重塑黄土抗剪强度研究.pdf

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1、第40卷第29期山西建筑Vo1．40No．292014年10月SHANXIARCHITECTUREOct．2014·71·文章编号：1009-6825(2014)29—0071—03重塑黄土抗剪强度研究★张沛然黄泽杨帆肖丁(延安大学建筑工程学院，陕西延安716000)摘要：对延安新区重塑Q黄土进行了控制不同含水率、不同干密度的直剪试验，研究了含水率、干密度对黄土抗剪强度的影响试验结果表明：黄土的强度主要受含水率的影响；随着干密度的增大，黄土粘聚力呈指数增长，内摩擦角增大，抗剪强度总体增大随着竖向荷载的增加，黄土的抗剪强度得到提高。关键词：黄土，含水率，干密度，抗剪强度中图分类号：TU411

2、文献标识码：A黄土是一种分布较广的区域性特殊性土，在我国分布面积约黄土抗剪强度的影响主要依据抗剪强度指标：粘聚力和内摩擦角64×10km，占国土面积的6．6％，主要分布在黄河流域⋯。黄反映(见表1)，可以绘制含水率和干密度对黄土抗剪强度的影响土就其性质而言，在具有一般土体的力学特征之外，还具有自己曲线(见图1～图5)。本身的特殊性。在黄土区域进行的工程建设都可能遇到黄土的表1Q3黄土的直剪试验结果特性问题。含水率／％干密度／g·cm-3粘聚力／kPa内摩擦角／(。)延安新区建设项目是目前在湿陷性黄土地区“平山、填沟、造1．520．6o33．86151．730．9o36．26地、建城”规模最

3、大的岩土工程之一。工程面积巨大，需要应对和1．940．1741．9l处理的理论和技术问题巨多，其中大量填方区以及填方和挖方交1．5l7．5934．24接处边坡的稳定性问题是工程和理论上都亟待解决的问题之一。171．723．7l37．42近年来，陈正汉J，党进谦』，扈胜霞等学者研究了含水率对黄1．932．9938．501．58．4936．10土强度的影响作用，在工程实践中发生的由于含水率增大而引起201．7l2．3638．26的滑坡事故更是屡见不鲜，李瑞和骆亚生等指出黄土结构的破1．815．4536．23坏，水的作用不容忽视，发生滑坡的很大一部分原因就是水的因1．43．O936．01素。宋锦

4、鹏等研究表明，由于水的作用使原本含水量较低，未221．5l2．3634．781．69．O337．10饱和黄土中孔隙和部分小孔隙连通，透水性增强，强度特别是抗剪强度明显降低，坡体在上部静荷载、土体自重等作用下发生失2．1含水率的影响稳破坏。笔者通过制备不同含水率、不同干密度的延安新区Q2．1．1含水率对粘聚力的影响黄土重塑土样，研究不同含水率、不同干密度对黄土抗剪强度影如图1所示，对于黄土而言，含水率对粘聚力的影响较大，粘响规律以及在工程中可能产生的问题现象，能为实际工程积累一聚力c随着含水率的增大出现减小的趋势。根据资料表明，定的试验依据，特别是在预防边坡失效及滑坡方面。起因于粒间吸力的粘

5、聚力在所有情况下都是非常小的，而属于化1土样制备与试验方法学胶结的粘聚力则很显著；水对胶结物质具有溶解作用，随着含1．1土样制备水量的增加，溶于水的胶结物质也会增加，土分子间的胶结作用试验用土为延安新区施工段区域黄土，为Q黄土。重塑制力下降。王硕等认为，低含水量时颗粒之间的接触面上法向应样，使其在烘箱中烘制12h，碾碎的黄土过2mm筛，喷水均匀配力增大，土体的结构稳定性增强，抵抗破坏的能力增强，提高了土制成含水率15％，17％，20％，22％的土，在密封的容器中室温下的抗剪强度。据此，笔者认为含水量增大对土分子间胶结作用力静置48h。的折减影响是当含水率增大时黄土粘聚力减小的原因所在。同1

6、．2试验装置时由图1可以发现同一含水率下随着于密度的增大，粘聚力增试验装置为南京土壤仪器厂生产的等应变直剪仪，所用环刀内大。应注意，对于延安新区的黄土边坡工程，需要做好排水设计径61．8／nln，高度20mm；位移计量程10mnq，最小刻度读数0．O1mm。和施工，防止由于雨水下渗导致黄土含水量增加而引起的边坡失1．3试验方法稳破坏。试验时根据规范要求分别制得不同含水率下的不同干密度由图1可知，非饱和黄土的粘聚力c与含水率之间有指数函土样，采用快剪试验方法，剪切速率为2．4ram／rain，剪切历时数关系，可以描述为：3min一5min，垂直压力分别为50kPa，100kPa，200kPa

7、，300kPa，cAeBw(1)400kPa五级荷载。试样在各级压力下的抗剪强度取峰值强度或其中，c为非饱和黄土的粘聚力，kPa；W为含水率，％；A，曰均剪切位移4mm对应剪应力为抗剪强度。为由土的性质决定的参数。回归分析得到试验用Q黄土的参2直剪试验结果与分析数：当Pd=1．5时，A=343．68，B=一0．183，R=0．943；当=1．7由Mohr—Coulomb定律整理试验资料，根据含水率和干密度对时，A=523