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1.
【目的】研究三轴应力条件下原状结构性黄土的基质吸力特性,为黄土的工程应用提供参考。【方法】通过常规三轴试验,研究采自陕西西安、甘肃定西、新疆石河子的黄土1、黄土2和黄土3 3种原状结构性黄土的构度指标,分析构度指标随含水率的变化关系及基质吸力随构度指标的变化关系。在不同湿度、不同围压条件下,通过非饱和土三轴仪对原状结构性黄土进行控制气压力的常含水率试验,分析饱和度、围压对基质吸力的影响,并揭示常含水率剪切过程中基质吸力的变化规律。【结果】原状结构性黄土的基质吸力和构度指标均随含水率的增大而降低,基质吸力随构度指标的升高而增大,表明黄土的结构性越强,基质吸力相对越大;在固结过程中,试样基质吸力随着围压的增大而逐渐降低;在试样剪切过程中,不同含水率试样基质吸力随轴向应变的增长表现出不同的变化规律,3种供试黄土含水率(w)小于塑限含水率(即黄土1w=13%,15%,黄土2w=15%,18%,黄土3w=11%,13%)时,试样基质吸力随着轴向应变的增加而增大,当含水率大于等于塑限含水率(即黄土1w=18%,23%,黄土2w=21%,24%,黄土3w=16%,20%)时,试样基质吸力随着轴向应变的增加而减小。在初始含水率引起的饱和度变化及试样剪切过程中引起的饱和度变化两种情况下,试样的基质吸力有着不同的变化规律,前者呈单调下降趋势,后者在含水率小于塑限时呈单调上升趋势,在含水率大于等于塑限时呈单调下降趋势。【结论】结构性黄土基质吸力特性与湿度、构度、围压、饱和度等多种因素相关;土样含水率在大于等于塑限与小于塑限时基质吸力有着不同的变化趋势。 相似文献
2.
【目的】研究含水率与干密度对砂质黄土强度的影响,揭示土体力学强度与结构强度对沙漠-黄土高原过渡区砂质黄土边坡滑塌的影响。【方法】通过直接剪切试验,分析了砂质黄土含水率(7%,11%,15%和19%)、干密度(1.60,1.65,1.70和1.75 g/cm~3)、砂粒质量分数(30%,35%,40%和45%)对抗剪强度及其参数的影响。在此基础上,通过砂质黄土构度试验,分析其结构强度特性规律并建立其与抗剪强度之间的关系,对比分析含水率、土性(砂质黄土、粉质黄土、黏质黄土)对构度的影响。【结果】砂质黄土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随着含水率的增大而逐渐减小,含水率由7%增加到19%时,其黏聚力由5.5 kPa降低至2.0 kPa,内摩擦角由33.22°降低至26.98°。砂质黄土的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角随着干密度的增大而逐渐增大,干密度由1.60 g/cm~3增加到1.75 g/cm~3时,其黏聚力由5.5 kPa增加至60.5 kPa,内摩擦角由25.64°增加至26.15°。砂质黄土的抗剪强度、内摩擦角随着砂粒质量分数的增大而逐渐增大,黏聚力随着砂粒质量分数的增大而逐渐减小,砂粒质量分数由30%增加到45%时,其黏聚力由3.82 kPa降低至1.48 kPa,内摩擦角由22.56°增加至25.42°。砂质黄土、粉质黄土、黏质黄土的构度均随着含水率的增加而逐渐降低,含水率由7%增加到19%时砂质黄土构度下降了38.83%,粉质黄土构度下降了84.57%,黏质黄土构度下降了34.89%。随着砂质黄土构度的增加,其抗剪强度也随之增加,亦即结构性越强其抗剪强度越大。【结论】含水率与干密度对砂质黄土剪切强度及结构强度影响较大,应重视因含水率增加或干密度降低使得土体剪切强度及结构强度降低,进而引发黄土滑塌的灾害。 相似文献
3.
