黄土结构性与非饱和特性关系研究
发布时间：2021-11-26 10:59
黄土作为典型的非饱和结构性土,兼具了结构性与非饱和特性。结构性是土体力学性质的主导因素,非饱和特性则是影响黄土力学性质的重要因素,二者之间联系密切。黄土非饱和特性的改变使其力学性质变得更为复杂,因此有必要对黄土结构性与非饱和特性的关系进行研究,进而揭示结构性与非饱和特性的作用机制。当前,土体结构性研究的重点是结构性的定量化表征,结构性定量化研究在发展量化指标的同时,也应从力学角度分析结构性的形成因素,以明确结构性力学效应的作用机理。土体非饱和特性可由基质吸力、土-水特征曲线等表征,基质吸力作为力学量,体现了非饱和特性的力学效应,基质吸力的降低是黄土结构性减弱并发生湿陷的主要原因之一;土-水特征曲线反映了土体的持水性,是土体非饱和特性的综合体现,相同基质吸力作用时,非饱和特性不同的黄土含水率不同,含水率的差异促使黄土中胶结作用产生不同程度的强化或弱化,进而改变结构性。因此,探究土体非饱和特性（基质吸力、土-水特征曲线等）与其结构性定量化指标之间的相关性,揭示黄土结构性与非饱和特性的作用机制,将对解决黄土分布区工程安全及地质灾害问题具有重要意义。本文以陕西省铜川地区的黄土为研究对象,对定量...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：202 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界黄土的分布[2]
吉林大学博士学位论文2图1.2中国黄土及地震带的分布黄土的水敏性、大孔性及结构性造成了其自身的湿陷性，这种特殊的工程性质引发了黄土地区的多种工程问题及地质灾害，如建筑物的开裂、倾斜；大坝的坝肩裂缝与管涌；高湿度黄土隧洞的塌方；黄土滑坡及其对坡下建筑物的威胁等。此外，从图1.2可以看出，我国黄土的分布与强地震区的分布较为一致，地震动荷载的作用将进一步加剧上述灾害的发生与发展，由此可见黄土工程性质问题研究的必要性和紧迫性。随着我国“西部大开发”和“一带一路”战略的实施，黄土分布区的经济活动日益频繁，工程建设活动日益增多，这也对黄土工程性质的研究提出了更高的要求。土的结构性概念首先由太沙基[4]提出，此后一直为学者们所重视。土的结构性是土物理状态的体现，是除粒度、密度、湿度外又一重要的物理性质，土的矿物成分、颗粒特征、孔隙特征以及含水率等因素的不同组合使得土具有不同的结构性，结构性是控制土力学性质最为根本的内在因素，对黄土结构性的研究及其在力和水作用下的变化规律对整个土力学的研究对象都具有很重要的辐射作用[5]-[7]。土的结构性作为内因，是土体力学性质的主导因素，土的各向异性、黄土的湿陷性等，都是其结构性的体现，土的结构性是公认的土体本质特性之一，其相关研究也被认为是“二十一世纪土力学的核心问题”[8]。土体结构性研究的核心
第2章研究用土样的基本性质23第2章研究用土样的基本性质2.1土样来源试验所用土样取自陕西省铜川市。陕西省位于我国西北地区，地形总体呈南、北高中间低的特点。北部为著名的陕北黄土高原，大面积的典型黄土分布于此，南部为陕南秦岭巴山山地，中部为关中盆地[164]。铜川市地处关中盆地北侧，陕北黄土高原的南缘，属过渡地带，地理位置为东经108°34′~109°29′，北纬34°50′~35°34′，总面积3882km2。其地貌比较复杂，山、塬、梁、峁、沟谷、河川均有分布，地势西北高东南低。铜川属暖温带大陆性季风半干旱、半湿润气候，年平均降水量555.8~709.3mm，地下水位埋深较大，一般为200~500m[165]。