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熟强的黄土层。     

西宁地区不同湿陷程度黄土的微观结构分析

为防止由于黄土的湿陷性导致道路不均匀沉降问题,通过采用单线法测定不同压力下西宁地区强、弱湿陷性黄土的湿陷变形量,并利用扫描电子显微镜、压汞仪对其内部结构特征进行研究分析,探讨黄土内部结构与宏观湿陷变形的相关性,对路基高度进行合理设计。研究结果表明:(1)随压力增大,强、弱湿陷性黄土湿陷变形均表现为"显著—平缓—稳定"三个阶段,且强湿陷性黄土较弱湿陷性黄土的湿陷量变化增长斜率较陡,发展变形速度快;(2)弱湿陷性黄土较强湿陷性黄土浸水前后的颗粒由松散易被挤密,孔隙也被细小的集粒填充且连通性变差,由间接接触为主的连接方式变为直接接触;(3)强湿陷性黄土较弱湿陷性黄土浸水前后的孔隙面积比例下降幅度较大,孔隙有序性差且孔隙圆形度减小,颗粒易被压碎且集团化程度较弱,孔隙进汞量大,20μm孔径分布含量较高,与其宏观湿陷性具有较好的相关性。     

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。     

大厚度黄土地层拓宽路基浸水破坏机制

为研究大厚度湿陷性黄土地层浸水湿陷条件下拓宽路基变形破坏特性,基于长安大学土工离心机,安装了降雨浸水系统和位移量测系统,开展与实际应力相一致的离心模型试验,并根据试验结果探讨了湿陷性黄土地层拓宽路基的浸水破坏模式.试验结果表明:拓宽路基荷载影响下,新路基以及部分老路堤会产生新的沉降,最大沉降值出现在拓宽路基形心处,进而产生新旧路基间的不协调变形;持续降雨将会在拓宽路基坡脚处产生雨水入渗,入渗将诱发大厚度湿陷性黄土层内部产生非均匀湿陷,这会导致新旧路基体产生不同程度的湿陷突变,在湿陷突变所产生的差异沉降的作用下,路基边坡首先出现裂缝,进而在新旧路基拼接带处也出现裂缝,最终面临因地基整体增湿失稳所带来的更为严重的路基路面塌陷、滑移等问题.     

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.     

对湿陷性黄土一些特殊性质的研究

本文在作者提出的黄土湿陷机理基础上,对有关湿陷性黄土的几个性质进行了研究.这几个性质为:1)黄土的湿陷——膨胀过程;2)黄土的隙比与湿陷系数的相关关系:3)湿陷性黄土的敏感性:4)黄土室内试验的单线法与双线法的差异.     

压实黄土的湿陷性与微观结构的关系

由于黄土特殊的工程性质和内部结构的复杂性，黄土地区高等级公路出现了一些湿陷破坏事故。采用扫描电镜、图像处理系统和能谱仪，对压实黄土在湿陷前后的孔隙特征、化学组成等微观结构进行研究，得出压实黄土的湿陷性与微观结构的关系。结果表明：大、中孔隙含量是黄土产生湿陷的主要原因，其与黄土湿陷系数具有定量关系，湿陷后黄土的主要化学元素含量发生了变化。     

湿陷性黄土地基不均匀沉降处理分析

针对湿陷性黄土地基不均匀沉降现象,通过分析黄土的分布及形成,黄土湿陷的成因,影响黄土湿陷的因素及湿陷等级,分析湿陷性黄土地基不均匀沉降产生的原因。利用ANSYS有限元建立有限元模型,进行数值分析,并对湿陷性黄土地基不均匀沉降选择合适的处理方案。     

羊毛湾水库土坝裂缝产生与成因分析

分析了羊毛湾水库土坝裂缝的产生和发展过程，认为主要是由于大坝右坝段下伏黄土层在正常高水位浸水湿陷所致。黄土结构性在排列和联结两方面具有涵盖其粒度，密度和湿度等对土性影响敏感的功能，所以浸水湿化后结构强度不断丧失产生湿陷变形，而且湿陷变形具有突变性，不连续性及不可逆性等失稳破坏特征，使湿陷性黄土的体弯与剪切变形同时发生，且随着一次又一次正常高水位蓄水使其浸水而变形发展，累积在坝体至坝面出现隐裂缝和显裂缝，针对以上分析和勘察试验研究探讨了对坝体的除险加固措施。     