为了解边坡黄土内在变形机理,利用晋南地区某边坡黄土进行侧限压缩试验和固结排水三轴试验,分析了原状黄土的抗剪强度及压缩模量的变化规律。结果表明,在一定围压作用下,原状黄土抗剪强度随含水量的增大而减小;在一定含水量条件下,原状黄土抗剪强度随围压的增大而增大;在含水量相同的条件下,原状黄土压缩模量随压力区间的增大而增大;在相同的压力区间,原状黄土压缩模量随含水量的增大而减小。 相似文献
4.
【目的】分析动荷载条件下黄土局部化变形的判断依据和剪切带的特性,探究不同初始应力条件对非饱和黄土剪切带特性的影响。【方法】用动扭剪仪进行陕西杨凌非饱和黄土的动变形试验,分析其动本构关系曲线、动孔隙气压力和阻尼比的变化规律,探讨初始平均主应力和初始主应力方向角对剪切带倾角的影响。【结果】土样的动本构关系曲线、动孔隙气压力随时间变化曲线和阻尼比随动剪应变变化曲线皆为非线性型,其变化规律很好地体现了局部化变形的过程。当初始主应力方向角<45°时,土样的剪切带倾角随着初始平均主应力的增加而呈增加趋势;当初始主应力方向角≥45°时,剪切带倾角随着初始平均主应力的增加呈减小趋势。在初始主应力方向角<45°时,剪切带倾角随着初始主应力方向角的增大而减小;当主应力方向角为90°时,土样未出现剪切带。【结论】动荷载作用下,黄土会发生局部化变形,这种局部化变形的出现和发展可以用动孔隙气压力和阻尼比的变化规律来判别,该判别方法意义明确且合理可行;初始平均主应力、初始主应力方向角对黄土的剪切带倾角有一定影响。 相似文献
5.
【目的】对基于重塑土建立的邓肯-张非线性模型进行修正,使其能够应用到具有结构性的天然原状黄土应力应变计算中。【方法】基于综合结构势对结构性的研究和常规三轴试验,分析了原状黄土的力学特性和应力比结构性参数与应变的关系,利用应力比结构性参数对原状黄土的应力应变曲线进行校正。将应力比结构性参数引入邓肯-张模型中对其进行修正,使其能够满足原状结构性黄土的应力应变计算。【结果】应力比结构性参数具有较好的变化规律,经过应力比结构性参数校正后的天然原状黄土应力应变曲线由软化或弱软化型曲线变成硬化型曲线。【结论】修正后的原状黄土应力应变曲线完全可以应用邓肯-张模型进行计算,模型参数合理有效,为邓肯-张模型在原状结构性黄土中的应用提供了一种新的方法和途径。 相似文献
6.
非饱和原状黄土冻融强度研究 总被引：5，自引：0，他引：5
【目的】对非饱和原状黄土经历冻融循环后强度的变化规律进行研究,为分析黄土地区冻融病害机理提供参考。【方法】制备含水率分别为16.5%,20.5%,24.0%,29.0%和32.5%的非饱和原状黄土,采用可设定温度的冰柜冻结及室外融化的方法进行冻融循环处理,冻结温度分别为-8,-13,-21℃,冻融循环次数分别为1,3,5,7次,然后对冻融循环后的土样进行直剪试验,得到受冻融循环影响的土体抗剪强度参数,分析冻融循环次数、含水率、冻结温度对黏聚力和内摩擦角的影响规律。基于-21℃下黏聚力随冻融循环次数变化的数据,拟合得到黏聚力劣化模型表达式。【结果】在16.5%,20.5%,24.0%,29.0%和32.5%含水率下,-21℃冻融循环7次之后土样黏聚力分别由24.50,18.52,12.69,9.56和7.56kPa降低到21.04,13.52,7.45,2.60和0.23kPa,含水率32.5%的原状土样黏聚力减小量最大。同一含水率下黏聚力随冻融循环次数的增加呈指数减小,随着冻结温度的降低,黏聚力变化并不明显。内摩擦角在冻融循环后增加量为1°~2°。拟合得到了非饱和原状黄土黏聚力劣化模型表达式,其拟合结果与实测结果的相关系数均在0.937以上,计算值与实测值基本吻合,拟合度较高。【结论】同一含水率下原状黄土黏聚力随冻融次数的增加呈指数减小。冻结温度对不同含水率原状土样冻融后黏聚力与内摩擦角的影响不显著。 相似文献
7.
