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酸污染对非饱和原状黄土水-力学特性影响的试验研究
1
作者 薛伟 曹杰 穆青翼 《西北水电》 2025年第2期38-49,共12页
黄土作为西北地区广泛分布的特殊土类,其工程性质易受酸性环境影响。为了分析酸污染对土体水-力学特性的影响,针对陕西省泾阳县某场地原状黄土,采用1.0 mol/L硫酸溶液制备酸污染试样,结合一维压力板仪和直剪仪开展持水、压缩、湿陷及剪... 黄土作为西北地区广泛分布的特殊土类,其工程性质易受酸性环境影响。为了分析酸污染对土体水-力学特性的影响,针对陕西省泾阳县某场地原状黄土,采用1.0 mol/L硫酸溶液制备酸污染试样,结合一维压力板仪和直剪仪开展持水、压缩、湿陷及剪切特性的对比试验。结果表明:酸污染导致碳酸钙胶结物溶解,黏粒含量增加液限提升,显著改变土体物理性质;酸污染黄土进气值从48 kPa降至3.2 kPa,脱湿速率从0.17降至0.14;压缩试验发现酸污染后屈服应力从30.5 kPa降至24.5 kPa,结构允许空间减小;湿陷试验表明酸污染黄土最大湿陷系数较未污染黄土增加18.7%;剪切试验显示酸污染后有效摩擦角从25.3°增至28.2°,总黏聚力在200 kPa吸力下提高3.2 kPa。研究表明酸污染通过改变孔隙结构与颗粒间作用显著影响黄土水-力学特性,研究成果可为酸雨区黄土工程灾害防控提供试验依据。 展开更多
关键词 黄土 酸污染 持水特性 变形特性 剪切强度
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三针式TDR探头测试区域范围分析及试验验证 被引量：5
2
作者 詹良通 穆青翼 陈云敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期757-762,共6页
在时域反射法(TDR)测试系统中,三针式探头作为应用最广泛的探头形式,其测试区域范围的确定是工程应用中一个重要问题。通过对比分析麦克斯韦方程及地下水渗流方程,利用岩土工程中常用的地下水渗流软件(如:Geostudio软件中SEEP/W模块)对... 在时域反射法(TDR)测试系统中,三针式探头作为应用最广泛的探头形式,其测试区域范围的确定是工程应用中一个重要问题。通过对比分析麦克斯韦方程及地下水渗流方程,利用岩土工程中常用的地下水渗流软件(如:Geostudio软件中SEEP/W模块)对一典型的三针式TDR探头测试区域范围进行计算,并设计了专门的试验对计算结果进行验证。结果显示:①地下水渗流分析软件对三针式TDR探头测试区域范围的计算结果与试验结果有较好的一致性;②三针式TDR探头的测试区域近似长半轴为33.0 mm、短半轴为20.7 mm的椭圆,且该区域内50%的电场能量集中在中间探针周围长半轴为10.7 mm、短半轴为8.7 mm的椭圆内,显示出较明显的"趋肤效应";③介质的电导率对三针式TDR探头测试范围基本无影响。通过该研究,提出了三针式TDR探头测试范围的计算方法,为工程或试验中该种探头的设计提供了指导。 展开更多
关键词 时域反射法 三针式探头 测试范围 渗流分析 Geostudio
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基于时域反射技术(TDR)的黄土湿陷原位评价研究 被引量：8
3
作者 穆青翼 郑建国 +2 位作者 于永堂 孟龙龙 刘芬良 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1115-1123,共9页
现有黄土湿陷评价方法具有取样扰动、耗时和费用高等缺点,急需探索原位评价黄土湿陷的新技术。基于时域反射技术(TDR)原位测试黄土介电常数和电导率,计算干密度和质量含水率。依据原位所测黄土干密度、质量含水率以及物性指标(相对质量... 现有黄土湿陷评价方法具有取样扰动、耗时和费用高等缺点,急需探索原位评价黄土湿陷的新技术。基于时域反射技术(TDR)原位测试黄土介电常数和电导率,计算干密度和质量含水率。依据原位所测黄土干密度、质量含水率以及物性指标(相对质量密度、液塑限),采用经验模型对黄土进行湿陷评价。结果表明,TDR原位测试黄土干密度和室内烘干法结果相对误差在±6%以内,测试黄土质量含水率和室内烘干法结果绝对误差在±0.02以内。另一方面,基于经验的湿陷评价模型,利用TDR原位所测干密度、质量含水率以及物性指标不仅可判定黄土有无湿陷,且具有区分强烈和中等湿陷程度的潜力。本研究丰富了黄土地区勘察技术手段,为黄土湿陷原位勘察提供有益探索。 展开更多
关键词 时域反射技术(TDR) 黄土 湿陷 原位评价
