黃土結構損傷及演化規(guī)律研究.pdf

1、黃土地區(qū)是我國西部開發(fā)中基礎設施建設的重點區(qū)域。黃土體的穩(wěn)定及工后沉降問題是黃土地區(qū)交通工程、鐵路工程、水利工程、建筑工程、能源工程等工程建設中面臨的主要問題之一。黃土的特殊微觀結構造成了其特殊的工程性質，在建筑物荷載和含水率變化的耦合作用下，必然造成黃土強度降低、變形量增大，影響建筑物的正常使用。土體在加荷和增濕等因素作用下的變形發(fā)展過程就是其原生結構逐漸喪失和次生結構逐漸形成的過程，這種由于黃土微結構缺陷而導致其整體力學性能逐漸劣化

2、的現(xiàn)象就叫結構損傷。因此合理確定黃土結構損傷變量，是正確評價黃土結構損傷程度的重要依據(jù)，對黃土地區(qū)的工程建設具有指導意義。 本文通過對楊凌黃土的三軸剪切試驗(CU)研究，揭示了圍壓、含水率及剪切速率的變化對黃土結構性的影響，取得的主要成果有： (1)剪切速率對非飽和黃土的應力一應變曲線特征有明顯的影響，高應變速率可導致應變軟化現(xiàn)象的產(chǎn)生；黃土的強度、凝聚力、應力門檻值及初始切線模量都隨剪切速率的增大先增大繼而又減小，臨界

3、剪切速率為0.18mm/min，這表明黃土結構的損傷速度隨剪切速率的增大而先逐漸變慢后又逐漸變快；而內摩擦角隨剪切速率的增大基本上呈線性略有減小的趨勢。黃土強度隨剪切速率的這種變化規(guī)律與摩擦分量和凝聚力在剪切過程中是否同步發(fā)揮有關。 (2)在其他因素相同的情況下，影響黃土結構性的含水狀態(tài)存在兩個臨界值，分別是18％與26％，其中前者可以認為是黃土結構性保持較好時的臨界含水率，后者可以認為是黃土原生結構性徹底消失時的臨界含水率，即

4、結構強度終止含水率。 (3)內摩擦角與初始含水率的關系比較復雜，含水率存在兩個臨界值，即18％和26％。在含水率小于18％時，內摩擦角Φ隨含水率增大而減小，之后又隨其增大而增大，直到含水率為26％時出現(xiàn)了峰值，之后又隨其增大而減小。 (4)低圍壓(o3≤200kPa)和低含水率(w≤18％)時，黃土的結構受初始含水率的變化影響顯著，反之受含水率的變化影響不明顯。 (5)在不同濕度、圍壓及剪切速率條件下，不僅初始切