干濕循環(huán)下黃土的強(qiáng)度及微結(jié)構(gòu)變化機(jī)理研究.pdf

1、我國(guó)西北黃土高原地區(qū)分布著大面積的黃土，由于干旱少雨和氣候周期性的變化，黃土總是在降雨和蒸發(fā)的干濕循環(huán)作用下，處于飽和和非飽和的交替變動(dòng)狀態(tài)，因此其物理力學(xué)性質(zhì)也是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。黃土經(jīng)多次干濕循環(huán)作用后，總體表現(xiàn)出強(qiáng)度降低和變形增大的特點(diǎn)，這對(duì)黃土地區(qū)的建筑物地基、道路邊坡和路堤工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性有重要影響，因此研究干濕循環(huán)作用下黃土的強(qiáng)度與微結(jié)構(gòu)的變化具有重要的理論和實(shí)際意義。本文以洛川淺層黃土為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)物理力學(xué)試驗(yàn)和微

2、觀結(jié)構(gòu)分析，研究了干濕循環(huán)下不同含水率黃土的單軸抗拉強(qiáng)度、無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度和三軸抗剪強(qiáng)度以及其微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，并分析了微觀結(jié)構(gòu)特征與黃土宏觀強(qiáng)度的關(guān)系，最后探討了黃土的強(qiáng)度公式。主要研究成果如下：
　?。?）通過(guò)單軸拉伸試驗(yàn)，分析了含水率和干濕循環(huán)次數(shù)對(duì)原狀和重塑黃土抗拉強(qiáng)度的影響，建立了原狀和重塑黃土抗拉強(qiáng)度與含水率和干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系；研究了干濕循環(huán)下原狀和重塑黃土抗拉強(qiáng)度的衰減規(guī)律和力學(xué)機(jī)制，認(rèn)為干濕循環(huán)作用打破了原狀黃土

3、的加固粘聚力，造成其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度喪失，致使干濕循環(huán)后的原狀黃土具有了與重塑黃土相類似的力學(xué)性質(zhì)。
　?。?）開(kāi)展了無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了干濕循環(huán)條件下原狀黃土和重塑黃土的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與含水率、干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系，建立了相應(yīng)的公式；分析了原狀黃土抗壓強(qiáng)度衰減值與抗壓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的關(guān)系。
　?。?）利用三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)，得到了干濕循環(huán)條件下原狀和重塑黃土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，分析了黃土抗剪強(qiáng)度參數(shù)與含水率、干濕循環(huán)次數(shù)的關(guān)系；研

4、究了黃土抗剪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與圍壓、含水率的關(guān)系，揭示了干濕循環(huán)作用下原狀黃土的抗剪強(qiáng)度衰減值和抗剪結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的內(nèi)在聯(lián)系。
　?。?）利用電鏡掃描照片和圖像分析軟件，定量分析了原狀和重塑黃土顆粒單元體和孔隙的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)隨含水率和干濕循環(huán)次數(shù)的變化規(guī)律，并闡述了干濕循環(huán)和不同含水率下黃土微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的原因。
　?。?）基于灰色關(guān)聯(lián)理論，得到了9個(gè)微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與黃土強(qiáng)度之間的關(guān)聯(lián)度，發(fā)現(xiàn)在干濕循環(huán)作用下，對(duì)黃土的粘聚力起到關(guān)鍵性的影