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西安市区黄土湿陷特性研究
1
作者 康佐 亢佳伟 +3 位作者 邓国华 郑建国 王丽琴 高虎艳 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期914-925,共12页
基于西安市轨道交通工程建设过程中开展的12组黄土大型试坑浸水试验和室内湿陷试验,系统研究了西安市区黄土的湿陷特征。研究表明:①西安市区范围内,各地貌单元的湿陷性由强到弱依次为渭北黄土塬>浐河三级阶地>塬前洪积台塬>... 基于西安市轨道交通工程建设过程中开展的12组黄土大型试坑浸水试验和室内湿陷试验,系统研究了西安市区黄土的湿陷特征。研究表明:①西安市区范围内,各地貌单元的湿陷性由强到弱依次为渭北黄土塬>浐河三级阶地>塬前洪积台塬>黄土梁洼﹥少陵塬(杜陵塬、神禾塬)、渭河三级阶地。自重湿陷性黄土场地占试验场地总数的50%,自重湿陷最大下限深度20 m;市区南部黄土塬均为非自重场地,与以往室内试验认识不同;②自重湿陷变形主要发生在Q3黄土地层中,现场试验实测得到自重湿陷底界多位于Q3古土壤层,仅2组试验中的Q2黄土表现出弱湿陷性。现行规范中提供的关中地区统一的修正系数高估了Q2黄土的湿陷量。③区分地貌单元和地层沉积时代,给出了修正系数建议值;④浸水湿陷的平面影响范围与自重湿陷深度和湿陷量相关,一般不超过1倍的试坑半径和1倍的实测自重湿陷深度,可作为工程周边浸水设防边界;⑤黄土湿陷变形发展过程主要包括快速下沉、缓慢下沉、下沉稳定、停水后快速下沉和停水后下沉稳定5个阶段。实测自重湿陷量越大,下沉阶段单日沉降速率越大。停水后固结沉降量最大可达95.1 mm。 展开更多
关键词 黄土 自重湿陷变形特征 浸水试验 变形修正系数 地貌类型 沉积时代
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饱和黄土工程降水沉降计算方法研究
2
作者 邓国华 高虎艳 +2 位作者 郑建国 于文龙 亢佳伟 《水文地质工程地质》 北大核心 2025年第3期174-185,共12页
在周边环境复杂的地下工程建设中,合理地预测和评价降水对周边环境的影响是控制工程可行性的关键性问题。目前,基于分层总和法的工程降水沉降计算方法主要取决于经验系数的选择,取值过于笼统,不能完整反映层厚和土性变化的影响,预测结... 在周边环境复杂的地下工程建设中,合理地预测和评价降水对周边环境的影响是控制工程可行性的关键性问题。目前,基于分层总和法的工程降水沉降计算方法主要取决于经验系数的选择,取值过于笼统,不能完整反映层厚和土性变化的影响,预测结果与实际情况相差较大。为相对合理、准确地预测黄土降水沉降,在分析饱和黄土物性沉积状态的基础上,提出用孔隙比(e)和液性指数(IL)反映降水过程中黄土失水的可变性和能变性的思路,同时提出失水敏感性指标,建立了饱和黄土地层降水沉降实用化计算方法e-IL法,并开展了多个场地的沉降验证。研究成果表明:(1)饱和黄土视其上覆压力和地下水作用方式的不同,可形成欠压密饱和黄土和压密饱和黄土,两类饱和黄土物性和工程降水沉降差异较大;(2)影响降水沉降变形的主要物性指标是孔隙比和液性指数,可分别反映饱和黄土的可变性和能变性,即失水敏感性;(3)6个场地的计算与实测结果对比表明,黄土地区工程降水沉降主要发生在大孔隙结构依然存在的欠压密饱和黄土层中。考虑失水敏感性的降水分层沉降计算e-IL法,能够全面反映饱和黄土降水沉降规律,可为黄土地区降水工程的设计和施工提供可靠的理论依据。 展开更多
关键词 饱和黄土 工程降水沉降 孔隙比 液性指数 能变性 可变性
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基于原位浸水试验的黄土软化力学行为研究 被引量：1
3
作者 亢佳伟 邓国华 +1 位作者 李开超 王丽琴 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1851-1864,共14页
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... 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%。 展开更多
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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基于旁压试验的饱和黄土强度分类评价方法研究 被引量：2
4
作者 亢佳伟 邓国华 康佐 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期557-567,共11页