湿陷性黄土地基不均匀沉降: 砌体结构基础变形规律

由于湿陷性黄土地基抗剪抗弯能力弱、浸水易发生湿陷变形。地基不均匀湿陷沉降变形极易引发地基、基础局部产生脱空现象,本文针对湿陷性黄土地区砌体结构建筑物地基基础局部产生脱空变形进行了研究,假定湿陷性黄土地基表面及地层表面不均匀沉降曲线符合Peck公式,利用静力平衡、Fourier级数对弹性地基梁挠度进行了数学表达式推导,通过自编程序计算,结果发现变量k取10和100时的值基本相同,湿陷性黄土地基表面及地层表面不均匀沉降曲线基本符合Peck公式,计算结果与实际情况基本相符,为湿陷性黄土地区砌体结构建筑检测、加固、维修提供理论依据。     

青海东部地区盐渍土的分布特征及工程应对措施

青海东部地区盐渍土主要分布于山麓斜坡带高阶地和河谷高漫滩，前者属中一弱硫酸、亚硫酸盐渍上，且多具中等-强烈湿陷性，盐份主要来自斜坡后缘含盐碎屑岩风化物及易溶盐；后者为亚氯、亚硫酸盐渍土，溶于土中的盐份系浅层咸地下水常年毛细上升蒸发所致．盐渍土具有溶陷性、盐胀性、腐蚀性，工程建设中要引起重视．     

干旱半干旱地区土壤矿物组成特征及其环境意义

对处于干旱、半干旱地区的甘肃省15个地点的灰钙土、栗钙土、黑垆土、灰褐土和黄绵土等不同类型土壤剖面进行了机械组成分析、矿物组成显微鉴定和粘土矿物X射线衍射分析.结果表明:土壤机械组成以粉砂为主,粘粒次之;栗钙土、灰钙土、黑钙土和灰褐土等于旱地区典型土壤中表层的粘粒质量分数相对较低,土壤原生矿物组成以石英为主,绿帘石等蚀变矿物质量分数较高,次生矿物含有较高的石膏和方解石等;粘土矿物主要为伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石.土壤机械组成、矿物组成和粘土矿物组成表明:干旱、半干旱地区土壤为黄土母质,土壤形成条件为碱性环境、较弱的淋滤作用和干冷气候,近代强烈的风蚀作用(或沙尘暴)和大气污染对土壤有一定程度的改造.     

黄土工程力学性质的变化及控制因素

研究了黄土工程力学性质的变化及控制因素，由黄土与红色古土壤工程力学实验资料表明，黄土的承载力、压强度与抗剪强度小于红色古土壤，这是它们经受了不同成壤作用的结果，通过分析实验得出粘化作用强，土壤力学强度大，粘化作用弱，土壤力学经度小，黄土地层工程力学性质在垂向上具有明显波动变化规律，这种变化是黄土与红色古土壤发育时冷干与温湿气候的交替变化造成的。     

坝基强夯的应用与效果判别

耿庄水库坝基土为湿陷性黄土。为了消除其湿陷性,采用了强夯方法对地基加固。从实测的加固数据可以看出,土壤的干密度同湿陷性之间存在显著的线性负相关关系,土壤的孔隙比同湿陷性存在着显著的线性正相关关系。用于快速测定的干密度判别法可以作为初步判断黄土是否具有湿陷性或者是否消除了湿陷性的经验性工具。同以往认识不同的是,本工程实践中,未发现土壤含水率同强夯效果有相关性。     

陕西神木县石窑店粉土的特性分析

对陕西神木县石窑店的粉土进行研究，发现粉土具有弱可塑性、低粘结性、湿陷性及强度较小等特征。     

秦岭及其以北黄土区土壤地带性特征

目的土壤地带性研究,对揭示本区土壤地带性特点与关系,指导农林牧业协调发展具有理论和实践意义。方法利用野外考察和已有研究资料进行研究。结果秦岭山地的土壤秦岭山地的土壤垂直地带性是:褐土分布在海拔1300 m以下,山地棕壤分布在海拔1300~2500 m;山地暗棕壤分布在海拔2400~3100 m,山地草甸森林土分布在海拔3000~3400 m,亚高山草甸土分布在海拔3300~3767 m。秦岭以北黄土区的土壤水平地带性是:褐土分布在自秦岭北麓至北山,黑垆土分布在北山以北至长城沿线,栗钙土分布在长城沿线以北地区。结论土壤空间演替只要受水热条件的影响,通常在受海洋季风和湿润气候影响强烈的地区,土壤垂直地带性为水平地带性的缩影。而秦岭以北的黄土区,由于东南季风的影响减弱,大陆干燥气候影响增强而形成半干旱和干旱气候,地带性土壤以黑垆土和栗钙土为特征。     

