马兰黄土胶结特性及机理试验研究.pdf

《马兰黄土胶结特性及机理试验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：P64210710-2015126105硕士学位论文马兰黄土胶结特性及机理试验研究何军导师姓名职称李喜安教授申请学位类别工学硕士学科专业名称地质工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年6月3日学位授予单位长安大学长安大学硕士学位论文ExperimentalStudyonBondingCharacteristicsandMechanismofMalanLoessAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HejunSupervisor：Prof.LiXi'anChang’anUniversity,Xi’an,Chin

2、a长安大学硕士学位论文摘要黄土是由不同级次颗粒通过各种胶结作用力连结而成的一种成岩弱、欠固结的第四纪堆积物。黄土胶结作用按照粒间连结物质的种类可分为胶结剂的连结作用、结合水膜连结作用、金属离子絮凝作用三类。低含水率情况下黄土骨架颗粒间连结力相对较强，因此在承受一定外荷时其粒间连结不会发生破坏；然而在增湿时，黄土粒间连结力会快速降低，此时在荷载作用下，粒间连结会发生变形破坏。在工程实践中，黄土这一特殊的水理性质会导致其强度降低，从而引发一系列地质灾害。因此，对黄土胶结特性的研究，是研究和解决与黄土这一特殊水理性质相关的工程地质问题的基础和前提。本文在大量前人研究的基础上，通过等温吸附、Ze

3、ta电位测试等各种试验手段，以甘肃兰州、陕西延安、陕西西安黄土为研究对象，针对上述三类粒间连结进行研究分析。在黄土胶结物质研究方面，通过文献调研，对黄土胶结类型进行划分，对黄土中主要胶结物质在整个黄土区域的分布特点、演变机制进行了总结。结果表明：黄土胶结物质成分复杂，主要包括黏土矿物、碳酸钙微晶及少量有机质。随着时间、空间的变化，不同区域的黄土胶结物质含量呈现出明显的规律性变化。在结合水膜连结研究方面，通过等温吸附、液塑限联合测定法对不同区域马兰黄土在不同湿度水平下结合水的含量进行测定，结合抗剪强度试验，研究了不同区域不同湿度水平下黄土的结合水吸附特性，揭示了黄土强度与各种类型结合水的关

4、系及内在机理。结果表明:与直接湿化样相比，饱和风干样的粒间连结本质发生了改变，其粒间连结更加牢固。不同类型的结合水对于黄土强度特性的影响机制有所不同。在金属离子连结研究方面，通过吸管法、Zeta电位测试法、絮凝沉降法，对不同强度、不同类型的金属可溶盐（NaCl、CaCl2、AlCl3）作用下黄土悬浮液的相对浓度、Zeta电位进行了测量，在此基础上利用表面配位理论对不同价态金属阳离子与黄土颗粒间的连结机理进行了分析。结果表明：在黄土悬浮液中Ca2+、Na+能够使Zeta电位绝对值降低但不能使土颗粒表面电性发生改变，Al3+能够改变黄土颗粒的表面电性，使黄土悬浮液由阴离子悬浮体系转变为阳离子

5、悬浮体系。金属离子价态、浓度对黄土悬浮液中土颗粒的絮凝沉降有十分重要的影响，随着阳离子浓度的增加，土颗粒絮凝沉降时间明显降低，高价离子的絮凝能力远大于低价离子的絮凝能力。关键词：马兰黄土，胶结，水膜连结，离子连结iiAbstractAsaweakdiagenetic,underconsolidatedquaternarydeposit,loessisintegratedbydifferentgradedparticles,whichconnectedbyvariouscement.Loess`cementationcanbedividedintothreetypes,whichareth

6、ebondingofcemention,thebondingofboundwaterandtheflocculationofmetalions.Undertheconditionoflowwatercontent,theintergranularstructureoftheloessskeletonisrelativelystrong.sowhenthespecimenissubjectedtoacertainexternalload,theinterparticlestructurewillnotbreakdown.However,duringthehumidification,the

7、inter-granularbindingforceoftheloessdecreasesrapidly.Atthistime,undertheactionoftheload,theintergranularstructurewillbedeformedanddestroyed.Inengineeringpractice,thespecialwaterpropertiesofloesswillcauseitsstrengthdecr