湿载条件下黄土结构性损伤演化特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】分析压缩和增湿条件下黄土结构性损伤的演化规律,为黄土地区的工程建设提供参考。【方法】对含水率为2%,5%,10%,18%,21%,25%的原状土及重塑饱和土(含水率为44%)进行侧限压缩试验,测定并分析不同含水率条件下黄土的孔隙比与压缩应力的关系。【结果】基于对试验结果的分析,当湿度较小时,原状黄土仍具有较高的结构强度,曲线比较平缓;反之,当压缩应力大于结构强度时,黄土的结构已经被破坏,压缩变形逐渐增大。基于应力分担的概念,建立了一个描述湿载条件下黄土结构性损伤演化特性的参数,并进一步分析了湿载条件下黄土结构性损伤的演化规律,表明随着湿载作用的增强,黄土结构性逐渐减弱,宏观上表现为抗力的减小。【结论】损伤演化规律能为黄土地区工程的设计和施工提供一定的参考,在工程设计和施工中,应充分考虑黄土结构的特殊性并提出相应的防护措施。 相似文献
8.
为了探索夯实水泥土桩在黄土地区的适宜性及可靠性,通过直接剪切试验,分析了不同影响因素对夯实水泥黄土抗剪强度及相关指标的影响。结果表明,夯实水泥黄土的强度较原状黄土有很大提高;夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力均随着初始含水量的增大先增大后减小,在最优含水量附近有一峰值;夯实水泥黄土的抗剪强度和粘聚力均随着水泥掺入比的增加而增大;内摩擦角与各影响因素之间未发现明显的变化规律。 相似文献
9.
《西南农业学报》2021,(9)
【目的】改良山间盆地粘土水分渗透速度慢、耕作阻力大的缺点,满足经济作物用地需求。【方法】通过耕层土壤掺砂,探索垂直渗透系数和水平抗剪强度变化规律,确定合理掺砂量。【结果】粘土垂直渗透系数为1.90×10~(-7) cm/s,在3 kPa垂直压强下的水平抗剪强度为605.6 kPa。常见容重1.4、1.5 g/cm~3时,砂粘壤SCL60和砂壤SL70两个处理与原土相比渗透系数显著变大。【结论】粘土掺砂过程中抗剪强度减小而渗透系数变大,抗剪强度比渗透系数更易于调节。粘土在掺砂达到一定量后土壤渗透系数才显著变大,掺砂量少时渗透系数易受容重影响。粘土少量掺砂时土体抗剪强度就大幅下降,继续掺砂仍然下降但绝对量减小;抗剪强度显著受质地影响,而容重的影响较小。研究结果对于粘土改良具有理论参考意义,对水土及公路、建筑等工程建设具有借鉴作用。 相似文献
10.
林木根系与黄土复合体的抗剪强度试验研究 总被引：18，自引：3，他引：15
为了深入了解林木根系在增强黄土抗剪强度中的作用机理,该文用三轴压缩试验方法研究了林木根系与黄土构成的复合体的应力 应变及强度特性,探讨了不同根系直径、根系分布方式、复合体含水量和围压下的土体抗剪强度.试验证明,根系-土壤复合体抗剪强度τf与法向正压力σ的关系符合库仑定律, 即τf=σtan+C.由试验结果可知,根系直径相同时,复合体含水量从12.72%增至15%,水平根系的根土复合体的抗剪强度减小,垂直根系和复合根系的复合体抗剪强度增加;复合体含水量一定时,3种分布方式的根土复合体的抗剪强度都随根系直径的增加而增大;根系直径和复合体含水量一定时,复合根系的根土复合体的抗剪强度最大,垂直根系次之,水平根系最小. 相似文献
11.
