冻融作用下黄土损伤及对边坡稳定性影响的研究

发布时间：2020-07-08 04:23

【摘要】：冻土是一种经历低温环境后其内部含有冰晶的特殊土体,依据其存在时间的长短大致可以分为瞬时冻土、季节性冻土和多年冻土。我国是全世界范围内黄土面积分布最广的国家之一,大多分布于西北和华北地区,处于季节性冻土区。季节性冻土地区常常会受到冻融作用的影响,出现冻胀和融沉现象,这极有可能影响该区域内黄土构筑物的工程建设以及地上和地下建筑物的稳定性,并且致使边坡发生破坏影响其的稳定性和安全性。冻融作用是导致季节性冻土区黄土的物理力学特性劣化的重要原因之一,并且会使土体的微观结构发生改变。故而对于经历冻融作用后黄土的强度变化的研究具有重要意义,研究冻融作用对黄土边坡稳定性的影响具有现实意义。本文依托取自陕西北部地区河流南岸边坡的原状黄土为研究对象。首先,考虑含水率、冻融循环次数的因素,研究经历冻融作用后黄土的物理性质。分析研究其密度、孔隙比及液塑限等的变化情况。其次,进行扫描电镜以及核磁共振试验研究经过冻融作用后土体的微观结构特征。通过获取的土样的SEM图像以及土样的核磁共振曲线分析研究不同含水率、不同冻融循环次数下原状黄土颗粒的微观结构特征和其孔隙的分布情况。然后,对不同含水率下、经历不同冻融作用后的黄土试样进行不固结不排水以及固结不排水三轴剪切试验。研究不同围压和含水率下冻融作用、原状黄土物理力学特性的关系,分析边坡黄土在经过不同冻融作用后其应力-应变曲线和抗剪强度指标(粘聚力与内摩擦角)的变化情况及规律。探究冻融作用下黄土体微观结构与其宏观特性间的相互联系。最后,将上述得出的抗剪强度指标c和φ值的变化规律应用于边坡中。运用数值分析软件对冻融前后的黄土边坡进行模拟,探究冻融作用对黄土边坡稳定性的影响。本文由室内试验开始,结合扫描电镜和核磁共振技术,揭示冻融作用下边坡黄土的物理力学特性及其微观结构的变化,探究两者间的联系并进一步研究冻融作用对黄土边坡稳定性的影响。为季节性冻土区的边坡工程等工程建设提供较可靠的试验与理论依据。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU444
【图文】：

类型分布

西安科技大学硕士学位论文地区是我国“一路一带”重要的战略区和能源基地，国家黄土地区的重要基础设施工程和分布在广泛黄土地区的高管道以及分布在各种黄土地区的大型高压输电线路。因此和城镇化转型对推进“一路一带”发展战略具有重要的现季节性冻土，这些地区的冻融病害存在诸多问题。解决这害的发生机制。许多专家学者对此进行了大量研究，但对制研究不多。特别是，对冻融过程中黄土的变化情况，仍文研究了黄土地区季节性冻土区冻融条件下黄土微观结构土地区冻融病害的发生机理提供了理论依据。研究这些问义，对于理论研究有很高的学术价值，对于黄土力学的发。

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技术路线

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图 2.1 土颗粒级配曲线线图 2.1 可以发现，小于 75μm 粒径的颗粒含量超过径为 10μm～100μm 之间。黄土物理性质的试验研究在冻融环境中发生改变时，物理性质也会发生变化。对其物理性质的影响。的变化实程度的重要物理指标，是孔隙体积与颗粒体积的比土体颗粒。在探究冻融作用下黄土孔隙比的变化时，％以及饱和状态下的试样（共 4 组，每组 6 个标准样融循环，而后结合孔隙比公式（2.4）进行计算。e = (1: ) 1

【参考文献】