黄土湿陷变形本构关系研究

根据黄土湿陷变形的结构性原理,分析了湿陷变形的塑性特性,引用增湿软化模型ZSM体作为增湿变形的力学模型,应用常规三轴浸水试验研究了不同的应力状态下湿陷性黄土在水和力共同作用下的湿陷变形特性,将增湿含水量作为内应力考虑,并由试验拟台得出湿陷体积屈服面和剪切屈服面,基于广义塑性力学原理建立了湿陷变形的增量本构模型,该模型考虑了湿陷变形中的湿陷体积变形和湿陷剪切变形以及球应力和偏应力对湿陷体积变形和湿陷剪切变形的交叉影响,反映了黄土湿陷变形的特性。     

基于塑性理论的湿陷性黄土本构模型

基于塑性理论,推导出湿陷性黄土湿陷变形本构模型,给出其矩阵表达式.基于ADINA分析软件,开发湿陷性黄土湿陷变形本构模型,给出湿陷性黄土湿陷本构模型开发方法及步骤.结合工程案例进行湿陷变形计算和固结分析,并用实测结果与大型非线性有限元软件ADINA模拟值进行比较.结果说明,该湿陷本构模型用于大厚度湿陷性黄土地区的分析和湿陷变形计算是可行的.     

汾渭盆地西北缘巨厚黄土湿陷特性现场试验研究

方便、快速、准确地获取黄土湿陷性参数对我国西部地区重大工程建设中解决湿陷性问题具有重要的意义。以汾渭盆地西北缘具有代表性的彬州新民塬区巨厚层黄土为研究对象,在对5 987组原状试样进行压缩试验的基础上,系统研究黄土物理指标随深度的变化规律及单一指标与湿陷系数相关性。根据湿陷系数与各单物理指标相关性系数的高低,结合指标的类别,选取密度、孔隙率和饱和度3个指标作为黄土湿陷的多物理指标模型的因子,采用线性回归法建立了湿陷系数与3个相对独立物理指标的多元线性预测模型。验证结果表明,所建立模型预测精度较高,可以满足该区域黄土湿陷系数预测及工程应用要求,可为该地区快速准确地评价黄土湿陷特性提供了依据。     

浅谈湿陷性黄土地基基础设计

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土,具有大孔和垂直节理,在天然湿度下,其压缩性较低,强度较高,但遇水浸湿时,土的强度显著降低,在附加压力或在附加压力与土的自重压力下引起的湿陷变形,是一种下沉量大、下沉速度快的失稳性变形,对建筑物危害性大。在湿陷性黄土地区进行建设,应根据湿陷性黄土的特点和工程要求,因地制宜,采取以地基处理为主的综合措施,防止地基浸水湿陷对建筑物产生危害。防止湿陷性黄土地基湿陷的综合措施,可分为地基处理、防水措施和结构措施三种。其中地基处理措施主要用于改善土的物理力学性质,减小或消除地基的湿陷变形;防水措施主要用于防止或减少地基受水浸湿;结构措施主要用于减小和调整建筑物的不均匀沉降,或使上部结构适应地基的变形。     

灌溉条件下黑方台黄土湿陷特征及其内在机理

基于室内试验,系统分析了不同初始含水量、增湿-减湿循环交替、渗透溶滤等多个条件下黑方台黄土的湿陷特性.基于微观结构定性和定量分析,探讨了黑方台黄土湿陷的内在机理.研究发现,黑方台黄土湿陷终止于饱和度52%~65%的非饱和状态;增湿-减湿循环交替4次后,黄土湿陷变形微弱;易溶盐淋滤时黄土湿陷变形持续.湿陷变形后的微观结构变化揭示出黑方台黄土湿陷的本质是黄土内架空大孔隙和支架小孔隙塌落.毛细管作用、孔隙压密作用、盐分溶解作用均对黑方台黄土湿陷有所贡献.但是盐分溶解作用的贡献远小于前二者,并且盐分溶解作用以易溶盐溶解为主.毛细管作用和孔隙压密作用的贡献大小取决于黄土中孔隙的分布和湿陷变形的发展阶段.     