【目的】研究受Cr~(3+)污染黄土的压缩变形特性,为黄土衬垫应用提供依据。【方法】采用陕西省杨凌区Q3黄土作为研究对象,在土中掺入不同质量的九水合硝酸铬,人工制备Cr~(3+)质量分数分别为0%(CK),0.1%,0.2%,0.5%和1.0%,含水率分别为14%,18%,22%的Cr~(3+)污染黄土,对其进行压缩固结试验,分析Cr~(3+)含量和含水率对污染黄土的压缩曲线、压缩模量和应力-应变曲线的影响。【结果】Cr~(3+)污染黄土的压缩曲线随Cr~(3+)污染程度的加剧出现变化,压缩模量较未污染黄土(CK)增大,压缩竖向变形量较未污染黄土减小,并且随着Cr~(3+)污染程度的加重呈减小趋势。在描述应力-应变关系时,幂函数比双曲线函数更能准确地反映Cr~(3+)污染黄土的变形特性。含水率变化对未污染黄土的压缩变形影响较大,对Cr~(3+)污染黄土的压缩变形影响随污染程度的加剧而呈减小趋势。【结论】随着Cr~(3+)污染程度的增大,污染黄土的压缩性较未污染黄土降低,压缩变形减小,且应力-应变曲线符合幂函数模型。 相似文献
12.
【目的】 在不同类型土壤中应用粉垄深松破障技术装备,研究灌溉前后不同点位土壤盐分变化,分析粉垄深松破障技术对盐碱地的淋溶脱盐效果。【方法】 利用粉垄深松破障设备,在中度以上盐碱地中深松破障深度达到110 cm,深松破障间距200 cm,冬灌前后取样,取样点为水平间距为距离深松破障0、30和90 cm,取样深度为0~30、30~60和60~90 cm,检测分析土壤总盐。【结果】 粉垄深松破障后,冬灌前后土壤脱盐率为,沙土水平方向为0 cm=78%>60 cm=34%>90 cm=31%,垂直方向为60~90 cm=69%>0~30 cm=43%>30~60 cm=32%;壤土水平方向为60 cm=22%>0 cm=20%>90 cm=7%,垂直方向为0~30 cm=30%>30~60 cm=12%>60~90 cm=6%;粘土水平方向平为0 cm=33%>60 cm=29%>90 cm=21%,垂直方向为0~30 cm=40%>60~90 cm=27%>30~60 cm=17%。【结论】 粉垄深松破障后,沙土脱盐效率最高达到48%,粘土为28%,壤土为18%;粉垄深松破障区脱盐率为44%,30 cm处脱盐率为28%,90 cm处脱盐率为20%;不同深度表现为表层0~30 cm脱盐率为38%,30~60 cm脱盐率为20%,60~90 cm脱盐率为34%;粉垄深松破障能够显著提高土壤洗盐脱盐效果。 相似文献
13.
【目的】研究湿陷性黄土地区砖石古塔"成孔-软化"纠偏技术的关键技术指标,实现纠偏过程的可控性。【方法】结合湿陷性黄土地基变形的特性,通过降低注水后地基土变形模量及强度指标以模拟黄土的软化,通过地基中软化土体积的增加来模拟注水量的增加,对陕西眉县净光寺塔纠偏的全过程进行数值模拟分析。【结果】纠偏过程中塔体一层底面附近的应力较大,应对该部位进行重点监测,必要时进行加固补强;当注水量达到12.31m3时,塔体开始大幅回倾且回倾速率较快,塔体应力亦显著增大。【结论】获得了"成孔-软化"纠偏技术的关键技术指标。 相似文献
14.
