非饱和黄土结构性、吸力与抗剪强度特性的试验研究

论文摘要

黄土是干旱半干旱地区特殊环境条件下沉积形成的,以粉粒为主,具有大孔隙,富含盐分,对水作用敏感的结构性土。黄土的结构性对黄土的工程性质影响很大,研究黄土的结构性对认清黄土的工程性质并用之解决实际问题有着重要的理论和实际意义。本文在详细查阅了大量有关黄土结构性研究现状资料的基础上,通过西安南郊Q3黄土的非饱和三轴仪试验,测试分析了不同含水率非饱和黄土、饱和黄土及非饱和重塑黄土的应力应变变化规律及吸力特性变化规律。应用三轴应力条件下结构性土综合结构势的分析方法,首先分析了结构性参数随剪切变形的变化规律,表明在较低应变条件下土的结构性即发挥到了峰值,此后随着剪切变形发展,土的结构性逐渐衰减。与已有的研究成果具有一致的变化规律；其次比较分析了结构性参数变化与非饱和土基质吸力的变化,表明尽管结构性参数随剪切变形在不断衰减变化,但基质吸力在不断增长。进一步表明结构性是原状非饱和土的重要力学性质。再次从原状黄土、重塑黄土和饱和原状黄土的应力应变变化规律出发,比较分析了同一应变条件下由原状土与重塑土抗剪应力差反映的胶结作用和由重塑土与饱和原状土抗剪应力差反映的吸力作用,前者在结构性参数达到峰值时也发挥到了最大值,后者随剪切应变的增长而增大；最后进一步分析了结构性、抗剪强度和基质吸力之间的关系。原状土较重塑土的基质吸力小,但原状土较重塑土的抗剪强度大。非饱和原状黄土的应力应变曲线经结构性参数修正后,主应力差和结构性参数比与主应变的关系曲线呈线性变化规律,从而可以分析确定一定结构性参数条件下,原状土的抗剪强度变化特性。原状土与重塑土的结构性不同,其抗剪强度也不同。从非饱和黄土的结构性参数、基质吸力、胶结作用、吸力作用的变化规律出发,揭示其结构性应力应变特性和抗剪强度特性机理,对于深化非饱和黄土力学特性具有重要价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 黄土的基本性质
• 1.2 黄土的结构特征
• 1.3 黄土的结构性研究概况
• 1.3.1 黄土结构性研究的意义
• 1.3.2 黄土的结构性问题
• 1.3.3 黄土的结构性研究概况
• 1.3.4 本文的研究思路与内容
• 第二章 非饱和土三轴测试结果分析
• 2.1 试验土样的来源及试样的制备
• 2.2 试验仪器及试验方法
• 2.2.1 试验仪器
• 2.2.2 试验方法
• 2.3 非饱和土三轴仪试验条件下测试结果分析
• 2.3.1 应力应变曲线变化规律分析
• o变化规律分析'>2.3.2 黄土结构性参数m_o变化规律分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 结构性参数与基质吸力分析
• 3.1 基质吸力与应变的关系
• 3.2 基质吸力与结构性参数的关系
• 3.3 本章小结
• 第四章 胶结作用与吸力作用的分析
• 4.1 胶结作用与结构性参数和基质吸力的关系
• 4.2 吸力作用力与结构性参数和基质吸力的关系
• 4.3 本章小结
• 第五章 非饱和黄土强度、结构性和基质吸力的关系
• 5.1 非饱和黄土抗剪强度与基质吸力关系
• 5.2 非饱和黄土抗剪强度与其结构性关系
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献