黄土的湿陷性与显微结构特征研究——以咸阳市区为例

对咸阳市区黄土湿陷性与微结构的系统研究,发现咸阳市区黄土的湿陷性与微结构特征随地貌单元有不同的变化.渭河三级阶地黄土地层厚度大,湿陷性较强,黄土微结构以支架大孔半胶结结构为主;二级阶地湿陷性次之,黄土微结构以支架大孔-镶嵌微孔半胶结结构为主;一级阶地湿陷性最弱,黄土微结构较为致密,以镶嵌微孔胶结结构和絮凝胶结结构为主.黄土的湿陷性与微结构特征关系密切,支架大孔半胶结结构的黄土湿陷性较强,镶嵌微孔半胶结结构的黄土湿陷性较弱,镶嵌微孔胶结结构和絮凝胶结结构的黄土不具湿陷性.     

湿陷性黄土的微结构参数

针对西安原状黄土进行了湿陷性试验,并对湿陷前后的试样进行电镜扫描(SEM),获取湿陷前、后黄土试样的微结构照片,进而抽取相应条件下的SEM照片的简单微结构参数。利用统计学原理中的相关分析,研究了简单微结构参数之间的相关关系。研究表明,黄土的部分微结构参数之间存在显著的相关关系,利用这些参数描述黄土的微结构特征时,存在着明显的信息重叠。这一结论为进一步构建低维合成微结构参数奠定基础。     

重塑黄土的湿陷性与微观试验研究

黄土广泛分布于中国西北地区。随着人类社会的发展,越来越多的工程项目需要在黄土地区展开。黄土的特殊性质导致其具有水敏感性,这种水敏感性的典型表现便是湿陷;而黄土的湿陷与其微结构的变形过程紧密相关。以重塑黄土为研究对象,在反复湿陷试验的基础上,对不同含水量、不同湿陷次数的重塑黄土试样进行CT扫描与电镜扫描等微观试验,结合IPP图像处理软件对微观试验结果进行定性与定量分析,得到重塑黄土湿陷性与其微结构的关系。认为:(1)黄土的自重湿陷系数主要受其含水量的影响,即含水量越小,越容易湿陷;且当含水量为6%时试样具有二次湿陷性;不同含水量的试样随着湿陷次数的增加,湿陷系数逐渐减小,且经过3次湿陷后其自重湿陷系数均趋于一个稳定的值;(2)随着湿陷次数的增加,土体中大的团粒与大孔隙逐渐消失,土体密度逐渐均匀,颗粒丰度逐渐变大,孔隙颗粒面积比逐渐减小,颗粒定向角度逐渐趋于水平;(3)黄土发生湿陷的主要原因是水的浸润或溶滤作用导致其结构强度的弱化,使大的团粒逐渐崩解成小颗粒填充到孔隙中造成土体压密。     

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。     

非饱和黄土湿陷微结构特征的谱系聚类分析

黄土的湿陷性与其微结构之间存在必然联系,为了定量研究黄土湿陷前后的微结构特征,基于谱系聚类原理,定义了类平均距离和重心距离,给出了基于类平均距离和重心距离的微结构参数间的距离递推公式和微结构参数聚类过程,建立了非饱和黄土在湿陷前后其微结构参数评价的聚类方法。研究表明,黄土湿陷前后的微结构具有明显的聚类特征。在建立黄土湿陷变形的本构模型时,可考虑引入类平均距离或重心距离作为合成微结构参数,因其较全面地反映了黄土微结构特征对黄土湿陷性的影响。     

黄土微观结构研究的回顾和探讨

总结了黄土微观结构研究成果，即黄土的微观结构与其震陷性、湿陷性液化有紧密的联系，指出黄土微观结构约定量化是黄土工程性质的研究方向。     

低能级强夯前后路基黄土湿陷性研究

为了研究低能级强夯处治湿陷性黄土路基的有效性和经济性,采用土工试验、粒度分析仪和扫描电镜,对比分析了压实前后黄土的物理力学参数、粒度组成、胶结类型和微结构.研究结果表明:土体物理力学性质随能级的增大变化明显,粘粒含量增加较多,胶结类型由胶结、微胶结转变成半胶结类型;微结构由絮凝状、支架大孔以及镶嵌结构转变为镶嵌结构与叠置结构;低能级强夯的有效影响深度为2.0～2.5 m,2 m深度内黄土湿陷性基本消除.     

黄土湿陷性质的微观研究

本文分析研究了黄土的微观结构与其湿陷性之间的关系,通过对微观照片的分析,把土中孔隙按大小划分为4种类型,按照颗粒的徘列形式又可划分为架空孔隙、镶嵌孔隙和粒内孔隙,其中架空孔隙是造成黄土湿陷的基本原因。而不同孔径的孔隙对黄土湿陷性的影响是不同的,孔径20μm可以作为一个区分的标准,孔径大于20μm孔隙含量的增加会使湿陷性增高。     

浅谈湿陷性黄土湿陷机理及工程处理措施

本文对黄土的工程地质特征和物理力学性质进行了分析,从黄土的湿陷性评价方面介绍了判断黄土湿陷性的方法,并从地基处理、防水措施、结构措施三个方面论述了湿陷性黄土的工程处理措施。     