【目的】研究重金属离子污染条件下黄土物理化学性质和土体工程性质的改变,为污染黄土的工程性质评估提供依据。【方法】以杨凌黄土为研究对象,在土中分别掺入Zn~(2+)、Cr~(3+)和Cu~(2+),对不同重金属污染黄土的颗粒组成、pH值、易溶盐总量、阳离子含量进行测定,并利用直剪试验和压缩试验测试其剪切及压缩特性的变化。【结果】随重金属离子掺量的增大,被污染黄土的黏粒含量明显减少,pH值降低,易溶盐总量及Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na+、K+含量明显增加;杨凌黄土经重金属离子污染后黏聚力下降,内摩擦角增大,并且压缩模量随重金属离子掺量的增加而逐渐增大,压缩系数总体减小,土体的压缩性变小。【结论】随着重金属污染程度的加剧,在黄土中的碳酸盐水解、土颗粒表面离子交换吸附、阳离子含量增加的共同作用下,污染黄土物理化学及工程性质会发生较大变化。 相似文献
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【目的】分析真三轴应力条件下黄土的剪切屈服和强度破坏规律,为黄土塑性变形和强度稳定性研究提供参考。【方法】利用自主研发的真三轴仪,对西安黄土进行了控制中主应力比值的真三轴剪切试验,分析不同固结围压(50,100,150,200kPa)和中主应力比值(0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0)条件下体应变与应力比的关系,探讨不同中主应力比值对屈服和破坏状态的体应变、应力比差异,研究子午平面和π平面上屈服线和破坏线形状及塑性应变的增量方向。【结果】不同中主应力比值下,屈服状态体应变ε_(vy)为0.53%~3.30%,应力比(q/p)_y为1.34~0.33;破坏状态ε_(vf)为5.13%~15.9%,(q/p)_f为1.67~0.70。子午平面内屈服线斜率远低于破坏线,π平面内屈服线和强度线相似且呈曲边三角形状,塑性应变矢量与强度面呈非正交关系。【结论】通过黄土真三轴试验验证了三维应力条件下黄土处于剪切屈服和破坏状态时应力和应变差异性。 相似文献
16.
【目的】分析水平双向动剪应力、相位差对水泥土变形和动强度特性的影响规律,为水泥土桩复合地基在地震荷载作用下的破坏机理研究提供理论参考。【方法】在双向动剪应力为15.8,16.8,17.8,18.8,20.4kPa以及相位差为0°,45°,90°条件下,对水泥土进行水平双向动单剪试验,测定不同试验条件下水泥土的变形和动强度。【结果】动剪应变发展过程中存在明显的转折应变,且转折应变与破坏剪切次数的对数具有良好的线性关系;以转折应变作为水泥土的破坏标准,水泥土动强度与破坏剪切次数呈良好的反比例函数关系。3种相位差下导致水泥土破坏的临界动强度为15.2kPa。相位差为0°时,水泥土动强度最高;相位差为90°时,水泥土动强度最低。【结论】水平双向动剪应力和相位差对水泥土的动强度及动变形有较大影响。 相似文献
17.
【目的】分析增湿及剪切条件下黄土结构性的演化发展特性。【方法】在初始含水率为10%,15%,18%,22%,44%(饱和)以及固结围压为50,100,200,300kPa条件下对黄土进行三轴剪切试验,测定并分析应力结构性参数、应力比结构性参数与综合应变的关系。【结果】黄土应力结构性参数和应力比结构性参数均能够反映出在整个应力加载过程中压剪作用对土结构性渐变演化特性的影响。但是在初始剪切阶段应力结构性参数的变化规律受试验条件的影响相对较大,在低固结围压、低含水率情况下,应力结构性参数随着综合应变的增加总体呈现出先上升后下降,之后趋于稳定的变化趋势;在固结围压及含水率较高的情况下,应力结构性参数随着综合应变的增加而逐渐减小。在增湿及剪切条件下,应力比结构性参数随综合应变的增加呈现单调衰减的趋势,且二者之间的关系曲线光滑,规律性较强;应力比结构性参数与综合应变之间呈指数函数关系。【结论】与应力结构性参数相比,应力比结构性参数能有效且完整地描述增湿和压剪应力作用下黄土结构性演化的整个过程。 相似文献
18.
