干濕循環(huán)下黃土的強度及微結構變化機理研究.pdf

1、我國西北黃土高原地區(qū)分布著大面積的黃土，由于干旱少雨和氣候周期性的變化，黃土總是在降雨和蒸發(fā)的干濕循環(huán)作用下，處于飽和和非飽和的交替變動狀態(tài)，因此其物理力學性質也是一個動態(tài)的變化過程。黃土經多次干濕循環(huán)作用后，總體表現出強度降低和變形增大的特點，這對黃土地區(qū)的建筑物地基、道路邊坡和路堤工程的長期穩(wěn)定性有重要影響，因此研究干濕循環(huán)作用下黃土的強度與微結構的變化具有重要的理論和實際意義。本文以洛川淺層黃土為研究對象，通過室內物理力學試驗和微

2、觀結構分析，研究了干濕循環(huán)下不同含水率黃土的單軸抗拉強度、無側限抗壓強度和三軸抗剪強度以及其微觀結構的變化規(guī)律，并分析了微觀結構特征與黃土宏觀強度的關系，最后探討了黃土的強度公式。主要研究成果如下：
　?。?）通過單軸拉伸試驗，分析了含水率和干濕循環(huán)次數對原狀和重塑黃土抗拉強度的影響，建立了原狀和重塑黃土抗拉強度與含水率和干濕循環(huán)次數的關系；研究了干濕循環(huán)下原狀和重塑黃土抗拉強度的衰減規(guī)律和力學機制，認為干濕循環(huán)作用打破了原狀黃土

3、的加固粘聚力，造成其結構強度喪失，致使干濕循環(huán)后的原狀黃土具有了與重塑黃土相類似的力學性質。
　　（2）開展了無側限抗壓強度試驗，研究了干濕循環(huán)條件下原狀黃土和重塑黃土的無側限抗壓強度與含水率、干濕循環(huán)次數的關系，建立了相應的公式；分析了原狀黃土抗壓強度衰減值與抗壓結構強度的關系。
　?。?）利用三軸不固結不排水試驗，得到了干濕循環(huán)條件下原狀和重塑黃土的應力應變關系曲線，分析了黃土抗剪強度參數與含水率、干濕循環(huán)次數的關系；研

4、究了黃土抗剪結構強度與圍壓、含水率的關系，揭示了干濕循環(huán)作用下原狀黃土的抗剪強度衰減值和抗剪結構強度的內在聯(lián)系。
　　（4）利用電鏡掃描照片和圖像分析軟件，定量分析了原狀和重塑黃土顆粒單元體和孔隙的微觀結構參數隨含水率和干濕循環(huán)次數的變化規(guī)律，并闡述了干濕循環(huán)和不同含水率下黃土微觀結構參數變化的原因。
　?。?）基于灰色關聯(lián)理論，得到了9個微觀結構參數與黃土強度之間的關聯(lián)度，發(fā)現在干濕循環(huán)作用下，對黃土的粘聚力起到關鍵性的影