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原状和压实黄土持水特性及湿陷性对比试验研究 被引量：24
4
作者 穆青翼 党影杰 +2 位作者 董琪 廖红建 董欢 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1496-1504,共9页
通过对比研究具有相同初始干密度和含水率的原状和压实黄土,揭示黄土结构对其持水特性和湿陷性影响。利用扫描电镜观察原状和压实黄土微观结构,对试验结果辅助分析。研究显示:压实黄土持水特征曲线进气值较原状黄土大75%。这可能是由于... 通过对比研究具有相同初始干密度和含水率的原状和压实黄土,揭示黄土结构对其持水特性和湿陷性影响。利用扫描电镜观察原状和压实黄土微观结构,对试验结果辅助分析。研究显示:压实黄土持水特征曲线进气值较原状黄土大75%。这可能是由于原状黄土中存在超大团粒间孔隙,造成显著的瓶颈效应。另外,原状黄土持水特征曲线的滞回度在低吸力范围(小于7 kPa)较压实黄土大,而在中间吸力范围(7~80 kPa)较压实黄土小。这是由于原状和压实黄土经历不同脱-吸湿历史。对于湿陷性,高含水率时(大于18%)原状和压实黄土湿陷系数差别不大,而在低含水率(16%)时,原状黄土湿陷系数大于压实黄土。这是由于原状黄土中存在黏土颗粒胶结,使其具有较大抵抗加载变形能力(竖向应力200 kPa)。随后的注水,导致黏土颗粒胶结作用失效,引起较大湿陷变形。此外,原状黄土屈服应力较压实黄土屈服应力增大的程度随含水率减小而显著增加,这说明了原状黄土的结构性随含水率的降低而显著增强。 展开更多
关键词 原状黄土 压实黄土 持水特性 湿陷性
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温-湿耦合环境下黄土遗址水分迁移规律试验和数值模拟研究 被引量：1
5
作者 周恒 狄圣杰 +3 位作者 黄鹏 李嘉伟 刘奉银 穆青翼 《水利与建筑工程学报》 2022年第5期83-89,95,共8页
干缩开裂是黄土遗址保护所面临的重要难题。遗址挖掘并暴露于自然或人工环境后,在温-湿耦合作用下造成土体失水,产生吸力驱动的收缩变形,进而导致开裂破坏。因此,研究温-湿耦合环境下黄土遗址水分迁移规律对防治其开裂破坏具有重要意义... 干缩开裂是黄土遗址保护所面临的重要难题。遗址挖掘并暴露于自然或人工环境后,在温-湿耦合作用下造成土体失水,产生吸力驱动的收缩变形,进而导致开裂破坏。因此,研究温-湿耦合环境下黄土遗址水分迁移规律对防治其开裂破坏具有重要意义。采用瞬态剖面法开展土柱蒸发试验,测试并比较不同干密度的非饱和黄土水力特性参数:持水特征曲线和渗透系数曲线。进一步地,基于所测试黄土水力特性参数和现场的监测数据,采用非饱和土渗流软件模拟一年内兵马俑遗址一号俑坑在温-湿耦合环境下的含水率和吸力分布规律。研究结果表明:空气湿度对遗址内吸力的影响比温度更大,且较高的空气湿度有利于抑制吸力的增大;低温有利于抑制吸力的增大;温度与空气湿度都无法抑制遗址的失水。本研究对黄土遗址防治干缩开裂灾害提供了有益探索,具有重要参考价值。 展开更多
关键词 黄土遗址 水分迁移 温-湿耦合 土柱试验 数值模拟
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考虑土体孔隙比和比表面积影响的未冻结体积含水率曲线模型 被引量：9
6
作者 张继文 穆青翼 +1 位作者 廖红建 刘芬良 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2913-2921,共9页
土体未冻结含水率曲线模型描述温度和未冻结含水率之间的关系,该模型对计算冻土强度、变形以及水热迁移具有重要意义。考虑孔隙水毛细和吸附作用,提出了一个新的土体未冻结体积含水率曲线模型。该模型假设在较高温度下(0~−2℃),毛细作... 土体未冻结含水率曲线模型描述温度和未冻结含水率之间的关系,该模型对计算冻土强度、变形以及水热迁移具有重要意义。考虑孔隙水毛细和吸附作用,提出了一个新的土体未冻结体积含水率曲线模型。该模型假设在较高温度下(0~−2℃),毛细作用支配土体中孔隙水冻结,该过程中毛细水冻结受孔隙比影响。另一方面,在较低温度下(<−2℃),吸附作用在孔隙水冻结中起主导作用,该过程中吸附水冻结受比表面积影响。结合文献中已有土体未冻结体积含水率曲线的测试数据(包括不同土体孔隙比、比表面积以及广温度范围),对模型进行验证。同时将所提模型与文献中3种常见模型计算结果进行对比,讨论新模型的优越性。结果发现,只有新提出的模型可只用一套参数计算不同土体孔隙比的未冻结体积含水率曲线。此外,针对土体在广温度范围条件下的未冻结体积含水率曲线,新提出模型比已有模型有更好的计算结果。 展开更多