西安地区黄土湿陷性的影响因素

通过对黄土湿陷系数与物性指标之间关系的分析，易溶盐含量与成分及难溶盐（CaCO3)含量的测试，研究了黄土湿陷性的影响因素及湿陷机理，结果表明：影响湿陷性的宏观物理因素有粘粒含量，含水量及孔隙比，易溶对黄土湿陷性有一定的影响，但在该区含量甚微，难溶盐（CaCO3）对黄土湿陷具有阻碍作用。这些宏观影响因素是其微结构本质的反映，研究证明，粘粒胶结在黄土的湿陷中起重要作用。     

赤泥的掺入对水泥土电阻率与强度性能的影响

通过在水泥固化土中掺入不同量的赤泥来研究赤泥的固化效果和固化过程中土体的微观结构变化,分别测试固化土的电阻率和无侧限抗压强度。通过在水泥土中掺入不同量的赤泥,制备成不同赤泥掺量的固化土试样,测试不同电流频率和养护龄期下的固化土电阻率,分析固化过程中土体的微观结构变化;同时测试了不同养护龄期下固化土无侧限抗压强度,分析赤泥在水泥土中的固化效果;并且找出了最佳的赤泥掺入量,可供从事利用赤泥固化土研究的相关人员借鉴参考。     

咸阳市区晚更新世黄土微结构特征及其环境意义

目的揭示咸阳市区晚更新世黄土的微结构特征,探讨黄土微结构特征与其形成环境的关系,为区域环境提供科学依据。方法应用粒度分析和扫描电子显微镜对咸阳市区晚更新世黄土．古土壤系列的微结构进行分析研究。结果粒度小于0．005 mm的黏粒级含量在黄土与古土壤中差异最大,S1古土壤高达39．7％,而L1黄土仅24％;S1古土壤黏粒中大量铁质黏粒胶膜呈流胶状出现并有次生伊利石的产出,结构密实;L1黄土微骨架颗粒相互支架,黏粒胶结物含量较少,胶结程度差,土质疏松。结论咸阳市区晚更新世S1古土壤形成在湿热的森林环境,L1黄土形成于干冷的草原环境,S0黑垆土形成于凉湿气候环境。     

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。     

颗粒组构对黄土压缩特性及其粒间状态的影响

为研究不同颗粒组构黄土的压缩特性,取五个不同地区的黄土过0. 075 mm筛以制作固结试样,通过压缩固结试验,揭示颗粒组构对黄土的压缩指数、压缩模量的影响规律,以及时间-变形和应力-应变的发展规律。再结合骨架孔隙比的概念,从微观结构的角度解释颗粒组构对黄土压缩特性的影响。试验结果表明:黄土颗粒组构中的黏粒含量对其压缩性有显著影响,随着黏粒含量的增加,黄土的压缩系数增大,压缩指数也增大,压缩模量随黏粒含量的增加而减小,且在黏粒含量20%左右急剧变化;随着黏粒含量增加,黄土试样的变形量相对增大,变形达到稳定的时间也相对较长;黏粒含量对低应力水平下的应力-应变关系影响较大,黏粒含量越高,应变随应力的增加而增长越快。用粉粒间孔隙比es表示骨架孔隙比,黏粒含量越高,黏粒在粉粒间赋存位置更复杂,对骨架孔隙比的影响越大。     

初始含水量及冻融循环对黄土微结构的影响

冻融循环作用是季节性冻土地区工程病害发生的主要致灾因子。在冻融循环作用下,土体结构性逐渐丧失、强度不断劣化,最终导致灾害的发生。以延安市延安新区黄土为研究对象,配置不同初始含水量试样,经历0、1、3、6、10、15次冻融循环,通过SIGMA500扫描电子显微镜观察试样微观结构的演化规律。试验结果表明:随着冻融循环次数的增加,试样内部裂纹、裂缝不断发育演化,水分迁移通道不断扩展;初始含水量高的试样裂纹裂缝发育演化越明显;冻融循环作用使得试样内部大颗粒分解为若干小颗粒、颗粒表面的棱角不断磨圆、表面起伏不断减小;当冻融循环10次以后,颗粒大小、颗粒形状、表面起伏趋于稳定,试样颗粒尺寸趋于统一,试样大孔隙减小,小空隙增多,总体孔隙率增大。试样颗粒间的胶结强度随着冻融循环次数的增加不断减小,破碎作用产生的小颗粒造成粒间的接触点增多,致使试样的内摩擦角增大。     

一种黄土脱敏加固新材料的试验研究

为了保护陕西延安地区的革命旧址,主要针对窑洞顶板渗水、窑面剥落、水土流失等病害问题,开展黄土脱敏新材料室内试验,研发适用于保护革命旧址的黄土加固新材料。通过对革命旧址的工程病害进行宏观调查,收集整理相关资料,选取典型案例进行详细调查,分析病害发育类型、发育特征、形成条件及成因机制;开展室内试验,分析黄土基本物理力学肚质,重点对黄土水敏性、渗透性和土水特征曲线关系进行研究;针对水土流失和坡面滑塌问题,对黄土固化前后的微观结构、渗透性进行对比分析。