经前期野外调查，确定取样点位置为铜川市耀州区董家河镇西柳池村（108°58′1″E，34°59′19″N，高程887m），取样深度为4.0m，图2.1是取样点地理位置图。图2.1取样点位置本次取样方法为探井取样，首先挖探井至所需取样深度下半米左右，在侧壁4m深度处进行人工取样。然后扩大探井直径，继续取样，探井及取样过程如图2.2所示。将取出的原状土块用保鲜膜包裹，并用胶带封好，外侧用防震气泡膜包裹并密封，以达到避免水分散失的目的。取样及包装过程中，尽量避免对试样
【参考文献】：
期刊论文
[1]泾阳原状黄土–古土壤序列抗剪强度各向异性及其机制研究[J]. 张奇莹,徐盼盼,钱会. 岩石力学与工程学报. 2019(11)
[2]击实黄土孔隙结构对土水特征的影响分析[J]. 李同录,范江文,习羽,谢潇,侯晓坤. 工程地质学报. 2019(05)
[3]裂隙性黄土单轴抗压强度离散元分析[J]. 程龙虎,聂如松,刘飞. 公路交通科技. 2019(08)
[4]西宁地区黄土增湿变形特性及微观结构分析[J]. 高英,马艳霞,张吾渝,郭佳庆. 工程地质学报. 2019(04)
[5]非饱和重塑与结构性黄土等向压缩试验离散元分析[J]. 蒋明镜,张浩泽,李涛,张鹏. 岩土工程学报. 2019(S2)
[6]伊犁黄土总吸力和基质吸力土水特征曲线拟合模型[J]. 张爱军,王毓国,邢义川,于春亮,赵庆玉. 岩土工程学报. 2019(06)
[7]非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 陈正汉,郭楠. 岩土力学. 2019(01)
[8]非饱和结构性黄土侧限压缩和湿陷试验三维离散元分析[J]. 李涛,蒋明镜,张鹏. 岩土工程学报. 2018(S1)
[9]基质吸力对原状非饱和黄土强度与变形特性的影响[J]. 郭楠,杨校辉,陈正汉,高登辉,来春景. 兰州理工大学学报. 2017(06)
[10]重塑黄土的湿化变形规律及细观结构演化特性[J]. 郭楠,陈正汉,杨校辉,周勇,肖文成. 西南交通大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]干湿循环下黄土的强度及微结构变化机理研究[D]. 袁志辉.长安大学 2015
[2]结构在非饱和黄土抗剪特性中的控制机理[D]. 闫亚景.中国地质大学（北京） 2013
[3]地铁车站地震破坏机理及密贴组合结构的地震响应研究[D]. 张波.北京工业大学 2012
[4]中国湿陷性黄土的结构性研究[D]. 王梅.太原理工大学 2010
[5]真三轴条件下黄土的结构性参数及结构性本构关系研究[D]. 邓国华.西安理工大学 2009
[6]非饱和黄土的结构性定量化参数与结构性本构关系研究[D]. 冯志焱.西安理工大学 2008
[7]黄土破裂特性试验研究[D]. 孙萍.长安大学 2007
[8]黄土弹塑性损伤本构模型及工程应用研究[D]. 夏旺民.西安理工大学 2005
[9]非饱和黄土在动、静复杂应力条件下的结构变化特性及结构性本构关系研究[D]. 骆亚生.西安理工大学 2005
硕士论文
[1]冻融作用下黄土强度劣化的微观结构响应机理[D]. 赵鲁庆.西安科技大学 2018
[2]马兰黄土胶结特性及机理试验研究[D]. 何军.长安大学 2018
[3]天水非饱和原状黄土的变形强度及渗气特性研究[D]. 舒迎涛.西安理工大学 2017
[4]黏性土的细观三轴模拟与微观结构研究[D]. 宁孝梁.浙江大学 2017
