西宁地区非饱和黄土强度特性和SWCC的试验研究

发布时间：2017-09-27 14:06

  本文关键词：西宁地区非饱和黄土强度特性和SWCC的试验研究

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【摘要】：本文以青海西宁地区非饱和黄土为研究对象,利用常规三轴试验仪、应变控制式直剪仪、GEO-Experts应力相关的土水特征曲线压力板仪系统及电镜扫描仪,开展不固结不排水三轴剪切试验、直剪试验、土水特征曲线试验以及黄土微观结构分析试验。主要研究内容及结论为:(1)利用应变控制式三轴仪对重塑非饱和黄土进行不固结不排水剪切试验,探讨了不同初始条件下的重塑非饱和黄土在不同围压下的主应力差-应变曲线的特征,以及抗剪强度参数与含水率及干密度之间的变化规律发现:试样的主应力差-应变曲线受围压、干密度、含水率的影响,破坏形式会发生改变。对与三轴试验初始条件相同的试样进行直剪试验,将其所得结果与三轴试验结果进行比较发现:两种不同的试验方法所得到干密度、含水率与抗剪强度参数之间的规律基本一致。其中内摩擦角和黏聚力均受土的干密度的影响较大,而含水率对黏聚力的影响则比对内摩擦角的影响大。(2)采用GEO-Experts应力相关的土水特征曲线压力板仪对非饱和黄土的基质吸力进行试验研究,得到不同深度处原状非饱和黄土的土-水特征曲线。试验结果表明:土体在脱湿和吸湿过程中得到的两条土-水特征曲线不能完全重合,且无论是脱湿还是吸湿过程,土体的体积含水率均会随着基质吸力的增加而减小。浅层分布的土体,其土-水特征曲线中体积含水率的变化较大。(3)采用扫描电镜(SEM)对不同深度处的原状黄土的颗粒组成、土粒形状及其排列特征、土粒的表面特性、土粒间胶结情况和孔隙特征等进行观察分析发现:随着深度的增大,骨架排列逐渐趋于紧密,颗粒间接触形式也受到骨架颗粒的排列方式的影响发生改变。利用颗粒(孔隙)与裂隙图像识别与分析系统(PCAS)对土样的扫描电镜照片进行定量化分析发现:土样孔隙的分布没有规律,且各个土层的孔隙排列特征相似,土颗粒和孔隙的形态均是属于外形比较复杂的狭长类型;颗粒和孔隙的周长面积分维值会随土层深度的增加而发生改变,土层越深,土颗粒的团粒化程度越高,孔隙越小。
【关键词】：非饱和黄土 西宁地区 强度特性 土水特征曲线 微观特性
【学位授予单位】：青海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 非饱和黄土抗剪强度研究进展和现状11-12
• 1.2.2 土-水特征曲线研究进展和现状12-14
• 1.2.3 微观结构的研究现状14-16
• 1.3 研究内容及思路16-18
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 技术路线16-18
• 第2章 非饱和黄土抗剪强度特性试验研究18-40
• 2.1 引言18
• 2.2 试验方案18-21
• 2.2.1 基本物理性质试验18-20
• 2.2.2 试验方案的制定20-21
• 2.3 常规三轴试验21-33
• 2.3.1 试样制备21
• 2.3.2 非饱和黄土试样破坏形状及应力-应变关系21-29
• 2.3.3 三轴试验抗剪强度参数变化规律29-33
• 2.3.3.1 干密度对抗剪强度的影响29-31
• 2.3.3.2 含水率对抗剪强度的影响31-33
• 2.4 非饱和黄土直接剪切试验33-37
• 2.4.1 试样制备33-34
• 2.4.2 试验结果及分析34-37
• 2.5 三轴试验及直剪试验对比分析37-38
• 2.6 小结38-40
• 第3章 非饱和黄土的土水特征曲线40-52
• 3.1 引言40
• 3.2 非饱和黄土基质吸力40-41
• 3.3 非饱和黄土的土-水特征曲线41
• 3.4 试验仪器41-44
• 3.5 试验方案及试样制备44-45
• 3.6 试验步骤及结果分析45-51
• 3.6.1 土水特征曲线试验步骤45-46
• 3.6.2 试验结果分析46-51
• 3.7 小结51-52
• 第4章 黄土微观结构定性研究52-58
• 4.1 引言52
• 4.2 样品制备52-54
• 4.3 黄土微观结构定性分析54-57
• 4.3.1 黄土颗粒形貌54-55
• 4.3.2 颗粒排列组合形式55
• 4.3.3 黄土孔隙特征55-56
• 4.3.4 黄土颗粒接触关系56-57
• 4.4 小结57-58
• 第5章 黄土微观结构的定量分析研究58-67
• 5.1 引言58
• 5.2 定量分析系统58-59
• 5.3 定量参数的含义59
• 5.4 微观试验图像处理59-62
• 5.5 微观试验成果分析62-66
• 5.6 小结66-67
• 第6章 总结与展望67-70
• 6.1 总结67-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-75
• 致谢75-76
• 作者简历76

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本文编号：930080