层状岩体边坡动力稳定性模型试验研究

在相似理论的基础上,通过室内振动试验,揭示了层状岩体边坡在受到动力扰动下的变形与破坏特征。试验结果表明,在动力作用下,层状岩体边坡将出现与其它岩体边坡不同的变形与破坏形式:①坡体的整体松动现象;②沿应力集中带的拉裂破坏;③反倾岩层的倾倒弯曲和崩塌滑坡;④顺层岩体的挤压隆起现象;⑤岩块沿坡面的流动现象;⑥坡顶沉降变形。     

公路黄土路基动力学参数的影响因素及其规律研究

基于动力测试手段针对黄土高原典型地区黄土路基试样进行了动力学参数的试验研究。结合已有成果,总结出黄土动力学参数与其主要影响因素具有如下规律:动弹性模量随含水量增大而减小,随着干密度增大而增大;阻尼比随着应变增大而增大,达到某一应变幅值后曲线变缓,趋于一个常值;动粘聚力随含水量增大而明显变小;黄土的动摩擦角当含水量低于塑限时,随含水量的增大而变小,含水量超过塑限后,基本不随含水量变化;黄土动力学参数随地区及采样点的不同而表现出较大差别。     

黄土高原地区黄土洞穴的成因研究

通过野外调查统计手段对黄土高原黄土洞穴的成因进行了研究。结果表明：黄土洞穴形成的控制因素主要包括地层厚度、土性、构造、地形地貌以及水文地质和气候条件等,其中黄土地层的土性、厚度及其空间组合形式和形态构成了形成黄土洞穴的物质基础。不同深度的黄土洞穴,其形成的主控因素不同,表层黄土洞穴多为生物成因,浅层黄土洞穴主要与黄土地层抗水蚀能力的垂直分异以及浅层的各种节理裂隙有关,中层黄土洞穴主要与节理裂隙有关。深层及极深层黄土洞穴与构造节理直接相关。     

公路黄土洞穴灾害与水土流失研究

通过野外调查对公路黄土洞穴水土流失机理进行研究．结果表明：路堑边坡洞穴侵蚀的主要原因是由于地形因素的改变;路基、路面洞穴侵蚀的主要原因是其特殊的汇水作用;路基边坡洞穴侵蚀的主要原因是施工过程中产生的大量填土或弃土的特殊土性所致。黄土高原公路黄土洞穴分布规律表明,洞穴侵蚀程度由西北向东南逐渐减轻。     

地震作用下黄土暗穴的稳定性

黄土高原地区发育的黄土暗穴是一种特殊的不良地质现象,已经成为西部黄土地区公路损坏的主要原因。黄土具有很高的地震易损性,对于暗穴较高发育区的西安-兰州一带,受地震影响比较大。在深入研究黄土暗穴发育特点的基础上,采用有限元法对其在地震力作用下的致塌机理进行了数值模拟,得出了不同洞径及埋深的暗穴在地震荷载作用下的动力响应规律。研究结果表明：地震发生时,往往会引起暗穴顶板的塌落,这种现象并非洞壁土体材料的屈服渐次发展所致,而是由突发性的暗穴结构稳定性丧失引起的。     

公路黄土暗穴分布规律研究

公路黄土暗穴对黄土地区的公路工程危害很大,已成为一种特殊的公路地质灾害。本文依据大量野外实际调查所获取的资料,对黄土地区公路黄土暗穴的分布特征及其特点进行了深入研究,特别是针对不同地貌、不同土性、不同深度等条件下公路黄土暗穴分布规律进行了重点研究,以指导黄土地区公路工程选线、勘察与设计。     

车辆动荷载作用下黄土暗穴对路基稳定性影响的数值分析

针对车辆动荷载作用下黄土暗穴对路基稳定性的影响,运用有限元方法对其进行了动力响应分析。分析中将车辆通过时路面所承受的动荷载简化为落锤式弯沉仪(FWD)产生的动态冲击荷载,考虑了路面的实际结构体系以及车速、洞径、埋深和偏移距离等主要因素的影响。找出了临界洞室埋深随洞径和偏移距离变化的规律,并确定出了路基下伏暗穴治理范围,同时对动、静荷载效应进行了对比分析。结果表明:在实际计算中,可以将静载乘以某一“放大系数”作为计算荷载进行拟静力分析。     

三轴压缩条件下裂隙性黄土的变形特征

通过对裂隙性黄土样的侧壁标记网格,量测、描述了不同含水量、不同裂隙空间形态的土样在不同试验围压下经过三轴压缩后的变形及其特征,总结了其变形规律。试验结果显示,裂隙性黄土的整体变形分为轴向变形、弯曲变形、旋转变形和扭转变形4种方式,其变形方式与土样的含水量、原裂隙的空间形态及性质、试验围压等因素密切相关,土样的变形方式决定了土样的破坏方式。     

基于微结构量化的含渐变带黄土各向异性特征研究

黄土层间界面稳定性问题突出,天然黄土层之间的交界面呈现渐变过渡形式。为研究黄土渐变带及相邻两土层的各向异性特征,以含黄土层、古土壤层以及两者之间渐变带的早更新世(Q₁)黄土为例,通过扫描电镜(SEM)获取各土层不同方向上的微观图像。对图像进行二值化处理,计算形状系数F、形态分维数D、概率熵H_m及定向频率P_i(α)等微观结构参数,分析3种典型土层在微观结构上的各向异性。此外,通过三轴压缩试验获得各土层不同方向上的抗剪强度参数,将微观结构参数和抗剪强度参数相结合,探究了两者之间的联系,揭示含渐变带Q₁黄土的各向异性差异表现。结果表明：(1)各土层微观结构均具有显著的各向异性,当平行于沉积方向时,孔隙和颗粒排列的定向性最好,与沉积方向45°斜交及相垂直时次之,但受风化作用影响各向异性表现程度有所差别;(2)当加载方向与沉积方向平行时,各土层的强度表现最高,而垂直时则最低,这种各向异性主要源于黏聚力的差异,并且会随着围压和含水率的增大而减弱;(3)黄土层和古土壤层的力学各向异性与内部微观结构的各向异性关系紧...     

大尺寸裂隙性黄土的直剪试验

介绍了一种改装的便携式直剪仪,并用该仪器测试了不同形成时期、不同加载方式作用下大尺寸裂隙性黄土样的抗剪强度。结果显示在不同正应力作用下的剪应力-剪切位移曲线具有弱硬化型特点;近期形成的裂隙性黄土抗剪强度指标c和φ值比形成时间相对较早的裂隙性土样小;分级加载方式测得的内聚力比连续加载方式大,而内摩擦角比连续加载时小,但变幅不大;分级加载方式测得的内聚力比剪切带的分级加载方式大,但这两种方式对内摩擦角的影响不大。