温回升迅速，气候多变，内降水占年总量的 17%，3 月平均气温 4.5℃，5 月平均气温 1，遇较强冷空气侵袭时，最低气温可降到 0℃左右，出现霜冻水量 312.3 毫米，占年总量的 57%，多为阵性天气，有时伴有 21.1℃~22.9℃，7 月最热为 22.9℃，季内最高气温 39.7℃，无，湿润，多阴雨大雾天气，9 月降水日数 11 天~12 天，9~10月下旬至 10 月上旬出现初霜，11 月上旬土壤冰结。冬季雨雪北风，季内降水仅 13 毫米，占年总量 4%，1 月最冷，平均温-25.4℃，相对温度平均为 54%~60%。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浸水对击实黄土的压缩变形影响的试验研究[J]. 杨晶,邓美林,白晓红. 地下空间与工程学报. 2017(06)
[2]原状黄土增湿过程中的静止土压力系数变化规律试验研究[J]. 金松丽,赵卫全,张爱军,邢义川,郭敏霞. 工程科学与技术. 2017(05)
[3]延安新区马兰黄土湿陷特性的PFC2D模拟[J]. 黄磊,李喜安,蔡玮彬,乔露. 煤田地质与勘探. 2017(03)
[4]基于单线法试验的黄土增湿变形非线性模型研究[J]. 金松丽,邢义川,赵卫全,张爱军,郭敏霞. 水利学报. 2017(06)
[5]基于增湿变形的渠道工程黄土渠基湿陷性评价方法[J]. 张爱军,邢义川,汪海涛,郭敏霞,任文渊. 水利学报. 2017(01)
[6]基于离散元法的滑坡模拟研究[J]. 张永柱,吴剑,王能永,谢智平. 山西建筑. 2016(26)
[7]不同孔隙率下黄土粒间作用的PFC2D模拟[J]. 黄磊,蔡玮彬. 地下空间与工程学报. 2016(04)
[8]非饱和结构性黄土双轴湿陷试验的离散元分析[J]. 蒋明镜,胡海军,李涛. 地下空间与工程学报. 2016(04)
[9]基于BP神经网络的黄土湿陷起始压力的预测[J]. 陈佳玫,张爱军,邢义川,张婉. 中国水利水电科学研究院学报. 2016(04)
[10]西峰塬黄土的湿陷性研究[J]. 吴光辉,王家鼎,马威,王延寿. 工程地质学报. 2016(01)
博士论文
[1]黄土结构性多尺度研究[D]. 马闫.西北大学 2017
[2]黄土状压实填土压缩和强度特性研究[D]. 杨晶.太原理工大学 2014
[3]存在填隙流体颗粒离散元法理论研究[D]. 徐春晖.中国农业大学 2003
硕士论文
[1]泾阳南塬灌溉诱发型黄土滑坡形成机理试验研究[D]. 葛瑞华.西北大学 2016
[2]考虑可溶盐对黄土微结构作用效应的湿陷机理研究[D]. 王延寿.西北大学 2015
[3]延安市地貌与地质灾害相关性研究[D]. 王博.长安大学 2013
[4]影响黄土湿陷性因素的试验及微观研究[D]. 杨晶.太原理工大学 2007
[5]黄土湿陷性及力学性质的试验研究[D]. 史永跃.长安大学 2004
本文编号：3492746
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