含盐结构性黄土强度特性试验研究

发布时间：2022-07-07 12:24

　　黄土的力学性质与其内部的孔隙发育和胶结结构性具有重要的联系。黄土在干燥时强度较高,具有良好的工程性质,这是由于黄土在沉积过程中形成的大孔隙-骨架形式使其具有一定的结构强度。黄土在外部条件作用下其结构性会产生扰动甚至破坏,譬如受到工业废水、城市污水侵入而与黄土内部的氧化物、无机盐发生物理化学作用,从而对其细观结构和宏观力学性质产生影响。本文以西安黄土地区的Q2原状黄土为研究对象,选择具有不同溶解能力的无机盐（NaCl、CaSO4、CaCO3）,对原状土进行了不同浓度盐溶液饱和后的三轴压缩试验,研究不同盐分的迁移和含量变化对含盐结构性黄土宏观力学性能的影响规律;并结合扫描电镜试验和XDR半定量分析,探究了不同类型盐分对黄土细观破损机理的影响;并以岩土体的二元介质模型为基础,修正并建立适用于西安黄土地区含盐结构性黄土的强度准则,并验证其适用性。研究的主要成果如下:（1）当采用一定浓度的盐溶液对黄土试样进行饱和处理后,土样中的含盐孔隙水会对土的胶结结构性造成不同程度的扰动。分析黄土试样的应力应变曲线,用盐溶液饱和后的原状黄土在较低围压下的偏应力比纯水饱和的对照组试样更高;但在中高围压条件下（4... 

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摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 本课题研究领域国内外的研究现状及发展趋势
        1.2.1 结构性土的研究现状
        1.2.2 黄土湿陷机理研究现状
        1.2.3 黄土胶结作用与盐分影响的研究现状
        1.2.4 结构性土二元介质模型研究现状
    1.3 本课题拟研究的内容、研究方案及技术路线
        1.3.1 本课题研究的主要内容
        1.3.2 本课题的研究方案、技术路线
2 易溶、难溶盐影响下的结构性黄土室内试验
    2.1 工程概述
        2.1.1 工程背景
        2.1.2 场地工程地质及水文地质条件
        2.1.3 现场探井取样
    2.2 易溶盐影响下结构性黄土室内试验
        2.2.1 黄土的基本物理力学指标
        2.2.2 固结不排水三轴压缩试验
        2.2.3 试验数据分析
    2.3 难溶盐影响下结构性黄土室内试验
        2.3.1 液溶胶配置及原状土的毛细饱和
        2.3.2 不固结不排水三轴压缩试验
        2.3.3 试验数据分析
    2.4 孔隙盐溶液影响下结构性黄土的固结排水特性研究
        2.4.1 试验过程
        2.4.2 试验数据分析
    2.5 本章小结
3 含盐结构性黄土的宏观破坏和细观演化特征
    3.1 盐分影响下结构性黄土宏观破坏
        3.1.1 易溶盐溶液饱和试样
        3.1.2 难溶盐胶体饱和试样
    3.2 结构性黄土细观结构SEM定性分析
        3.2.1 试验仪器及原理
        3.2.2 试验过程
        3.2.3 NaCl盐溶液饱和试样的SEM验结果
        3.2.4 CaSO_4 盐溶液饱和试样的SEM试验结果
    3.3 结构性黄土盐分迁移变化XRD半定量分析
        3.3.1 试验原理及试验过程
        3.3.2 试验结果分析
    3.4 本章小结
4 考虑细观破损机理的含盐结构性黄土抗剪强度准则
    4.1 含盐结构性黄土的抗剪强度特性
        4.1.1 含盐结构性黄土的抗剪强度发挥规律
        4.1.2 基于强度条件的含盐黄土结构性定量化参数
    4.2 建立含盐结构性黄土强度准则的基础和假设
        4.2.1 结构性黄土的二元介质模型理论
        4.2.2 一般条件下结构性黄土的抗剪强度准则
    4.3 易溶盐影响下结构性黄土的强度准则及破损变量Rx的确定
        4.3.1 含盐结构性黄土的抗剪贡献率ξ_v的确定
        4.3.2 含盐结构性黄土的抗剪强度变化规律
    4.4 易溶盐溶液环境影响下结构黄土的细观破损机理
    4.5 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于二元介质模型的高应力结构性黄土强度准则[J]. 郅彬,王永鑫,邓博团,刘伟.  煤炭工程. 2018(10)
[2]易溶盐含量对伊犁黄土持水特性的影响研究[J]. 王毓国,张爱军,赵庆玉,于春亮.  岩土工程学报. 2018(S1)
[3]木质素磺酸盐对兰州黄土力学性质的影响[J]. 侯鑫,马巍,李国玉,穆彦虎,周志伟,王飞.  岩土力学. 2017(S2)
[4]可溶盐对兰州非饱和重塑黄土抗剪强度的影响[J]. 闫亚景,文宝萍,黄志全.  岩土力学. 2017(10)
[5]中溶盐盐渍土硫酸钙溶解度影响因素研究[J]. 江洁,刘红军,王秀海,戴波.  科技通报. 2017(05)
[6]氯化钠溶液对粘性土的强度影响[J]. 颜荣涛,梁维云,杨德欢,张启航,张煜东,肖玉龙.  桂林理工大学学报. 2017(01)
[7]结构性土UH模型[J]. 祝恩阳,姚仰平.  岩土力学. 2015(11)
[8]黄土湿陷机理研究现状及发展趋势[J]. 谢婉丽,王延寿,马中豪,葛瑞华,王家鼎.  现代地质. 2015(02)
[9]冻融循环对土结构性影响的机理与定量研究方法[J]. 郑郧,马巍,邴慧.  冰川冻土. 2015(01)
[10]关于黄土湿陷性评价和剩余湿陷量的新认识[J]. 姚志华,黄雪峰,陈正汉,方祥位,苗强强,张江水.  岩土力学. 2014(04)

硕士论文
[1]盐分变化对黄土强度特性影响的试验研究[D]. 卢雪清.西北农林科技大学 2012
[2]黄土的结构性及其动力特性研究[D]. 田堪良.西北农林科技大学 2003



本文编号：3656415