西安东郊和蓝田偏白村剖面黄土含水量研究

通过对蓝田县偏白村和西安东郊刘家坡黄土剖面的观测和含水量的测定,研究了黄土含水量变化.结果表明,偏白村黄土地层与刘家坡黄土地层中含水量代表了两种不同的变化类型,偏白村黄土层含水量高,红色古土壤层含水量低;刘家坡黄土层含水量低,红色古土壤含量高.黄土层比红色古土壤层更利于地下水富集,黄土层为含水层,红色古土壤层为隔水层.黄土、古土壤含水性与含水量和古气候密切相关.     

陕西长安县杨湾剖面黄土含水条件研究

根据长安县杨湾村黄土剖面含水层的调查和含水量，孔隙度测定，研究了黄土含水层的分布和含水手条件。结果表明，该剖面黄土地层含水量变化代表了与以往研究不同的变化类型，含水量峰值出现在黄土层中，低值出现在红色古土壤层中；从上向下含水量与孔隙度呈波动变化规律，在约60万年来的黄土地层中出现的四个含水层均由黄土层构成，隔水层主要为红古土壤上部裂隙少的粘化层。     

低荷载作用下洛川黄土的湿陷性试验研究

黄土的湿陷性问题是黄土地区工程建设中的热点问题,一直困扰着研究及设计人员。不同区域、不同工况下黄土的结构差异较大,湿陷程度区别大,且受水的影响最敏感。为了进一步研究黄土湿陷的结构水敏性,设计并进行了一系列室内试验,实验结果表明:①黄土的结构强度随其含水率增加而有规律的降低,初始结构强度呈线性变化,后期加固结构强度呈非线性变化,含水率在6%～12%区间内对黄土的后期加固结构强度的影响较为强烈;②在低载荷条件下,原状黄土存在"含水率在天然含水率附近时,土样的湿陷性最大"这一现象,重塑黄土和高荷载下的原状黄土的湿陷性皆随着含水率的增加而降低;③原状与重塑黄土的湿陷系数差值的变化趋势与土样后期加固结构强度对含水率变化的敏感程度呈正相关关系。研究结果对于黄土湿陷的结构水敏性的试验研究和工程建设具有一定的指导意义。     

新疆伊犁谷地重塑黄土抗拉强度试验研究

为研究伊犁黄土抗拉强度变化特征及拉张裂缝形成过程,采用自行研制的土体拉伸强度测定仪,并借助粒子图像测速(PIV)系统、核磁共振(NMR)技术及扫描电镜(SEM),对不同干密度、不同含水率的伊犁重塑黄土进行室内试验.结果表明:重塑黄土抗拉强度与含水率和干密度密切相关,随着含水率的下降,黄土抗拉强度呈上升趋势,且存在一个界限含水率wc=18%(塑限含水率附近).NMR和SEM试验分别从水分赋存形态及微观结构角度揭示了含水率变化对伊犁黄土抗拉强度的影响机制.当含水率高于wc时,含水率降低对应毛细自由水的大量脱失,此阶段基质吸力的提高和少量黏粒的凝聚促使抗拉强度缓慢增加;当含水率小于等于wc时,结合水的迅速降低导致黄土中大量黏粒凝聚,重新胶结了黄土颗粒,部分填充了孔隙,且水膜物化作用力增强,从而促使抗拉强度的迅速提升.     

旱区陡坡黄土的低压力抗剪强度特性试验研究

黄土强度指标的准确确定是地质体稳定性分析的基础依据。以延安地区某边坡上更新统黄土为研究对象,利用改进的直剪仪,开展不同初始含水率、密度、干湿循环条件下原状与重塑黄土的低压力抗剪强度试验,研究原状与重塑黄土的低压力抗剪强度及抗剪强度指标随初始含水率、密度及干湿循环次数的变化规律,建立黄土的低压力抗剪强度指标与初始含水率、密度及干湿循环次数之间的函数关系。结果表明,黄土的低压力抗剪强度与初始含水率的关系可采用指数函数描述,与土体密度和干湿循环次数的变化关系可采用线性函数描述;原状与重塑黄土的黏聚力、内摩擦角与初始含水率之间呈负相关,且原状黄土抗剪强度指标高于重塑黄土;黄土的抗剪强度指标随土体密度增加而显著提高,随干湿循环次数增加呈明显减小趋势。     