关键词 冻土 未冻结含水率 孔隙比 比表面积
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一种黄土湿陷性原位评价技术 被引量：1
7
作者 张继文 穆青翼 +3 位作者 孟龙龙 周超 廖红建 曹杰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第S01期90-97,共8页
结合原位参数测试和湿陷模型,提出了一种黄土湿陷性原位评价技术。首先,基于时域反射技术和简易环刀法原位测试黄土体积含水率和湿密度;其次,依据原位测试参数和相关物性指标,运用湿陷模型开展湿陷性评价。上述原位湿陷性评价技术在5个... 结合原位参数测试和湿陷模型,提出了一种黄土湿陷性原位评价技术。首先,基于时域反射技术和简易环刀法原位测试黄土体积含水率和湿密度;其次,依据原位测试参数和相关物性指标,运用湿陷模型开展湿陷性评价。上述原位湿陷性评价技术在5个场地中进行200组测试验证。结果表明,原位测试黄土体积含水率中95%数据的绝对误差在±3%以内,湿密度的相对误差在±2%以内。另一方面,采用机器学习模型和简化弹塑性模型定性评价黄土湿陷程度(如:无、轻微、中等和强烈)的准确率分别为88%和83%;定量评价方面,考虑轻微、中等和强烈湿陷程度,湿陷系数中90%数据的绝对误差可分别控制在±0.01、±0.03和±0.06以内。 展开更多
关键词 黄土 湿陷性 原位评价 时域反射 湿陷模型
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制样含水率对压实黄土持水及变形特性影响试验研究 被引量：1
8
作者 李晓敏 穆青翼 +2 位作者 丁心安 朱文秀 王艳娥 《水利与建筑工程学报》 2022年第5期123-130,共8页
通过研究不同制样含水率(击实曲线干侧、最优含水率下和湿侧)且同一干密度的压实黄土,分析由制样含水率所引起结构性差异对压实黄土持水和变形特性的影响。结果显示,制样含水率不同引起的黄土结构性差异影响压实黄土的进气值、脱湿速率... 通过研究不同制样含水率(击实曲线干侧、最优含水率下和湿侧)且同一干密度的压实黄土,分析由制样含水率所引起结构性差异对压实黄土持水和变形特性的影响。结果显示,制样含水率不同引起的黄土结构性差异影响压实黄土的进气值、脱湿速率和残余含水率,进气值关系为:最优含水率<击实曲线干侧<击实曲线湿侧,脱湿速率关系为:击实曲线湿侧<最优含水率<击实曲线干侧,残余含水率关系为:击实曲线干侧<最优含水率<击实曲线湿侧。另一方面,干密度和试验含水率一定时,在最优含水率下制备的试样湿陷变形最大,在击实曲线干侧击实比在湿侧击实更能减小压实黄土的增湿变形。 展开更多
关键词 压实黄土 制样含水率 干密度 持水特征 增湿变形
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黄土填方场地工后持水特性及雨水入渗研究
9
作者 李晓敏 穆青翼 +2 位作者 丁心安 朱文秀 刘奉银 《水利与建筑工程学报》 2022年第4期162-168,175,共8页
通过压力板仪测定了填方场地不同深度(1.0m、3.0m、5.0m)回填压实黄土的吸-脱湿持水特征曲线,并结合X射线衍射试验、压汞试验和现场含水量监测分析不同取样深度下回填压实黄土持水特性差异原因。结果表明:(1)不同深度回填压实黄土具有... 通过压力板仪测定了填方场地不同深度(1.0m、3.0m、5.0m)回填压实黄土的吸-脱湿持水特征曲线,并结合X射线衍射试验、压汞试验和现场含水量监测分析不同取样深度下回填压实黄土持水特性差异原因。结果表明:(1)不同深度回填压实黄土具有相似的粒径分布、矿物组成、孔径分布和干密度。(2)5.0m黄土持水特征曲线的平均滞回度(0.23)比1.0m和3.0m黄土(0.04和0.05)分别大475%和360%。1.0m和3.0m回填压实黄土持水特征曲线较小滞回效应可归结于现场经历了多次干湿循环而引起的时效作用。(3)分析不同深度黄土持水特性差异对土柱雨水入渗计算结果的影响发现,采用单一1.0m、3.0m和5.0m黄土水力学参数计算雨水入渗深度分别为4.0m、2.4m和1.2m,而采用考虑深度影响的黄土水力学参数计算雨水入渗深度为4.4m,这与现场含水率监测结果较为一致。建议在进行黄土高填方工后渗流分析时,考虑不同深度黄土由于经历干湿循环历史不同造成的水力学参数差异。 展开更多
关键词 黄土高填方 取样深度 持水特性 雨水入渗
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