含水量和應(yīng)力狀態(tài)對晉西黃土抗剪強度的影響研究.pdf

1、土的抗剪強度參數(shù)在邊坡工程、路基工程及基坑工程的穩(wěn)定性評價中是關(guān)鍵指標(biāo),因此對土的抗剪強度參數(shù)的研究一直以來是巖土領(lǐng)域的熱點問題。本文以晉西地區(qū)黃土為研究對象,在收集資料及野外測坡取樣工作的基礎(chǔ)上,通過室內(nèi)常規(guī)物理指標(biāo)試驗、不同含水量下原狀土樣的直快剪試驗和三軸不固結(jié)不排水試驗,分別測得了晉西地區(qū)不同地層黃土的各類抗剪強度指標(biāo)。主要開展了以下工作:
　　 1.通過直剪試驗,表明土的抗剪強度隨著含水量的增加而降低,參數(shù)變化顯示如下

2、特點。粘聚力c與含水量ω的關(guān)系曲線呈座椅狀,當(dāng)含水量小于12％左右時,隨著含水量的增大,粘聚力c降低迅速,當(dāng)含水量在12％～23％之間時,隨含水量的增大,粘聚力降低緩慢,降低幅度小,當(dāng)含水量大于23％左右時,隨含水量的增大,粘聚力降低趨勢再次變陡。直剪試驗條件下,隨著含水量的增大,內(nèi)摩擦角ψ變化趨勢不明顯,其取值大致在14°～32°范圍內(nèi)。繪制內(nèi)摩擦角與粘粒含量的關(guān)系曲線發(fā)現(xiàn),隨著粘粒含量的增大,內(nèi)摩擦角外包線中間大,兩端小,粘粒含量在

3、20％左右內(nèi)摩擦角出現(xiàn)峰值。
　　 2.三軸不固結(jié)不排水剪切試驗反映出,隨著含水量的增加,抗剪強度參數(shù)c降低,在小于12％左右含水量時,降低趨勢較陡,大于12％含水量后,降低趨勢變緩。隨著含水量的增大,內(nèi)摩擦角呈線性降低,且相關(guān)性較好。同時,同一含水量下的同種土三軸抗剪強度參數(shù)c值比直剪試驗大,ψ值無明顯規(guī)律。
　　 3.根據(jù)三軸不固結(jié)不排水試驗現(xiàn)象,將三軸試樣破壞方式分為三種,分別是劈裂破壞、剪切破壞和蠕變破壞?？偨Y(jié)了

4、三種破壞方式的典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線,同時分析了每種破壞方式與應(yīng)力和含水量之間的關(guān)系。
　　 4.依據(jù)粘粒含量、干密度、飽和度三個基本物理指標(biāo)將黃土分為27類,并以本次三軸壓縮試驗數(shù)據(jù)和甘肅三軸剪切數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,計算得出每類黃土的抗剪強度參數(shù)的建議小值、大值及均值。
　　 5.基于野外極限狀態(tài)坡的坡形參數(shù),利用有限元軟件Midas建立二維邊坡模型。將不同試驗條件和不同含水量下的強度參數(shù)帶入模型中進行反演分析,結(jié)果表明,邊坡穩(wěn)