黄土母质褐土中钾的含量与土壤粒级的关系研究——以许昌褐土为例

土壤化学组成与土壤的颗粒组成有着密切的关系。本研究了目的是以河南许昌黄土母质褐土为例确定黄土母质中钾的含量与土壤各级颗粒组成的关系。土壤样品取于许晶黄土母质褐土的7个土种。根据测定的土壤各个粒级以及土壤全钾和速效性钾的含量数据，利用数理统计的方法进行分析。结果发现，土壤速效性钾的含量与粒径在0．005－0．001毫米的土壤颗粒含量密切相关，土壤全钾的含量与小于0．001毫米的土壤粘粒含量密切相关。同时利用逐步回归分析的方法可近似估计黄土母质褐土中土壤钾与土粒之间的数量关系。     

西安地区黄土地层含水空间研究

通过对西安东郊和长安县黄土剖面野外考察、裂隙观察、统计测量、孔隙度测定和颗粒分析，系统地研究了黄土地层含水空间，进而发现了密集风化裂隙含水空间的新类型，提出了粒间孔隙不是沉积形成的，而是土壤化的产物。揭示了黄土含水空间具有波动变化规律，这种变化是受古环境变化控制的。研究表明，冷干时期成壤作用弱，含水空间发育好；温湿时期成壤作用强，含水空间发育弱。黄土孔隙度与粉砂含量成正相关关系，与粘粒含量成负相关关系。     

黄土物理性质变化规律研究

研究了黄土孔隙度和湿陷性在垂向上变化的规律和原因 .结果表明 ,孔隙度高和湿陷强的层位是风化成壤弱的黄土层 ,孔隙度低和湿陷弱的层位是红色古土壤或风化成壤强的黄土层 .第四纪冷干与温湿气候的交替和由此产生的成壤过程的变化是造成黄土地层孔隙度和湿陷性波动变化的根本原因 .黄土湿陷性是在干旱与半干旱地区弱的成壤过程中产生的 ,是草原地带灰黄色土壤具有的特征 .     

增湿-冻融劣化原状黄土结构强度试验研究

黄土结构强度是由内部颗粒的空间构型而产生的一种胶结性的联结强度。该强度极易受外界环境的扰动,如增湿、冻融等,引起体积和孔隙变化,削弱黄土的结构强度,进而又会影响路堤、边坡、护栏等黄土构筑物的稳定性。本文选取陕西临潼Q_3原状黄土为研究对象。首先,通过室内模拟增湿和冻融循环作用,分析不同含水率和冻融循环次数下黄土的体积和孔隙的变化规律。其次,通过侧限压缩试验数据绘制出含水率和冻融循环次的关系曲线,并得出黄土在增湿和冻融情况下的压缩变形特征。最后,依据该关系曲线定义黄土结构强度、剩余结构强度,和劣化因子等概念,采用数理统计方法拟合出三者之间的数值表达式,并应用本试验数据计算出所有工程作业对黄土的扰动劣化值,从而得出在增湿和冻融作用下的原状黄土结构强度的劣化规律。     

含水率对侧向卸荷条件下原状黄土黏聚力与摩擦角力学性质的影响

选取陕西省泾河南塬Q_2原状黄土,按主应力固结比σ_3/σ_1=0.33进行固结,以模拟土样原位地层的初始应力状况;固结完成后,在侧向卸荷条件下进行不排水剪试验,研究黄土滑坡过程中含水率对黄土的黏聚力、摩擦角等力学特性的影响。试验结果表明:含水率从10%→30%,黏聚力的变化范围从33.51→8.18 k Pa,随着含水率的增大,黏聚力明显降低,用线性关系式可以较好地拟合黏聚力和含水率之间的关系,且拟合相关系数R为0.970 8;含水率变化范围为10%~30%时,内摩擦角的变化范围为26.40°~29.60°,随着含水率的增大,内摩擦角的变化范围在3.2°以内,波动范围较小,其平均值为27.99°,因此卸荷条件下含水率变化主要影响原状黄土的黏聚力,对内摩擦角影响较小。     

