黃土動(dòng)殘余變形的特性與機(jī)理研究.pdf

1、黃土震陷是常見的地震災(zāi)害。歷史地震中,黃土震陷常有發(fā)生并導(dǎo)致地基沉降、誘發(fā)滑坡并造成生命財(cái)產(chǎn)損失。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究黃土動(dòng)荷載殘余變形,分析不同因素對(duì)黃土震陷的影響,揭示黃土震陷的發(fā)生機(jī)理,這對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)黃土場(chǎng)地震陷性,提高震陷災(zāi)害預(yù)測(cè)水平具有重要意義。
　　 本論文主要通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)和理論分析的方法,系統(tǒng)研究了動(dòng)荷載特征、物性指標(biāo)、黃土非飽和特性、粒度和微結(jié)構(gòu)特征與黃土動(dòng)殘余變形的關(guān)系,并進(jìn)一步闡明了黃土震陷的機(jī)理以及與黃土濕陷的

2、機(jī)理差別。通過(guò)這些研究,本論文取得了如下方面的創(chuàng)新成果:
　　 1、研究得到了動(dòng)荷載參數(shù)對(duì)黃土動(dòng)殘余變形的影響規(guī)律?；诖罅康脑囼?yàn)數(shù)據(jù),證明黃土動(dòng)殘余變形與動(dòng)荷載參數(shù)(主要是動(dòng)荷載幅值和振次)存在量化關(guān)系。一定振次下黃土的動(dòng)殘余變形與動(dòng)荷載幅值之間為無(wú)常數(shù)項(xiàng)的二次函數(shù)關(guān)系,動(dòng)殘余變形隨振次以自然對(duì)數(shù)方式增長(zhǎng)。
　　 2、研究建立了干密度、非飽和特性(以體積含水量表征)和顆粒組成對(duì)動(dòng)殘余變形的影響。結(jié)果表明,一定條件下動(dòng)殘

3、余變形的增長(zhǎng)隨著干密度的增大而線性降低。論文在對(duì)黃土的非飽和特性研究的基礎(chǔ)上,研究了非飽和特性對(duì)黃土動(dòng)殘余變形的影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)體積含水量增加時(shí),黃土的動(dòng)殘余變形隨之以自然對(duì)數(shù)函數(shù)方式增加。論文采用改變重塑試樣粒度組成的方法研究了粒度成分對(duì)黃土動(dòng)殘余變形的影響。在研究范圍之內(nèi),增加粘粒和砂粒的含量都可以降低黃土的動(dòng)殘余變形,但是二者在微結(jié)構(gòu)尺度所起的作用并不相同。鑒于此,由于粒度組成之間存在的關(guān)系,粒度對(duì)黃土動(dòng)殘余變形的影響也可以簡(jiǎn)單

4、用粉粒含量來(lái)表達(dá)。
　　 3、論文通過(guò)微結(jié)構(gòu)分析,進(jìn)一步證實(shí)了黃土動(dòng)殘余變形的機(jī)理。試驗(yàn)前后黃土試樣的孔隙分布分析表明,黃土發(fā)生顯著動(dòng)殘余變形時(shí),微結(jié)構(gòu)對(duì)此有可識(shí)別的反映。一般地在動(dòng)荷載作用下,總是那些不穩(wěn)定的大孔隙首先破壞,然后次級(jí)孔隙才破壞。而且大孔隙面積的減少與動(dòng)殘余變形之間存在平方根函數(shù)關(guān)系。這一認(rèn)識(shí)和試驗(yàn)結(jié)果相似。
　　 4、論文比較了黃土濕陷和震陷的機(jī)理。黃土的濕陷和震陷都因大孔隙弱膠結(jié)的結(jié)構(gòu),但是其發(fā)生機(jī)制