考虑密度及冻融影响的黄土渗透各向异性研究

发布时间：2017-09-02 15:39

  本文关键词：考虑密度及冻融影响的黄土渗透各向异性研究

  更多相关文章： 原状黄土 渗透性 各向异性 基质吸力 冻融循环 微观结构

【摘要】：黄土工程的强度、变形及稳定性问题与土体的水分场密切相关,在预测土体水分场变化时,黄土渗透各向异性对预测结果影响很大,目前对黄土渗透各向异性的研究尚少。基于此,本文以西安黄土为对象,考虑密度及冻融影响,对黄土渗透各向异性开展研究工作。通过渗透试验测定不同干密度原状黄土的竖向及横向饱和渗透系数,结果表明:原状黄土横向的饱和渗透系数是其竖向的1.5~3.5倍,横向饱和渗透系数及竖向饱和渗透系数均随干密度增大而减小;原状黄土的渗透各向异性随干密度增大而增强。通过压力板试验测得原状黄土的横向(竖向)土水特征曲线,结合原状黄土的横向(竖向)饱和渗透系数计算得对应方向的非饱和渗透系数函数。结果表明:原状黄土渗透各向异性随着基质吸力的增大而降低。通过扫描电镜观测了原状黄土的微观结构,分析了其对黄土渗透各向异性的影响:在高饱和度低吸力状态下,黄土渗透各向异性受其微观结构的影响显著,随着饱和度降低吸力增加,黄土渗透各向异性受其微观结构的影响减弱。在封闭系统下对干密度相同而初始含水率不同的原状黄土进行冻融试验,试验结果表明:冻融后试样水平向及竖直向渗透系数均随冻融时试样初始含水率的增大而增大;冻融后黄土渗透各向异性随冻融时试样初始含水率的增大而减弱。随着冻融次数增加,黄土横向及竖向饱和渗透系数均先增大然后趋于稳定;黄土横向饱和渗透系数与竖向饱和渗透系数的比值随着冻融循环次数的增加而减小。进一步通过电镜扫描试验观测了黄土冻融前后的微观结构变化,得到了冻融作用下黄土渗透各向异性变化的机理。
【关键词】：原状黄土 渗透性 各向异性 基质吸力 冻融循环 微观结构
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 研究背景与意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 渗流问题研究现状9-13
• 1.2.2 冻融问题研究现状13-14
• 1.3 本文研究内容14-16
• 2 试验用黄土的物理性质16-22
• 2.1 黄土特性16-18
• 2.2 试验用黄土的物理性质指标18-20
• 2.3 本章小结20-22
• 3 密度对黄土渗透各向异性的影响22-46
• 3.1 渗流基本理论22-24
• 3.2 试验方案24-29
• 3.2.1 试样制备26-27
• 3.2.2 试验原理与内容27
• 3.2.3 试验步骤27-29
• 3.3 密度对饱和黄土渗透各向异性的影响29-33
• 3.3.1 密度对重塑黄土饱和渗透系数的影响29-30
• 3.3.2 密度对原状黄土饱和渗透系数的影响30-31
• 3.3.3 密度对饱和黄土渗透各向异性的作用机理31-33
• 3.4 密度对非饱和黄土渗透各向异性的影响33-44
• 3.4.1 密度对黄土土水特征曲线的影响33-36
• 3.4.2 黄土土水特征曲线影响因素分析36-38
• 3.4.3 非饱和黄土渗透系数的预测38-43
• 3.4.4 非饱和黄土渗透系数影响因素分析43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 4 冻融对黄土渗透各向异性的影响46-64
• 4.1 土的冻结与融化46-49
• 4.2 试验方案49-53
• 4.2.1 试样制备51-52
• 4.2.2 试验原理与内容52-53
• 4.2.3 试验步骤53
• 4.3 冻融对重塑黄土渗透性的影响53-56
• 4.3.1.冻融初始含水率对重塑黄土渗透性的影响53-54
• 4.3.2 冻融次数对重塑黄土渗透性的影响54-56
• 4.4 冻融对原状黄土渗透各向异性的影响56-59
• 4.4.1 冻融初始含水率对原状黄土渗透各向异性的影响56-58
• 4.4.2 冻融次数对原状黄土渗透各向异性的影响58-59
• 4.5 冻融对黄土渗透性影响的机理分析59-63
• 4.5.1 冻融前后黄土的微宏观分析60-61
• 4.5.2 冻融初始含水量及冻融次数对渗透性的影响分析61-63
• 4.6 本章小结63-64
• 5 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-74
• 附录 硕士研究生学习阶段发表论文74

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 于长江,宋玉普,张众,覃丽坤;冻融环境下普通混凝土三轴受压强度与变形特性的试验研究[J];混凝土;2005年02期

2 洪锦祥;缪昌文;黄卫;刘加平;万峗;;冻融损伤对混凝土疲劳性能的影响[J];土木工程学报;2012年06期

3 马彬;叶英华;孙洋;;基于损伤模型的盐蚀、冻融混凝土力学性能分析[J];建筑结构学报;2009年S2期

4 丑亚玲;刘丽萍;毛建勋;朱彦鹏;王浩;刘治国;;冻融作用对人工结构性黄土抗剪性能的影响[J];兰州理工大学学报;2014年04期

5 王效宾;杨平;王海波;戴海明;;冻融作用对黏土力学性能影响的试验研究[J];岩土工程学报;2009年11期

6 房江锋;李楠;;冻融作用对不同覆土厚度黄土窑洞灾害的影响[J];水利与建筑工程学报;2012年06期

7 唐光普;刘西拉;施士升;;冻融条件下混凝土破坏面演化模型研究[J];岩石力学与工程学报;2006年12期

8 于长江,宋玉普;冻融环境下混凝土双向拉压强度与变形特性的试验研究[J];混凝土;2004年05期

9 刘荣桂;张益多;陈妤;刘涛;;冻融后预应力混凝土构件疲劳损伤模型[J];江苏大学学报(自然科学版);2012年01期

10 汪青杰;张延年;刘旭峰;徐驰;;冻融时间对早期混凝土抗压性能的影响试验[J];沈阳大学学报(自然科学版);2014年01期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 段安;钱稼茹;;冻融环境下混凝土本构关系研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年

2 罗昕;朱锦章;卫军;罗晓辉;;冻融条件下混凝土破坏的无损判断[A];沿海地区混凝土结构耐久性及其设计方法科技论坛与全国第六届混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2004年

3 段安;钱稼茹;;冻融环境下约束混凝土应力-应变全曲线试验研究[A];第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年

4 周奇峰;罗小勇;;冻融环境下无粘结预应力混凝土结构耐久性研究现状[A];“发展绿色技术，，建设节约结构”——第十四届全国混凝土及预应力混凝土学术会议论文集[C];2007年

5 陈有亮;代明星;刘明亮;索晓航;吴丹丹;任旭凯;;酸性与高温环境下的花岗岩冻融实验研究[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 关哠;冻融环境钢筋混凝土受弯构件的损伤分析与承载力研究[D];西安建筑科技大学;2015年

2 段安;受冻融混凝土本构关系研究和冻融过程数值模拟[D];清华大学;2009年

3 王晓巍;北方季节性冻土的冻融规律分析及水文特性模拟[D];东北农业大学;2010年

4 李杰林;基于核磁共振技术的寒区岩石冻融损伤机理试验研究[D];中南大学;2012年

5 王恩Y

本文编号：779450