增(减)湿时黄土的压缩变形特性分析

分别采用单线法和双线法对原状Q3黄土进行了增、减湿情况下的单轴压缩试验.根据试验结果,总结出了黄土的压缩变形随饱和度变化的规律,发现无论单线法还是双线法,黄土的压缩性均随增湿而提高,随减湿而降低.由两种方法得到的黄土的压缩性规律虽然基本相同,但还存在一定差异:初始含水量较低时,单线法的压缩性小于双线法;当初始含水量达到某个值时,两者的压缩曲线表现出交叉现象;当初始含水量超过该值时,单线法的压缩性逐渐大于双线法.这种现象是由黄土本身的特殊结构性所决定的.对同一种黄土而言,不论增(减)湿后试样的初始含水量如何,采用的方法是否相同,浸水后试样的压缩性相差不大.图8,表1,参12.     

裂隙密度对黄土抗剪强度影响的试验研究

黄土中节理裂隙十分发育,严重影响黄土的力学性质。尤其是对地下采煤引发的黄土滑坡进行评价时,除了需要考虑采矿引起的斜坡变形,还需考虑采煤引起的黄土裂隙化导致的强度劣化问题。本文通过三轴压缩试验研究不同裂隙密度的黄土在不同含水率下的抗剪强度参数变化规律。研究表明:随着裂隙密度的增加,内摩擦角呈明显减小趋势;黏聚力在低含水率下呈减小趋势,在高含水率条件下变化规律不明显。由于裂隙的出现,临近裂隙的土体应力重分布,应力方向发生偏转,垂直于裂隙的应力值趋近于零,主应力差增大,因此临近裂隙的土体发生局部破坏,这种现象的最终宏观表现之一为内摩擦角变小。较低含水率条件下,裂隙的存在,影响了土颗粒之间的连续性,宏观表现为随着裂隙密度的增大,黏聚力值在减小;但随着含水率的增大,水使土体胶结弱化作用加强,裂隙对土颗粒之间连结的影响作用趋弱,宏观上表现为黏聚力随裂隙密度非单调变化。     

基于分形理论的黄土击实后粒度分布研究

基于分形理论对不同击实能和含水量条件下的粉土状黄土进行粒度分析,研究击实后土体颗粒形状的变化情况和颗粒体积的分形行为。结果表明,击实后的粉土状黄土颗粒体积分布遵循分形规律;在一定含水量条件下,分维值D会随着击实能的增加而减小;当击实能较大时,对土样颗粒造成的形状改变也更为明显;在一定击实能条件下,当土样含水量小于最优含水量时,分维值D随着含水量的增加而减小;当土样含水量大于最优含水量后,分维值D呈现离散性,没有一定的规律。     

兰州市地源热泵土壤传热性能分析

地源热泵利用土壤中的热源,向建筑物内部提供热量或者冷量.地源热泵在不同地区的应用有所区别.结合兰州市马兰黄土的特性和气候环境,分析地源热泵与土壤间热量传递的规律,总结马兰黄土中含水量对热量传递的影响,以及土壤特性对人工增湿过程中的主要影响因素.针对西北地区分布范围较广的马兰黄土特点,提出在土层深度为5 m以下的换热区域,施加人工增湿;为避免黄土湿陷,需要保证黄土含水率在6%-15%之间.     

治沟造地过程中水库诱发黄土盐渍化现象

顾屯流域在治沟造地过程中共修建五座水库,水库蓄水后沟道地下水位抬升,表层黄土受强蒸发作用水分蒸发盐分析出累积逐渐形成盐渍化。通过现场调查、无人机、ERT和室内试验等方法探讨了顾屯流域黄土盐渍化成因及特征。研究表明,五号水库下游产生了盐渍化现象,黄土中可溶盐含量为2.2 g.kg-1。沟道内上游坡度是下游两倍,五号水库液面高于下游并在大坝处产生了渗漏,物探结果中大坝上部高电阻下部低电阻现象与渗漏结果相符。水库渗漏影响盐渍化形成使黄土中可溶盐含量增加电导率增大。ERT剖面结果表明渗漏影响深度约为18m,渗漏现象随距液面距离增加而减小,下游靠近大坝处黄土含水率及盐渍化程度更高。该研究对后续工程建设以及预防盐渍化产生具有积极意义。     

