黄土增湿变形特征与湿陷计算方法

根据黄土的工程特性,在大量的黄土湿陷试验成果的基础上,分析了黄土增湿变形的特征.试验结果表明土在某一级荷重下,黄土的湿陷变形随起始含水量的增加而减小,在小的浸水压力范围内,随压力的增大而增大,而在大的压力范围内,却随压力的增大而减小,但黄土的湿陷总变形不受浸水路径和加荷路径的影响.黄土在较小压力下减湿时,会增大后期的湿陷,在应力较大且不变条件下减湿时,对后期的浸水湿陷并无影响.并应用割线模量理论方法,初步建立了黄土增湿湿陷变形的计算方法.     

黄土湿陷特性及与物理指标相关性分析

以太原地铁1号线黄土区初勘黄土为研究对象,通过开展大量的室内黄土湿陷试验(双线法),得到湿陷系数及其物理力学数据,以此来评价该区域黄土地湿陷性。通过土体物理力学指标与黄土湿陷系数散点图,分析了各指标与湿陷系数的相关性,并建立了它们之间的回归关系。     

黄土湿陷对渗透系数影响的试验研究

针对湿陷性黄土地区工程建设中常常遇到"渗透-湿陷-渗透"这一反复发生的复杂过程所带来的一系列工程问题,开展了黄土湿陷后渗透性试验研究。基于室内湿陷渗透试验,结合扫描电子显微镜(SEM)和图像处理软件(IPP)分析等手段,通过试验对比研究了黄土湿陷前后土体的渗透系数、微结构、孔隙大小分布、孔隙形状及连通性的变化,以揭示黄土湿陷对其渗透性的影响规律及其微观机理。结果表明:渗透过程和湿陷过程相互影响,黄土的多孔结构是影响渗透性及湿陷性的主要内因;湿陷后黄土较原状黄土的渗透性明显变差,原状黄土多孔结构遭到破坏,颗粒接触方式有所变化,使得颗粒排列变密实,且孔隙连通性降低,从而导致渗透系数明显下降(为原状黄土的25%~33%);土的结构和构造、可溶盐的溶解和土中胶结物的溃散、土中孔隙的大小与数量以及连通性变化是黄土湿陷对渗透性影响的重要因素,多因素共同作用使得湿陷后土体渗透系数降低;试验结果可为湿陷性黄土地区的工程设计与施工提供可借鉴的基础理论依据。     

数值模拟在黄土湿陷试验中的应用可靠性分析

众所周知,湿陷性黄土对工程潜在的危害是很大的。因此,对黄土地区的土样进行黄土湿陷试验很有必要。依托渭南某工程,对黄土取样进行室内试验,并取得相应的结果,再运用ANSYS软件对该地区黄土土样进行数值模拟,得出土样的湿陷起始压力,相对下沉系数,自重湿陷系数等相关数据,并与室内试验结果进行比较,两者基本吻合,说明了ANSYS软件对黄土湿陷试验进行数值模拟是可行的。     

鲁中黄土湿陷性研究

结合济南绕城高速公路南线黄土地基加固现场勘探和室内试验资料,分析了鲁中黄土的颗粒组成、结构特性和湿陷机理,探讨了鲁中黄土湿陷系数与孔隙比、上覆压力及含水量之间的关系和变化规律,提出了当湿陷性黄土的含水量超过其湿陷起始含水量时计算湿陷系数的经验公式。     

压实黄土湿陷变形影响因素分析

以宣大高速公路河北段为依托,基于室内固结试验,分析压实黄土变形特性,引入湿陷系数,基于压实黄土的物理指标(含水率、压实度)与变形指标(湿陷系数)的关系,采用双曲线拟合法来表达湿陷变形在不同的含水率、压实度及外力的曲线变化规律,并对湿陷性黄土浸水和不浸水试验的变形过程进行了理论分析。结果表明,在低压力下,重塑黄土的湿陷性比原状黄土大,在高压力下,两者的湿陷性相差不大。压实度、含水量和龄期对压实黄土的湿陷性影响较大,应重视路基下部的压实。     

基于带约束BP神经网络的黄土湿陷系数预测模型研究

通过现场试验和室内试验得到某黄土场地Q3黄土的湿陷系数及相关物理力学参数,分析了黄土湿陷系数与其主要物理力学影响因素之间相关性。针对室内试验数据具有离散性较强的特点,基于传统BP神经网络模型进行改进,建立了带约束的BP神经网络模型并对黄土的湿陷系数进行预测。结果表明:湿陷系数与含水率、天然密度、饱和度成负相关,与压缩系数和孔隙比成正相关;带约束的BP神经网络模型可以定量保证预测结果的准确性,其预测误差在10%以内。     

冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制

为研究冻融循环对压实黄土湿陷变形影响的过程和机制,对压实黄土进行补水条件下的冻融循环试验,测试了冻融循环前后压实黄土的温度、水分、变形、干密度、孔隙比和湿陷变形。结果表明:反复的冻融循环引起了压实黄土反复的冻胀和融沉变形,土样中水分不断增加且向中上部聚集,干密度减小,孔隙比增加,最终导致黄土湿陷变形增加;冻融循环和增湿作用引起的压实黄土结构疏松和强度弱化是黄土地基和路基湿陷变形增加的主要原因。研究成果为季节冻土区黄土湿陷产生的原因和机制研究提供了一种新的思路和解释,为黄土湿陷灾害防治提供了科学依据。     

机场工程中黄土湿陷性评价

针对目前执行的国家标准GB 50025-2004《湿陷性黄土地区建筑规范》源于工业与民用建筑行业经验,不能完全适用于机场工程建设需要的问题,提出了适合于机场工程黄土湿陷性评价的方法.文章根据对黄土基本湿陷特性的研究,结合机场工程的具体特点,从湿陷系数的测定压力、湿陷量的计算厚度、构造物类别的划分等方面对湿陷性黄土的评价进行了探讨,给出了机场工程中湿陷性黄土评价时湿陷性系数的测定压力、湿陷量计算厚度等的建议值.     

模糊综合评判法在黄土湿陷性评价中的应用

利用模糊综合评判的理论,提出了湿陷性黄土湿陷等级的模糊综合评判方法,并对影响黄土湿陷性的因素做了分析。结合现行规范和工程实践,运用二级模糊综合评判法对关中地区咸阳机场公路、山西河津场地的湿陷性黄土的湿陷等级进行了评价,并与勘察结果进行了对比分析。     

吴子高速公路黄土路基的湿陷性研究

从分析黄土的微结构变化入手,通过原状黄土和压实黄土的湿陷试验结果分析对比,研究黄土填料的湿陷性质及规律性。在含水量和密度相同的条件下,压实黄土的湿陷性高于原状黄土的湿陷性;湿陷系数与黄土的潮湿状况有关,土样含水量愈低,其湿陷系数愈大,随着含水量的增加,湿陷系数逐渐减小;填料的湿陷系数与压实度有关,填料的压实度愈小,湿陷系数愈大。     

湿陷性黄土地区的桥涵设计

黄土地基具有的湿陷,会给桥涵结构物带来不同程度的危害。因此,黄土地区桥梁涵洞设计时,除应遵循常规的设计原则外,还必须认真对待黄土的湿陷特性。作者对此做了较全面深入的总结,以期能对今后的黄土地区桥涵设计有所帮助。     

公路工程中黄土湿陷性问题分析

依据对黄土基本湿陷特性的试验研究,结合公路工程的特点,分析并提出了与公路设计有关的黄土增湿湿陷量的计算方法和黄土增湿速率的确定方法;分析并总结出路堤填土小于或大于某一高度时,可不考虑原状黄土地基的湿陷变形。认为目前执行的国家标准《湿陷性黄土地区建筑规范》来源于工业与民用建筑行业经验,不能适用于公路工程建设的需要。因道路工程线长、面广,地形地质条件多变,相对建筑面积上投资小,在分析与处理湿陷性黄土的方法上应注意行业特点。     

离石黄土加荷-湿陷全过程的结构特性及本构模型研究

基于试验研究与数据分析,认为离石黄土的土体由孔隙和团聚体组成,相应地将离石黄土的结构效应划分为土体空间效应和联结效应。进一步将离石黄土的联结效应细分为荷载联结效应和浸水联结效应,荷载联结效应为线性变形,浸水联结效应为非线性变形。提出“湿陷应变”的概念,对其进行等效化的数值计算,得到应力-湿陷应变曲线,并通过引入和新建理想物体模型,建立离石黄土的压缩-湿陷力学模型,推导该模型的本构方程。     

湿陷性黄土路基基本特性与微观结构试验研究

首先分析了湿陷性黄土的结构性特征和湿陷特征,以某湿陷性黄土路基工程为例进行试验,得出不同饱和度条件下黄土的湿陷规律,并分析了湿陷前后黄土的微观结构。X 能谱分析结果表明：湿陷性黄土中的胶结物类型主要是 Fe的倍半氧化物、黏土性矿物,其次为碳酸钙。固结试验结果表明：随着压力的增加,土体的湿陷系数先增大后降低,300 kPa时的湿陷系数能实际反应土体的湿陷性特征。微观试验结果表明：黄土湿陷后的结构重新排列,颗粒之间的接触性连接和胶结性连接发生变形,微孔隙越大,湿陷性越强。     

