高填黄土路基弹塑性变形分析

基于弹塑性模型计算结果,对高填黄土路基竖向和侧向变形问题进行了计算分析.揭示出边坡坡面1/2～1/3高度区域水平位移较大,最大水平位移发生在路基坡体内部,坡面的侧向位移在1/3坡高处出现极大值,路基坡面任一点竖向沉降与其高度近似成直线关系.随高度的增加而增加,路基最大竖向位移(沉降)出现于路表中部,但不均匀沉降在路肩附近区域最为突出.随着路基填筑高度的增加,路基最大竖向位移、最大侧向位移近似于线性增加.路基最大竖向位移、最大侧向位移不受路基宽度的影响.     

黄土节理抗剪强度特性试验研究

试验得出表面形态、干密度和含水量对黄土节理的强度特性的影响,揭示出黄土节理表面形态对抗剪强度参数c、φ值的影响规律。在相同含水量和干密度的情况下,粗糙表面的节理粘聚力c值较平整表面节理的大,而节理的摩擦角φ值相差较小,说明黄土节理形态特征对节理粘聚力c值有较大影响,而对摩擦角φ值影响较小。干密度对黄土节理粘聚力c值的影响较大,而对内摩擦角φ值的影响较小。当试样含水量在一定范围之内,黄土节理的摩擦角随含水量的增加呈二次曲线变化。但当试样含水量较大时,测得试样抗剪强度稍有增大,是因为节理表面部分土体在法向压力作用下发生重塑,破坏面已不是原有节理面,重塑土体自身的抗剪强度发生作用,引起试验所测抗剪强度的增大。     

黄土节理表面形态及其分级研究

黄土节理在黄土地区广泛分布,节理表面形态对其强度及渗流等特性有重要影响。在大量野外调研的基础上,选取合适场地采集了典型天然黄土节理试样,利用轮廓曲线仪测量节理表面形态,绘制了节理面二维及三维轮廓曲线。然后运用统计学方法计算了节理表面特征参数,研究表明,节理表面的全坐标高度分布为高斯分布或准高斯分布。通过选取高度均方根z₁、峰点密度η、坡度均方根z₂三个参数,根据数据统计结果确定单因素分级范围,进而利用模糊数学方法综合评价节理表面形态,最终得到了所取天然黄土节理试样表面形态的综合特征参数R_j及分级结果。研究发现,对于同一场地,R_j值较为接近,表明同场地的节理表面形态具有相似性;经验证,特征参数R_j与黄土节理剪切强度具有较好的相关性,表明了分级的合理性。     

原状黄土节理抗剪强度试验研究

黄土节理的剪切强度特性对于含节理黄土工程的稳定性有重要影响,为此在大量野外调研的基础上,采集典型黄土节理土样,首先对不同节理表面形态进行分类以制备试样,然后采用室内直剪试验研究了含水量对黄土节理剪切强度参数的影响规律,并与室内大型直剪试验对比,研究尺寸效应对剪切强度的影响,最后依据试验结果研究了节理剪切应力-位移规律。研究表明:黄土节理的抗剪强度关系符合摩尔-库伦准则,且黏聚力可忽略不计;随含水量的增加,黄土节理峰值内摩擦角最初的变化幅度较小,当大于某个含水量值时,峰值内摩擦角减小幅度变大,其变化规律可用指数形式进行描述;试样尺寸主要影响节理面起伏度对剪切强度的贡献,尺寸越大,其剪切强度也越大;其剪切应力-位移曲线属非线性屈服剪切型曲线,并构建了本构模型,对初始剪切刚度研究发现其随含水量增加减小,随正应力增加呈线性增加。     

连续降雨条件下黄土路基水分场数值分析

基于非饱和土水分迁移模型,给出了考虑含水量和密度影响的非饱和黄土路基水分场计算模型,确定了模型参数.指出含水量和密度对非饱和黄土渗透系数kw均有显著影响.编制有限元程序,模拟不利连阴雨天气,对黄土路基水分场变化过程进行计算分析.揭示出降雨入渗条件下土体密实度对路基水分场的变化有显著影响,密实度越小,路基湿软区域越大,雨水入渗水分迁移进程越快;相同条件下硬路肩较之土路肩更利于防止雨水入渗.因此,采用硬质路肩或增加土体密实度,均有利于减轻雨水渗入路基,从而预防和减少路基水毁病害.     

高温作用下非饱和黄土水热迁移试验研究

黄土的水敏性特点使其强度随含水率降低而大幅增加,高温疏干方法进行黄土加固具有广阔应用前景,研究高温作用下非饱和土水热迁移规律具有重要意义。通过自制高温水热迁移装置,进行不同高温水平下不同初始含水率黄土的水热迁移试验。试验结果表明：高温对水分具有显著驱动作用;当热端温度超过100℃时,试验初期贴近热源土体的水分被快速驱离,是气液相变导致的气态水迁移显著增加所致;含水率分布由峰值曲线逐渐演变为含水率单向增大的缓变曲线;热源温度越高,水分迁移通量越大。建立了高温水热迁移模型,并通过计算验证了模型的可靠性。以体积含水量表示计算所得水分场数据分析了高温和水分含量对水分迁移的综合影响机制,根据黄土高温水分迁移特征在不同体积含水量阶段的差异化表现,将高温水分迁移特征划分为3个区间。Ⅰ低体积含水量区间：水分迁移通量随体积含水量变化曲线呈现峰值曲线,水分主要迁移形式为气态水;Ⅱ中体积含水量区间：随体积含水量增大,气态水迁移通量减小的同时液态水迁移通量增大;Ⅲ高体积含水量区间：温度作用对水分迁移进程不产生影响。     

浅层黄土温度场数值分析

基于模拟辐射、蒸发、风速等自然条件的浅层黄土非稳态温度场计算结果和野外裸土场地的实测结果,分析了土体温度场随气候的演变过程,探讨了不同月份土体温度场随深度的变化规律,揭示出土体所处深度越小,土体温度随季节的变化幅度越大,土体年最高温度越大,最低温度越小.进一步探讨了土体月平均温度最大年变化随深度增加而减小的规律,并得到了不同深度土体月平均温度最大年变化幅度的计算公式.     

黄土地区窑洞的历史、现状及对未来发展的建议

通过大量的实地调查及查阅相关文献,对窑洞的历史发展、贡献和文化进行简要介绍,并明确了窑洞的分类。然后在调查清楚窑洞现状的基础上,对黄土窑洞未来的发展提出建议。     

干湿循环作用下压实黄土三轴剪切特性试验研究

为研究干湿循环引起的压实黄土结构损伤对其应力-应变特征及三轴剪切强度的影响,对最优含水率条件下压实到干密度为1.7 g/cm³的黄土试样进行不同路径的干湿循环试验和三轴剪切试验。结果表明:干湿循环对压实黄土的三轴剪切特性影响显著,随着干湿循环次数的增加,压实黄土的应力-应变曲线先急剧下移,再逐渐上移,最后趋于稳定;干湿循环对压实黄土三轴剪切强度具有劣化作用,存在临界干湿循环次数n_c,当干湿循环次数小于临界干湿循环次数时强度指标急剧减小,等于临界干湿循环次数时强度指标最小,大于临界干湿循环次数时强度指标逐渐增大并趋于稳定;分段函数能够较好反映三轴剪切强度指标的劣化规律和劣化过程;受干湿循环幅度影响,压实黄土存在干湿循环最劣含水率w_w,可以根据压实完成后黄土的瞬时含水率是否接近或等于最劣含水率来评价干湿循环对三轴剪切强度的劣化程度。