非饱和黄土湿陷性微结构效应

分析了非饱和黄土的物质成分及微观结构,基于非饱和土的吸力理论和黄土微结构特征,对非饱和黄土的湿陷变形机理及影响因素进行了研究。结果表明,黄土的湿陷变形特性受其微结构及粒间吸力的控制。     

非饱和黄土土水特性与湿陷性关系分析

黄土的湿陷并不是饱和状态,即吸力为零时黄土所表现出的特性,而是受其含水状态,即吸力的显著影响。室内外的试验研究表明,在竖向应力不变的情况下,含水量的增加或吸力的减少会引起非饱和黄土的湿陷。利用压力板仪测试了非饱和原状黄土的土水特征曲线,采用非饱和土三轴仪得到相应土的湿陷变形,分析了土水特性曲线对原状黄土湿陷变形的影响。结果表明,非饱和黄土的渐变湿陷特性和土水特性曲线的形式和参数之间存在密切关系。本文的分析为采用类似土水特性曲线的预测模型来预测非饱和黄土随吸力变化的湿陷系数奠定了基础。     

尖点突变模型在湿陷性黄土微结构失稳中的应用

根据湿陷性黄土的特点,从稳定性角度出发,分析黄土湿陷的多种湿陷机理.对已建立的湿陷性黄土结构失稳突变模型给出一个完整的尖点突变模型的计算过程.利用突变理论揭示湿陷性黄土发生湿陷的变形机制和规律.通过尖点突变模型的计算推导得出:当应力满足突变模型分叉点集方程时,其相对应孔隙的微结构将发生失稳坍塌.此外,由于突变模型的控制变量随着k(含水量ω的函数)值的增大而减小,说明土体浸水湿化是土体发生湿陷的重要影响因素.     

单向固结时黄土的应力与湿陷变形的关系

本文在对黄土的力学强度特性和温陷变形机制分析研究的基础上,对国内外黄土工程地质学界研究的重要课题——单向固结时黄土的应力与湿陷应变的关系获得了解决.该成果为黄土地基湿陷变形的计算和评价提供了理论依据和办法.     

黄土湿陷发展规律及数值模拟

为了探究西宁地区黄土湿陷性发展规律以及减小室内外试验误差,通过基坑浸水试验、室内试验以及有限元软件abaqus在加载渗流与变形的情况下对其进行模拟,通过分析得到了西宁地区黄土湿陷系数和湿陷变形规律,以及较为精确的模拟湿陷的模型。结果表明:黄土湿陷系数在300 kPa时大约为0. 5,且随着压力的增大,湿陷系数先增大,后减小,最后趋近于一条直线;黄土湿陷变形规律有着快—慢—快的规律,其湿陷量与该点距试坑中心距离有关,距离越远,湿陷量越小,最大影响范围为20～25 m;在摩尔-库伦模型下,渗流对黄土湿陷性有较大的影响,若在考虑渗流的情况下进行模拟,将有较高的精度,对估算湿陷量有较大的帮助,有利于处理湿陷性黄土方法的选取。     

预浸水法在湿陷性黄土地基中的应用

调查分析了新疆伊犁地区湿陷性黄土的工程力学性质,介绍了预浸水法在处理自重湿陷性黄土地基中的应用情况,说明这种方法可以消除黄土地基的自重湿陷性,提高地基的承载力。     

湿陷性黄土固有属胜的研究探讨

本文着重介绍了在湿陷性黄土工程中,湿陷变形与增湿变形,湿陷性黄土工程属性及固有属性,以及湿陷性黄土桩基承载力评价等问题。     

强夯法加固湿陷性黄土土坝地基试验研究

强夯法是处理地基土的有效方法,但将之应用于加固湿陷性黄土土坝地基尚属少见.本文通过分析研究强夯法加固湿陷性黄土土坝地基的施工试验,总结应用Menard公式的经验取值,成功地设计了施工参数,为后续的正式施工打下了坚实的基础.     

