黄土湿陷性影响因素试验研究

发布时间：2019-10-03 13:24

【摘要】：我国黄土的覆盖面积约有63万km2,是世界上黄土分布区域最广泛的国家之一,其中约有60%的黄土具有不同程度的湿陷性。黄土在天然状态下,结构强度较高,压缩性较低,但当遇水浸入后,土的强度显著降低,湿陷性黄土在水和附加荷载的共同作用下,原有的结构会发生破坏,从而产生湿陷变形。黄土湿陷可引发滑坡、崩塌、地面塌陷等地质灾害,给黄土分布区的经济建设造成巨大的损失。为了减少和预防黄土的湿陷危害,弄清楚黄土的湿陷性成因就显得非常重要。本文在前人大量工作的基础之上,对黄土的湿陷性进行了进一步分析和研究。首先,通过对延安、泾阳、庆阳、固原四个地区黄土的野外调研、采样,并采用双线法对试样进行室内湿陷压缩试验,分析了黄土湿陷系数与压力及土样埋深的关系。在注胶黄土切片制样方面,用专门配制的胶结材料对黄土试样进行浸泡注胶,使土颗粒胶结在一起,避免黄土在切片时颗粒散落致原有结构被破坏,以使观察的孔隙结构更接近黄土实际的孔隙形态。其次,借助光学数码显微镜和扫描电子显微镜分别对湿陷前后的土样微观结构进行了观察,分析了土样在湿陷前后的微结构变化特征。然后,分别从微结构变化特征和微结构力学机制方面对黄土的湿陷成因做了解释,黄土浸水发生湿陷是多因素综合作用的结果。黄土中所特有的孔隙结构体系为其湿陷提供了空间,黄土在天然状态下,胶结物主要赋存在骨架颗粒的接触部位,当黄土被水浸入后,接触点上的平衡力发生变化,颗粒间的部分胶结物被溶解,部分黏土矿物被软化,原有的骨架颗粒排列顺序被打乱,使部分颗粒散落入孔隙中而发生重分布,最终导致黄土发生湿陷变形。最后,利用IPP图像处理软件对湿陷前后的黄土切片试样进行了分析,结果表明,湿陷后的黄土比湿陷前的黄土微孔隙增多31.18%,小孔隙增多54.07%,中孔隙减少30.49%,大孔隙减少90.14%。这说明黄土在压力和水的共同作用下,土中的孔隙被压缩,大孔隙和中孔隙的数量逐渐减少,小孔隙和微孔隙的数量逐渐增多,为黄土的湿陷变形提供了空间。结合矿物能谱分析,引入线性规划法计算了黄土中主要黏土矿物的含量,并分析了不同地区黄土中黏土矿物的含量与湿陷性的关系。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU444

【引证文献】