[5]陇东地区非饱和黄土土水特征曲线及强度特性试验研究[D]. 王晋伟.兰州理工大学 2017
[6]基于微观结构特征的咸阳黄土动力特性分析[D]. 冷冠军.吉林大学 2017
[7]庆阳黄土动力特性试验及颗粒流模拟研究[D]. 潘宝骝.中国矿业大学 2015
[8]黄土的抗拉力学特性及其结构性参数研究[D]. 李海涛.西安理工大学 2014
[9]马兰黄土三轴拉伸破裂特性试验研究[D]. 周健.长安大学 2014
[10]非饱和黄土结构性、吸力与抗剪强度特性的试验研究[D]. 蔡东艳.西安理工大学 2008
本文编号：3520007
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：202 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
世界黄土的分布[2]
吉林大学博士学位论文2图1.2中国黄土及地震带的分布黄土的水敏性、大孔性及结构性造成了其自身的湿陷性，这种特殊的工程性质引发了黄土地区的多种工程问题及地质灾害，如建筑物的开裂、倾斜；大坝的坝肩裂缝与管涌；高湿度黄土隧洞的塌方；黄土滑坡及其对坡下建筑物的威胁等。此外，从图1.2可以看出，我国黄土的分布与强地震区的分布较为一致，地震动荷载的作用将进一步加剧上述灾害的发生与发展，由此可见黄土工程性质问题研究的必要性和紧迫性。随着我国“西部大开发”和“一带一路”战略的实施，黄土分布区的经济活动日益频繁，工程建设活动日益增多，这也对黄土工程性质的研究提出了更高的要求。土的结构性概念首先由太沙基[4]提出，此后一直为学者们所重视。土的结构性是土物理状态的体现，是除粒度、密度、湿度外又一重要的物理性质，土的矿物成分、颗粒特征、孔隙特征以及含水率等因素的不同组合使得土具有不同的结构性，结构性是控制土力学性质最为根本的内在因素，对黄土结构性的研究及其在力和水作用下的变化规律对整个土力学的研究对象都具有很重要的辐射作用[5]-[7]。土的结构性作为内因，是土体力学性质的主导因素，土的各向异性、黄土的湿陷性等，都是其结构性的体现，土的结构性是公认的土体本质特性之一，其相关研究也被认为是“二十一世纪土力学的核心问题”[8]。土体结构性研究的核心
第2章研究用土样的基本性质23第2章研究用土样的基本性质2.1土样来源试验所用土样取自陕西省铜川市。陕西省位于我国西北地区，地形总体呈南、北高中间低的特点。北部为著名的陕北黄土高原，大面积的典型黄土分布于此，南部为陕南秦岭巴山山地，中部为关中盆地[164]。铜川市地处关中盆地北侧，陕北黄土高原的南缘，属过渡地带，地理位置为东经108°34′~109°29′，北纬34°50′~35°34′，总面积3882km2。其地貌比较复杂，山、塬、梁、峁、沟谷、河川均有分布，地势西北高东南低。铜川属暖温带大陆性季风半干旱、半湿润气候，年平均降水量555.8~709.3mm，地下水位埋深较大，一般为200~500m[165]。经前期野外调查，确定取样点位置为铜川市耀州区董家河镇西柳池村（108°58′1″E，34°59′19″N，高程887m），取样深度为4.0m，图2.1是取样点地理位置图。图2.1取样点位置本次取样方法为探井取样，首先挖探井至所需取样深度下半米左右，在侧壁4m深度处进行人工取样。然后扩大探井直径，继续取样，探井及取样过程如图2.2所示。将取出的原状土块用保鲜膜包裹，并用胶带封好，外侧用防震气泡膜包裹并密封，以达到避免水分散失的目的。取样及包装过程中，尽量避免对试样
【参考文献】：