超湿陷黄土及其湿陷特性

提出了增湿历史的概念和前期湿陷含水量指标，指出增湿历史对湿陷变形有很大影响。研究了超湿陷黄土的湿陷规律，揭示出超湿陷黄土的滞后湿陷现象。最后给出了前期湿陷含水量的确定方法及其应用途径。     

湿陷性黄土夯实效果评价及模拟分析

以洛阳华润热电新建电厂工程为背景,开展了湿陷性黄土的强夯试验,探讨了强夯处理黄土湿陷性的效果.同时建立强夯的三维动力分析有限元模型,对黄土强夯效果的影响因素进行了分析.分析结果表明:采用强夯工法能很好地消除黄土的湿陷性;强夯能级越大,强夯的径向影响范围和竖向影响深度越大;在处理深厚湿陷性黄土时,相同能级条件下宜采用半径较小的夯锤.     

基于离散型二项式系数组合模型的黄土湿陷性评估

为了快速精确地利用基本物性指标预测湿陷性黄土的湿陷性系数,基于多种数据挖掘方法提出了离散型二项式系数组合预测模型。首先,采用相关系数法和随机森林重要性指数法综合选取模型基本物性指标为饱和度、干密度、液性指数和天然含水量;然后,分别利用多元线性回归、BP神经网络、支持向量机回归（SVR）和随机森林（RF）回归对黄土湿陷性系数进行预测,并将预测结果进行组合,得到4种单一模型、2种传统组合模型和离散型二项式系数组合模型预测结果;最后,利用6种不同精度指标对上述7种预测模型展开精度分析。结果表明：组合预测模型精度整体高于单一预测模型,且提出的离散型二项式系数组合模型各精度指标均为最优,平均相对误差为3.43%。可见提出的离散型二项式系数组合模型可为湿陷性黄土地区的工程设计提供参考。     

陇东庆阳西峰地区黄土湿陷性分析

黄土的湿陷性是一个复杂的物理化学变化过程,其影响因素也是多方面的,其中黄土特殊的物理力学性质与其湿陷性就有着密切的关系。首先对陇东庆阳西峰地区某场地布置的探井所揭露的地层条件进行了概述,然后选取部分探井内扰动黄土样做了矿化成分试验。结果发现研究区黄土中易溶盐总含量很少,对研究区黄土湿陷性基本无影响。接着通过对研究区多组原状黄土样的室内试验数据进行大规模的统计分析,总结了研究区黄土的不同物理力学性质指标随黄土埋藏深度的变化规律;并根据所取土样的湿陷性试验结果对该区黄土进行了湿陷性评价。最后在此基础上对该区黄土湿陷系数与其不同物理力学性质指标间的关系作了探讨,认为这些指标反映了黄土的物质成分、结构特征和当前的赋存状态等属性,对研究区黄土湿陷性有不同程度的影响,这也为该区黄土场地的建设提供一定的理论指导参考。     

湿陷性黄土地区基坑支护的特性与支护类型优选

本文结合湿陷性黄土的特性分析了湿陷性黄土地区基坑支护的类型;建议了湿陷性黄土地区基坑工程中土的抗剪强度指标的修正.通过对西宁地区典型的湿陷性黄土基坑工程事故分析,指出了湿陷性黄土地区基坑工程事故预防措施.     

无砂砼小桩处理软土和黄土高填方路基的对比分析

根据高填方路基的工程特点及无砂砼小桩复合地基技术特点,研究分析了软土高填方路基处理过程中,下部软弱土层中孔隙水压力和有效应力的变化规律,以及黄土地区高填方路基处理过程中的内力和变形特点,采用应力路径法对比研究了软土路基和黄土路基采用无砂砼小桩处理时的优化设计问题,可供同类工程参考。     

浸水条件对浅埋湿陷黄土隧道受力性状影响的大型模型试验研究

黄土隧道基底岩含水率发生变化会导致拱脚和墙脚失稳甚至坍塌,因此,黄土隧道尤其是整体处于湿陷性黄土地层中的隧道受力性状特性研究已经引起工程技术人员高度重视。为了研究湿陷性黄土地层隧道基底承载力及其湿陷变形问题,通过室内大型模型试验方法,研究了天然基底浸水和不浸水工况下基底受力变形性状,研究结果表明：隧道基底压力径向表现为非均匀分布,在仰拱中间位置处最小,墙脚位置处最大;隧道周边切向应力变化规律与径向应力变化规律基本类似,但变化幅度较小;隧道切向压力与径向压力基本一致,浸水完成后各测点应力值都有所增大。