浅论不同地区黄土的动力特性及其结构性研究

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1、西北农林科技大学硕士学位论文不同地区黄土的动力特性及其结构性研究姓名：胡仲有申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：骆亚生20080401不同地区黄土的动力特性及其结构性研究摘要黄土是一种典型的结构性土，对水有着特殊的敏感性，主要分布在地震多发的中西部地区，具有明显的地域特征，特殊的形成条件决定了其具有明显的结构性，并表现出各自不同的力学性质。本文以不同地区黄土为研究对象，以黄土结构性研究为突破口，对黄土在静、动条件下的力学特性进行了研究，并初步分析了黄土在动荷作用下的结构性变化规律。通过对兰州、洛川、杨凌地区黄土在不

2、同湿度、不同固结条件的动扭剪试验，分析了黄土动孔压特性、动应力应变关系、动模量、阻尼比，并对杨凌黄土的动强度进行了初步分析。结果表明：黄土在动荷作用下孔隙压力变化与土样含水率和加荷方式关系密切。黄土的应力应变关系曲线基本上呈双曲线型，在较小应变范围内符合得很好，其形态及幅值受含水率影响明显；黄土动应力应变关系曲线受固结作用影响明显，产生同一动剪应变的动剪应力随着固结作用的增强而增大，重塑土表现得更为明显；原生结构对原状黄土动应力应变关系影响明显，在低含水率情况下尤为突出。不同地区(兰州、洛川、杨凌)黄土动应力应变关系曲线

3、在表现形态及幅值上有所差异，这种差异随含水率及固结作用的变化而变化。含水率和固结作用对黄土的最大动剪切模量有显著影响，含水率越小、固结作用越强，黄土的最大动剪切模量越大；不同地区(兰州、洛川、杨凌)黄土在相同试验条件下的最大剪切模量在量值上有所差别，但是大致处在相同的数量级别。通过对传统手工计算的阻尼比结果进行了修正，发现黄土阻尼比随动剪应变增大而增大，而且含水率越大时增大的速度越快；在相同含水率不同固结压力状态下的黄土阻尼比的分布范围具有近似的“镰刀"形状，主要表现为小应变状态下阻尼比值较小而后趋于稳定值；含水率对黄土

4、阻尼比有较大影响，含水率越大，阻尼比越大，原状黄土阻尼比比重塑黄土受含水率影响更明显；黄土的阻尼比值大多数在O．2～0．3范围内，在高含水率情况下，阻尼比值可超过0．35；兰州、洛川、杨凌黄土在相应的条件下阻尼比量值差别不明显。黄土动强度受含水率及固结作用影响明显，含水率越低、固结作用越强，黄土动强度就越大。兰州、洛川、杨凌原状黄土的动孔隙压力特性、动应力应变关系、动剪切模量、阻尼比、动强度等动力特性受黄土内、外因的影响，归根结底是通过改变黄土的结构性而达成的，这个过程伴随着原生结构的损伤及次生结构的形成。结合动力特性试

5、验资料，另外辅以侧限压缩试验，对兰州、洛川、杨凌地区黄土在静、动条件下的结构性变化规律进行了分析，并解释了区域间黄土结构性差异及其成因。结构性的分析是围绕着以基于侧限压缩试验的应力结构性参数朋。以及动力条件下的应变结构性参数历，来进行的，分析表明：二者对黄土在不同条件下结构性变化特性均有较好的反映，而两种试验条件下的结构性参数曲线表现形式的差异是由两种试验下的完全侧限与有限侧限条件决定的。兰州、洛川、杨凌黄土的结构性参数曲线在相同的试验条件下具有相同或相似的形态及变化规律，只是在量值和程度上有所差异。从统计的角度来看，在

6、相同含水率、固结条件情况下，杨凌黄土的结构性最强，洛川黄土次之，兰州黄土最小。黄土的结构形式对结构性的影响尤为突出，絮凝块状结构比散凝粒状结构强度大；对不同地区黄土能够形成不同结构形式的原因及过程给予了解释，指出在黄土在形成过程中，一定雨水的浸润更有利于黄土絮凝块状结构的形成。关键词：非饱和黄土；动力特性；结构性；区域间对比STUDYONDYNAⅣⅡCBEHAvl0RANDSTRUCTUI乏ECHARACTERJSTICSOFLOESSINDIFFEI也NTAR正ASABSTRACTLoessisakndoftypica

7、ls仇lctu捌soil，州chdistributesmainlyinmemiddleaIld、VestofCllinaandhaSSpecialdistrictfIeaturesandspecialsensitiV时towater．nsspecialfomingconditiondetemlinesitsspecialStlu删anddifrerentmech枷cscharacte—stics．mmispaper，me殉Jdyonmech枷cscharacteristicsofloessiIldi丘Ierentarea

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