于田绿洲土壤pH值的空间异质性及其对芦苇生长的影响研究——以喀尔克乡为例

选择新疆于田绿洲喀尔克乡西侧的带状芦苇地为研究区,基于区域变量理论,用地统计学的变异函数、Krigmg空间插值和经典统计学的相关分析,定量分析芦苇分布区不同层次土壤pH值的空间变异性及其与芦苇生长之间的相互关系。结果表明:芦苇分布区土壤0～50cm之间,各层土壤为碱性和强碱性土壤,均没有酸性土壤;随着土壤深度的增加碱性土壤的数量逐渐增加,强碱性土壤则相反。芦苇分布区土壤pH值的垂直分布较稳定,0～10cm、10～30cm和30～50 cm等三层土壤pH值的变异系数均小于10%,属弱变异性。芦苇分布区土壤pH值的水平分布来看,东部高于西部;土壤pH值从东部向西部逐渐降低;除了西南边也有些高值区外,高值区基本上出现在研究区的东边;高值区面积在0～10cm土层中比较大,其次是10～30cm土层,最小的是30～50cm土层;可知,高值区面积随着土壤深度的增加逐渐减小,但是高值区出现的部位基本不变。随着土壤深度的增加,土壤pH值的等值线趋于简单,空间分布均一化。土壤pH值与芦苇生长之间的相关性研究表明,芦苇株高和芦苇冠幅长受三层土壤pH值抑制影响较其他三项生长指标大;芦苇株高和芦苇冠幅长受0～10cm层土壤pH值抑制影响较它们受10～30cm和30～50cm两层土壤pH值抑制影响大。     

海南岛热带山地鸡毛松人工林的土壤性质研究

对海南岛尖峰岭热带雨林区采伐迹地鸡毛松(Dacrycarpus imbricatusBl.)人工林与原始林以及皆伐迹地的天然更新林的土壤理化性质进行了研究,结果表明:鸡毛松人工林的土壤经过长期的恢复发育,其毛管孔隙、土壤含水率、容积湿度和容重等较原始林高;与皆伐迹地天然更新林比,其土壤容重减少,毛管孔隙、含水率和持水量有较大增加,土壤物理性能得到改善,保持了涵养水源等系统服务能力;与原始林比较,土壤有机质、P这两个关键肥力因子未得到完全恢复,N、K和交换性盐基总量得到保持,Ca和Mg有较大幅度增加,pH值和离子交换量有较大的提高,酸缓冲能力增强;鸡毛松林土壤恢复发育存在空间差异,阴坡土壤的物理性质相对较接近原始林,阳坡土壤的养分元素含量和离子交换量存在较大优势;不同层次土壤的容重、含水率、持水量、总孔隙度、大部分土壤养分元素和交换性离子含量的变化趋势与原始林的相同,但阴坡表层含水率高,通气性差,土壤P素向深层淋溶.由此认为,在热带雨林区采伐迹地适地种植鸡毛松人工林,只要经营得当,对林地土壤理化环境不会造成大的影响,群落生态系统功能会逐渐恢复.     

植物根部水分再分配研究的区域特征及生态意义

在一些干旱、半干旱或季节性干旱地区,当植物的一部分根系处于较湿润的土壤层中,且土壤水势梯度合适的条件下,植物便会利用水分再分配来合理调配水分以缓解植物的干旱状况.植物根部水分再分配研究主要在有干湿季节交替或出现一段时间干旱的地区进行,这些地区包括萨瓦纳地区、具有热带或温带季风气候的地区以及具有地中海气候的地区.除此之外,在一些温带大陆性气候区也有部分研究.水分再分配现象使各土壤层中水分合理分配,上下运送的水分能够使植物根系保持湿润,从而延长和增强根系的活动性.再分配水分可提供植物白天蒸腾作用需要的部分水源,通过土壤-根系-大气系统促进水分运动,且释放到上层土壤中的水分还可以为周围邻近植物提供水分.由于养分一般储存在土壤的上层,水分的上下运动可以促进土壤中养分的循环以增强养分吸收、微生物过程,并提高养分的利用率.目前,水分再分配的研究区域越来越广泛,研究方法也趋于多样化和成熟.     

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。