【目的】通过分析抽水试验数据进行各向异性含水层参数估计,为各向异性含水层参数估计提供新的方法。【方法】以各向同性情况下的泰斯公式为基础,将差分进化算法应用于各向异性条件下含水层参数的估计,并将其计算结果与其他方法的参数估计结果进行比较,对不同初始参数范围下的参数估计值进行分析探讨。【结果】差分进化算法估计的参数值与其他方法估计的参数值之间有较小的差异,相对误差不到4%,且目标函数值相对更小,达到0.003 93;对于不同的初始参数范围,利用该算法均能得到满意的参数估计结果。【结论】基于抽水试验数据估计各向异性含水层参数的差分进化算法估计结果有效且可靠,算法稳定性高,寻优能力强。 相似文献
19.
大豆理化特性与挤压组织化产品特性的关系 总被引：4，自引：1，他引：3
【目的】研究不同大豆品种籽粒理化特性、脱脂大豆粉理化特性与挤压组织化产品特性的关系,探讨用于评价加工挤压组织化大豆产品品种的特性指标。【方法】以东北三省18个大豆品种为原料,以德国Bradender DSE-25型同向啮合双螺杆挤压机为挤压组织化设备,分析不同大豆品种籽粒理化指标、脱脂粉理化指标与挤压组织化加工工艺系统参数、产品特性的相关关系。【结果】大豆籽粒、脱脂粉粗蛋白含量与挤压组织化单位机械能耗、表观黏度呈显著正相关（α=0.05）。籽粒粗蛋白、水溶性蛋白及脱脂粉粗蛋白含量与产品的拉伸强度、抗剪切力呈显著正相关（α=0.05）。脱脂粉粗纤维含量与产品的横切力、组织化度、弹性呈显著负相关（α=0.05）。脱脂粉灰分含量与单位机械能耗、表观黏度呈显著负相关,与产品聚结性呈负相关（α=0.05）。【结论】选择粗蛋白含量高、水溶性蛋白含量高、粗纤维含量较低的原料或大豆品种,可以生产出组织化度较好、弹性、拉伸强度较大的挤压组织化产品。选育适用于挤压组织化加工的大豆品种时,应重点考虑提高粗蛋白含量、水溶性蛋白含量,同时降低粗纤维含量。 相似文献
20.
谷朊粉特性与挤压组织化特性的关系 总被引：2，自引：1，他引：1
【目的】探讨不同小麦品种谷朊粉特性与挤压组织化系统参数和产品特性的关系,提出适宜谷朊粉挤压专用小麦品种的主要特性和品种选育目标。【方法】以小麦品种制得的谷朊粉为原料,以德国布拉本德食品仪器公司DSE-25型双螺杆挤压实验室工作站为设备,分析小麦品种的谷朊粉特性与挤压加工系统参数、挤压组织化产品质构特性之间的相关关系。【结果】在相同挤压组织化工艺条件下,不同小麦品种谷朊粉的挤压组织化特性有较大差异。谷朊粉蛋白质含量与扭矩、模头压力、剪切力、硬度、黏聚性、弹性和咀嚼度等均呈极显著正相关(α=0.01),与组织化度呈显著负相关(α=0.05)。谷蛋白含量与扭矩、模头压力、产品黏聚性呈显著正相关(α=0.05),与组织化度呈极显著负相关(α=0.01)。【结论】谷朊粉蛋白质含量和谷蛋白含量影响挤压工艺的系统参数和挤压产品的质构特性。较高的谷朊粉蛋白质含量和谷蛋白含量可以增加挤压组织化产品的强度。由于谷朊粉主要作为原辅料,用于改善植物蛋白挤压组织化产品质量,在专用品种鉴定和选育时,重点应提高蛋白质含量、谷蛋白含量和谷朊粉吸水率。 相似文献