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题名基于原位浸水试验的黄土软化力学行为研究
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作者
亢佳伟
邓国华
李开超
王丽琴
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机构
西安理工大学岩土工程研究所
西安黄土地下工程技术咨询有限公司
西安建筑科技大学黄土科学与工程技术研究院
机械工业勘察设计研究院有限公司
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出处
《岩土力学》
北大核心
2025年第6期1851-1864,共14页
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基金
国家自然科学基金(No.52178355)
陕西省自然科学基础研究计划(No.2022JM-216)。
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文摘
当浸水面积较小或饱和自重压力小于其湿陷起始压力时,黄土自重湿陷变形无法发生,其大孔隙结构得以保留,在长期的水力共同作用下,强度发生显著衰减,对地下工程的长期稳定性造成影响。为深入研究原位地层应力、实际水分渗流补给状态及不同浸水持续时间下原状饱和黄土试样的真实力学行为,开展了1组约415 d的现场试坑浸水试验,综合采用室内试验和原位旁压试验手段,讨论了长期浸水期间地层原位水平应力的改变,从剪切特性、压缩特征和原位强度和变形指标等角度研究了黄土的软化力学行为及其与浸水持续时间的对应关系。研究表明:(1)在长期浸水期间,黄土逐步由可塑状态向软塑甚至流塑状态演化,形成了具有大孔隙比、高含水率、中或高压缩性和低强度的欠压密饱和黄土。(2)在持续浸水期间,Q_(3)^(eol)黄土和Q_(3)^(el)古土壤的原位水平应力明显增加,深层Q_(2)^(eol)黄土的原位水平应力受到地层拱效应的影响,未发生明显改变。(3)黄土浸水软化存在时效特征,室内短期增湿试样无法反映土体结构强度缓慢弱化过程;当持续浸水约120 d后,各类强度和变形指标基本稳定。(4)随着浸水持续时间的延长,试样应力−应变曲线中弹性段逐步缩短,各类强度指标(无侧限抗压强度、三轴剪切峰值强度和原位旁压承载特征值)均发生明显降低;压缩系数随荷载增加呈现指数形态,即压缩系数峰值区间提前,数值大幅度增加;原位旁压模量和基床系数均发生大幅度降低。(5)在衰减稳定阶段,地层不均匀性始终存在,饱和Q_(3)^(eol)黄土和饱和Q_(2)^(eol)黄土的无侧限抗压强度为Q_(3)^(el)古土壤的21%~32%,地基承载力约为Q_(3)^(el)古土壤的47%;饱和Q_(2)^(eol)黄土和饱和Q_(3)^(eol)黄土的水平基床系数Kx分别约为Q_(3)^(el)古土壤的67%和28%。
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关键词
饱和黄土
试坑浸水试验
土体软化
浸水持续时间
力学指标
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Keywords
saturated loess
field immersion test
soil softening
immersion duration
mechanical indicators
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分类号
TU444
[建筑科学—岩土工程]
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