期刊论文
[1]泾阳原状黄土–古土壤序列抗剪强度各向异性及其机制研究[J]. 张奇莹,徐盼盼,钱会. 岩石力学与工程学报. 2019(11)
[2]击实黄土孔隙结构对土水特征的影响分析[J]. 李同录,范江文,习羽,谢潇,侯晓坤. 工程地质学报. 2019(05)
[3]裂隙性黄土单轴抗压强度离散元分析[J]. 程龙虎,聂如松,刘飞. 公路交通科技. 2019(08)
[4]西宁地区黄土增湿变形特性及微观结构分析[J]. 高英,马艳霞,张吾渝,郭佳庆. 工程地质学报. 2019(04)
[5]非饱和重塑与结构性黄土等向压缩试验离散元分析[J]. 蒋明镜,张浩泽,李涛,张鹏. 岩土工程学报. 2019(S2)
[6]伊犁黄土总吸力和基质吸力土水特征曲线拟合模型[J]. 张爱军,王毓国,邢义川,于春亮,赵庆玉. 岩土工程学报. 2019(06)
[7]非饱和土与特殊土力学及工程应用研究的新进展[J]. 陈正汉,郭楠. 岩土力学. 2019(01)
[8]非饱和结构性黄土侧限压缩和湿陷试验三维离散元分析[J]. 李涛,蒋明镜,张鹏. 岩土工程学报. 2018(S1)
[9]基质吸力对原状非饱和黄土强度与变形特性的影响[J]. 郭楠,杨校辉,陈正汉,高登辉,来春景. 兰州理工大学学报. 2017(06)
[10]重塑黄土的湿化变形规律及细观结构演化特性[J]. 郭楠,陈正汉,杨校辉,周勇,肖文成. 西南交通大学学报. 2019(01)
博士论文
[1]干湿循环下黄土的强度及微结构变化机理研究[D]. 袁志辉.长安大学 2015
[2]结构在非饱和黄土抗剪特性中的控制机理[D]. 闫亚景.中国地质大学（北京） 2013
[3]地铁车站地震破坏机理及密贴组合结构的地震响应研究[D]. 张波.北京工业大学 2012
[4]中国湿陷性黄土的结构性研究[D]. 王梅.太原理工大学 2010
[5]真三轴条件下黄土的结构性参数及结构性本构关系研究[D]. 邓国华.西安理工大学 2009
[6]非饱和黄土的结构性定量化参数与结构性本构关系研究[D]. 冯志焱.西安理工大学 2008
[7]黄土破裂特性试验研究[D]. 孙萍.长安大学 2007
[8]黄土弹塑性损伤本构模型及工程应用研究[D]. 夏旺民.西安理工大学 2005
[9]非饱和黄土在动、静复杂应力条件下的结构变化特性及结构性本构关系研究[D]. 骆亚生.西安理工大学 2005
硕士论文
[1]冻融作用下黄土强度劣化的微观结构响应机理[D]. 赵鲁庆.西安科技大学 2018
[2]马兰黄土胶结特性及机理试验研究[D]. 何军.长安大学 2018
[3]天水非饱和原状黄土的变形强度及渗气特性研究[D]. 舒迎涛.西安理工大学 2017
[4]黏性土的细观三轴模拟与微观结构研究[D]. 宁孝梁.浙江大学 2017
[5]陇东地区非饱和黄土土水特征曲线及强度特性试验研究[D]. 王晋伟.兰州理工大学 2017
[6]基于微观结构特征的咸阳黄土动力特性分析[D]. 冷冠军.吉林大学 2017
[7]庆阳黄土动力特性试验及颗粒流模拟研究[D]. 潘宝骝.中国矿业大学 2015
[8]黄土的抗拉力学特性及其结构性参数研究[D]. 李海涛.西安理工大学 2014
[9]马兰黄土三轴拉伸破裂特性试验研究[D]. 周健.长安大学 2014
[10]非饱和黄土结构性、吸力与抗剪强度特性的试验研究[D]. 蔡东艳.西安理工大学 2008
本文编号：3520007
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