陕北地区黄土隧道围岩工程特性试验研究
【图文】：
图1干密度与c、φ值的散点图Fig．1Scatterplotofdrydensityandc，φvalues2．1．3黄土围岩物理力学指标因子分析因子分析法［12］是多元统计分析中处理降维、提取综合因子的一种方法，通过对样品物理力学指标值矩阵的线性变换，求出矩阵的特征值，从诸多变量之间的相关关系中得到数目减少的新因子，用新因子的最大信息量反映样本总体的变化情况。通过SPSS软件对黄土隧道围岩的物理力学指标进行因子分析，得到黄土围岩9项物性指标的主成分特征值及其贡献率表和旋转后因子荷载矩阵，分析结果分别如表4和表5。从表4可以看出，前3个因子的累计方差贡献率达到89．445%。根据统计学理论，前3个因子可作为综合因子，反映样本总体情况。因子荷载旋转的原理是使旋转后因子荷载矩阵每一列元素的方差之和达到最大，从而达到同一列上的荷载尽可能地向1和0两极靠近，突出了每个因子与荷载较大变量之间的联系，将荷载较大的因子分为一组。根据表5可对9项物性指标进行分组，因子1中密度、干密度、孔隙比和饱和度的值明显大于其他因子，分别为0．901、0．983、0．986、0．729，分为一组;因子2中液限、塑限、塑性指数和含水量的值分别为0．959、0．868、0．702和0．612，大于组内其他因子的值，但横向分析含水量，将其分入第三组更合适，因此将液限、塑限和塑性指数分为一组;因子3中含水量与液性指数的值分别为0．712和0．932，明显大于其他因子，分为一组。分组结果与根据相关系数得到的分组结果一致，说明这一分组方案是可靠的。表4主成分特征值及其贡献率表Table4Eigenvaluesandcontributionrateofmajorfactors序号特征值方差贡献率/%累计贡献率/%15．12856．97456．97421．59417．70774．68131．32914．76489．44540．705
图2所示。由图2可以得到如下结论:①深埋饱和Q2原状黄土应力-应变关系曲线表现出明显的非线性，在低围压下为应变软化型，在高围压下表现为应变硬化型，且应力-应变曲线近似为理想弹塑性模型，随围压增大，应力-应变关系曲线由软化型向硬化型发展。②应力-应变关系曲线在较小的轴向应变下达到峰值，峰值应力对应的轴向应变基本一致，基本不随围压而变化。③轴向应变达到峰值后，土体内产生剪切滑移，结构性逐渐遭到破坏，形成剪切带，如图3所示。④达到峰值前应力-应变曲线近似为直线，其斜率为变形模量，由图2可见，其随围压增大而增大，反映了应力水平的影响。图2深埋饱和原状Q2黄土应力-应变关系Fig．2Ｒelationshipbetweendeviatorstressandaxialstrainofdeep-buriedandsaturatedundisturbedQ2loess图3剪切破坏后试件Fig．3Specimenaftershearfailure应力-应变关系曲线可分为3个阶段:①压缩阶段。这一阶段应力应变曲线近似为直线，土体表现出较大的结构性。②裂缝开展阶段。轴向应变发展到一定程度，土样发生屈服，颗粒之间出现相对滑移，可以看到土样表面出现微裂纹。③剪切破坏阶段。随着轴向应变的进一步发展，，微裂纹贯通，形成剪切破裂面。孔隙水压力变化曲线如图4所示，在低围压下，其孔隙水压力开始有小幅增加，然后迅速减小并出现负孔压;在高围压下，其孔隙水压力一直保持为正孔压，随轴向应变的增大而增大。图4深埋饱和Q2原状黄土孔压-应变关系曲线Fig．4Ｒelationshipbetweenporepressureandaxialstrainofdeep-buriedandsaturatedundisturbedQ2loess2．3黄土围岩无侧限抗压强度试验分析2．3．1无侧限抗压强度统计分析表7为6组取自不同隧道掌子面的无侧限抗压强度试验数据。从表7可以看?
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