基于范例推理的新疆地区黄土湿陷性预测方法的研究

随着社会经济的快速发展,交通建设工程的作用日益明显。在新疆交通工程建设过程中,会遇到大量区域性地质问题,如黄土是遇到最多,也是最严重的地质现象,尤其在新疆伊犁地区。黄土湿陷性的评价是工程设计建设的前提和基础,探索科学、合理的评价方法是本文研究的主要问题。本文将利用范例推理的理论基础,将模糊相似比优先比的思路引入,构造了一个黄土湿陷范例检索的模型。选取了5个影响黄土湿陷性的参数,建立了湿陷的目标范例和源范例之间的模糊相似优先比关系,经过推理、计算,找到和目标范例最相似的源范例,根据源范例的湿陷系数大小,判断出目标范例的湿陷系数。采取新疆伊犁地区湿陷性黄土项目的实际案例进行计算,计算结果表明,黄土湿陷系数的预测值与实测值之间的误差小于10%,有较高的预测精度,具有一定的参考和借鉴作用,为黄土地区的公路建设提供指导作用。     

压实黄土湿陷变形影响因素分析

由于黄土特殊的工程性质和内部结构的复杂性,黄土地区公路出现了一些湿陷破坏事故,严重影响了公路的经济效益和社会效益的发挥.该文采用双线法分析了原状黄土和重塑黄土的湿陷性,并对压实黄土湿陷变形的影响因素进行了讨论.结果表明,在低压力下,重塑黄土的湿陷性比原状黄土大,在高压力下,两者的湿陷性相差不大.压实度、含水量和龄期对压实黄土的湿陷性影响较大,应重视路基下部的压实.     

浸水状态下湿陷性黄土场地螺旋灌注桩负摩阻力与土体湿陷规律试验

为深入揭示大厚度黄土地区黄土湿陷特征、水分入渗规律、湿陷范围以及黄土湿陷对长螺旋灌注桩与双向螺旋挤土灌注桩负摩阻力变化的影响等问题,在兰州榆中大厚度湿陷性黄土场地进行了4组双向螺旋挤土灌注桩与2组长螺旋灌注桩浸水载荷试验。试验结果表明:浸水试坑内与试坑外浅标点的湿陷沉降量与时间变化规律基本一致;土体湿陷具有明显的阶段性,并非整体一次完成;土体在不同深度处发生湿陷的时间、湿陷总量各不相同,且深标点整体的湿陷沉降较浅标点发生更加充分;径向与竖向水分入渗速率整体呈函数型衰减,竖向入渗速率是径向的1.5~3.0倍,提出了通过水分入渗速率确定湿陷范围的计算方法,并与试验结果进行对比;土体湿陷竖向深度在24 m范围内,径向在10 m范围内,建议湿陷性黄土地基处理时将竖向24 m、径向10 m作为参考范围;同一工况下双向螺旋挤土灌注桩受到的负摩阻力明显大于长螺旋灌注桩,确定双向螺旋挤土灌注桩桩侧负摩阻力大小时,应将距离桩心0.75D为半径的圆周范围内丧失湿陷性的土体考虑进去,且受力面积按1.5倍桩侧表面积等效放大。     

湿陷性黄土路基物理力学性质试验研究

为有效预防黄土路基湿陷病害的发生,以银古高速公路辅路K13 140~200为试验路段,通过对黄土路基的颗粒组成和矿物成分分析,对其物理和力学性质进行了试验研究。研究结果表明,黄土路基的湿陷性破坏与黄土的物理力学性质有关,黄土中粉粒及可溶盐含量高,是造成黄土路基产生湿陷性破坏的重要因素;黄土路基的湿陷变形和边坡坍塌主要是由粘聚力的剧变引起,而内摩擦角没有显著变化;在一定压力下,黄土路基的压缩和湿陷变形总量趋于定值,与浸水和加荷的先后关系不大;压缩变形较小,浸水后的湿陷变形就大,反之亦然。研究成果将为黄土路基的病害防治提供科学依据。     

黄土自重湿陷系数测定压力施加探讨

在黄土地区勘察中，湿陷性评价正确与否直接影响设计措施的采取，自重湿陷系数测定及自重湿陷量的计算尤为重要。不同的规范测定自重湿陷系数时，所施加饱和自重压力并不相同，由此测定的自重湿陷系数不相同，因而影响到黄土湿限等级的判别。探讨了各种规范存在的问题，提出了建议和方法。