重塑黄土的强度影响因素研究及基于核磁共振的微观解释

黄土的抗剪强度特性影响着黄土地区边坡和路基等的稳定性,抗剪强度特性与土体的含水率和干密度密切相关。通过制备不同含水率和干密度的重塑黄土试样,通过室内直剪试验和核磁共振测试对重塑黄土的抗剪强度特性进行研究。研究结果表明,在低含水率的情况下,重塑黄土应力应变曲线有峰值点存在,呈现应变软化特性;在高含水率的情况下,应力应变曲线没有明显峰值,呈现应变硬化特性。随着土样含水率变大,黏聚力显著下降,内摩擦角变化规律不明显;随着土样干密度变大,其黏聚力增大。随后采用核磁共振测试技术对上述不同含水率和干密度状态的环刀样开展了含水量分布的测试,测试结果进一步从微观层面上解释了重塑黄土抗剪强度参数变化的规律。     

侧向卸荷条件下不同含水率原状黄土变形特性分析

为研究原状黄土的侧向卸荷变形特点,选取陕西地区具有代表性的不同含水率Q₃原状黄土,进行不同固结压力下的分级侧向卸荷试验。试验结果表明：原状黄土在侧向卸荷下应力应变曲线为硬化型;初始固结压力较低的试样无明显破坏且轴向应变最终趋于稳定,固结压力较高的试样则发生破坏且轴向应变持续增加,对于低固结压力试样,含水率越高,最终稳定时的轴向应变越大;提出原状黄土的临界轴向应变比值,并通过拟合得出指数函数表达式,以计算各种情况土体卸荷达到塑性破坏时的围压值;根据试验结果拟合得到初始切线模量的经验公式,从而推导出不同含水率原状黄土在卸荷时的变形模量计算公式。     

非饱和黄土场地水分入渗规律及影响因素的现场试验与数值模拟

为了探究非饱和黄土场地水分入渗规律及其影响因素,为黄土地区因水分入渗作用导致的各类滑坡和工程地质灾害研究提供参考。在非饱和黄土场地现场开展水分入渗试验,获得不同深度水分计监测信息,探讨非饱和黄土场地水分运移规律;结合数值模拟扩展研究不同浸水类型及不同浸水量对水分入渗规律的影响。结果表明：不同深度土体的体积含水率随时间关系曲线呈现出四个阶段变化特征,区别在于各阶段时间的长短和体积含水量峰值的大小;非饱和入渗时,渗透扩散速率随着深度的增加逐渐衰减,且衰减速率较大;不同浸水类型的入渗深度及宽度在短时间内会存在差异,对最终入渗深度及宽度并没有影响;随着浸水量的增加,入渗深度和宽度不断增加,但增加幅度不断减小,非饱和黄土场地水分入渗深度及宽度是有限的。     

不同地区黄土崩解特性的试验研究

为研究不同黄土的崩解特性,探讨引起黄土崩解性差异的主要因素,对不同地区的黄土进行了室内崩解试验。通过对比各自的崩解形态、崩解时间、崩解程度等,发现粉土的崩解形态主要是散粒状;粉质黏土的崩解形态既有散粒状又有碎块状;粉土的崩解性明显强于粉质黏土,崩解更迅速彻底,持续的时间更短。根据试验数据绘制成崩解曲线,得到崩解率、崩解速率等指标。结合黄土的基本性质,对黄土的崩解特性进行分析,发现造成黄土崩解性差异的主要因素有颗粒级配、含水率、矿物成分等。其中,颗粒成分、矿物成分是造成粉土与黏性土崩解差异的主要因素。黏粒及黏土矿物等含量越多,崩解性越弱;黏粒含量越高,崩解形态越趋向块状;而含水率增加,黄土的崩解性减弱,且含水率对粉土崩解性的影响远小于粉质黏土。     

关于黄土湿陷起始压力、湿陷起始含水量的探讨

在不同压力下，湿陷性黄土试验实测变形与含水量关系曲线族上有一变形陡增段，陡增段的出现表明在此含水量变化区间变形对含水量变化敏感。变形分界压力和变形分界含水量概念以及相关经验公式的初步探讨，不仅为研究黄土湿陷起始压力、湿陷起始含水量问题提供了一个新思路，而且在工程实践中也具有一定的实用价值。