黄土结构强度与湿陷变形的各向异性研究
发布时间：2020-06-02 16:35
【摘要】：黄土广泛分布于我国的西北地区。随着西部大开发及“一带一路,”地区黄土工程的大量开展,黄土特殊的结构性与湿陷性对工程的影响越来越显著,因此有必要进行黄土结构强度与湿陷变形的各向异性研究。本文以取自兰州市榆中县兰州大学的黄土为研究对象,通过对与沉积面呈不同角度的试样进行无侧限抗压强度试验及室内湿陷试验,分析了该黄土的结构强度与湿陷变形的各向异性,得出以下结论:(1)含水率较低时原状黄土表现出应变软化的特性,随着含水率的增大,原状黄土的应力-应变曲线由应变软化型逐渐变为应变硬化型,其无侧限抗压强度随含水率增大而降低。含水率相同时,与沉积面呈30°角所取试样的强度q最小,并呈现出q30°q45°q60°q0°q90°的规律,且含水率越低此规律越显著,说明其强度的各向异性越强。随着含水率逐渐趋于饱和含水率,此各向异性逐渐减弱。重塑黄土的各向异性与原状黄土相似,但相同条件下的无侧限抗压强度及各向异性均弱于原状黄土。(2)含水率较低时原状黄土的初始压缩模量较大,随着含水率的增大初始压缩模量减小。含水率相同时,与沉积面呈30°角所取试样的初始压缩模量最小,并呈现E30°E45°E60°E0°E90°的规律,但固结压力和含水率均较小时其各向异性不易表现出来。其它压力段内的压缩模量具有与初始压缩模量相同的规律,但当压力超过某一临界压力时压缩模量的各向异性有逐渐消失。当含水率为2%和5%时压缩系数a1-2的各向异性不明显。随着含水率的增大,压缩性逐渐变大,压缩系数a1-2的各向异性也逐渐增强,并且呈现出倒“U”型的关系(a90°a0°a60°a5°a30°),但当含水率超过某一界限含水率时压缩系数a1-2各向异性又逐渐减弱。(3)含水率较低时原状黄土的湿陷系数较大,随着含水率的增大湿陷系数减小。自重湿陷系数及200 kPa、300kPa时的湿陷系数均具有各向异性,并呈现出δ30°δ45°δ60°δ 0°δ 90°的规律。(4)通过复合幂指数模型,拟合不同含水率及不同取样角度试样试验所得的应力-应变曲线,其相关性系数均较接近于1,说明该模型可描述相应的应力-应变曲线,并用于黄土各向异性的分析。
【图文】：
2 试验方案试验方案1 概述黄土可认为在局部水平面内为各向同性，而竖向各向异性。对于隧道等地下结构殊的断面形式导致受力更加复杂，各向异性更加显著。目前对其工程实践及设计黄土的各向异性考虑在内。如图 2-1 所示为一般隧道结构的受力形式。土体的各为固有各向异性和应力诱导型各向异性。黄土由于其特殊的竖向裂隙和大孔隙结其固有各向异性更加明显。对于隧道等受力较为复杂的地下结构物，应力导致的也更为突出。
图 2-2 马尔文超声波颗粒级配检测仪Fig.2-2 Ma Erwen ultrasonic particle gradation detect图 2-3 所示的角度进行制样，分别制作用于 mm 和湿陷试验的环刀样 69.8 mm×20 mm水率取样之后根据干密度和目标含水率按式用滴定法对试样进行X検聊勘旰剩⒕仓
本文编号：2693456
【图文】：
2 试验方案试验方案1 概述黄土可认为在局部水平面内为各向同性，而竖向各向异性。对于隧道等地下结构殊的断面形式导致受力更加复杂，各向异性更加显著。目前对其工程实践及设计黄土的各向异性考虑在内。如图 2-1 所示为一般隧道结构的受力形式。土体的各为固有各向异性和应力诱导型各向异性。黄土由于其特殊的竖向裂隙和大孔隙结其固有各向异性更加明显。对于隧道等受力较为复杂的地下结构物，应力导致的也更为突出。
图 2-2 马尔文超声波颗粒级配检测仪Fig.2-2 Ma Erwen ultrasonic particle gradation detect图 2-3 所示的角度进行制样，分别制作用于 mm 和湿陷试验的环刀样 69.8 mm×20 mm水率取样之后根据干密度和目标含水率按式用滴定法对试样进行X検聊勘旰剩⒕仓
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