天然沉积条件下,饱和黄土具有显著差异的物性沉积状态、强度和变形规律,在水、力和时间等因素的共同作用下,由欠压密状态向正常压密状态持续演变。旁压试验有效规避了取样扰动和室内外应力状态的差异,是合理认识饱和黄土特征强度的有效... 天然沉积条件下,饱和黄土具有显著差异的物性沉积状态、强度和变形规律,在水、力和时间等因素的共同作用下,由欠压密状态向正常压密状态持续演变。旁压试验有效规避了取样扰动和室内外应力状态的差异,是合理认识饱和黄土特征强度的有效手段。针对旁压曲线及其3个特征压力值和两个特征强度指标分别和埋深、初始孔隙比e、液性指数I_(L)等指标开展相关性分析,得到了饱和黄土强度的关键影响因素;并在此基础上定义了适用于饱和黄土的水敏性参数m_(ω),建立基本物性指标和特征强度之间的对应关系,提出两类饱和黄土的性质区分依据和欠压密饱和黄土的强度分区原则。研究表明:(1)饱和黄土的特征强度受到欠压密状态、稠度特征的综合影响,仅依赖单一物性状态指标,无法对其特征强度进行有效、合理的评价;(2)以饱和黄土的特征强度开始出现指数衰减特征的临界特征值(m_(ω)=0.5)为划分指标,可以区分两类饱和黄土的强度差异;(3)以水敏性参数m_(ω)=0.75/1.3为界,可将欠压密饱和黄土强度的长期演化过程划分为初期、中间和后期3个特征阶段,并给出了不同阶段内土体特征强度范围值。 展开更多
关键词 饱和黄土 旁压试验 强度评价方法 水敏性参数
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黄土-古土壤地层深竖井受力变形特征研究 被引量：1
5
作者 罗章波 亢佳伟 +1 位作者 李仑 邓国华 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1-6,16,共7页
研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构... 研究目的:为准确认识黄土-古土壤地层条件下的深竖井受力变形特征,以53.5 m深圆形竖井工程为依托,开展竖井侧向土压力、变形、结构内力及周边地层的竖直和水平向变形的系统监测。研究结论:(1)黄土-古土壤地层深竖井开挖过程中,井壁结构整体变形较小,水平变形“先挤出后收敛”,竖向变形“先下沉后隆起”,竖井开挖至设计深度后,15~30 d进入结构受力变形稳定阶段;(2)竖井井壁收敛变形、侧向土压力和结构内力在深度方向上存在拐点,出现在0.5~0.7倍竖井设计深度处,其受力变形指标和土层性质存在良好的对应关系,在古土壤范围内,井壁变形量和土压力明显减小,约为邻近深度处黄土层的40%~50%,古土壤的存在,限制了竖井变形和土压力的发展;(3)黄土-古土壤地层深竖井井壁结构侧向土压力与静止土压力和主动土压力有显著差异,在0~12 m深度范围内,侧向土压力接近静止土压力;12~28 m范围内,侧向土压力接近主动土压力;28~48 m范围内,侧向土压力均小于主动土压力,为其35%~65%;(4)本研究成果可为相近地层条件下深竖井的土压力计算和支护结构设计提供参考依据。 展开更多
关键词 深竖井 黄土-古土壤结构剖面 现场原位监测 受力变形特征
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基于平面应变统一强度公式的结构性黄土填料挡墙地震被动土压力研究 被引量：7
6
作者 邵生俊 陈菲 邓国华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1255-1262,1290,共9页
基于结构性黄土不同含水率方形试样的三轴剪切试验,研究了非饱和黄土的残余强度效应和构度与强度参数的关系,引入两种效应修正了平面应变统一强度公式,分析了地震荷载作用下墙后土应力摩尔圆的变化规律,采用水平层分析法,建立了综合考... 基于结构性黄土不同含水率方形试样的三轴剪切试验,研究了非饱和黄土的残余强度效应和构度与强度参数的关系,引入两种效应修正了平面应变统一强度公式,分析了地震荷载作用下墙后土应力摩尔圆的变化规律,采用水平层分析法,建立了综合考虑中主应力、土结构性、残余强度的黄土填料被动动土压力公式。研究表明:平面应变统一强度公式计算得到的峰值或残余黏聚力和摩擦角随统一强度参数b值增大而增大,结构性对黏聚力的增幅较大,而对摩擦角影响则不明显;结构性黄土的地震被动土压力系数随b值、构度指标的增大而增大,而随水平地震系数的增大而减小;结构性较大时残余强度计算的地震被动土压力系数较峰值强度大,结构性较小时,两者计算结果接近。 展开更多
关键词 统一强度理论 结构性 残余强度 地震被动土压力 黄土
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纤维纱加筋黄土力学变形特性及本构模型研究 被引量：3
7
作者 褚峰 邵生俊 +1 位作者 陈存礼 邓国华 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期1059-1072,共14页
将纺织坯布进行开松、分梳、切断形成纤维纱,将纤维纱按照一定掺加比例与素黄土拌合制备成纤维纱加筋黄土。利用伺服液压加载双室高压三轴仪对纤维纱加筋黄土进行等向压缩试验及三轴剪切试验,系统分析纤维纱加筋黄土的压缩变形及应力-... 将纺织坯布进行开松、分梳、切断形成纤维纱,将纤维纱按照一定掺加比例与素黄土拌合制备成纤维纱加筋黄土。利用伺服液压加载双室高压三轴仪对纤维纱加筋黄土进行等向压缩试验及三轴剪切试验,系统分析纤维纱加筋黄土的压缩变形及应力-应变特性。试验结果表明:在等向压缩试验中,随着素黄土中纤维纱掺加比例的增大,其压缩变形量减小;确定出纤维纱加筋黄土的屈服压力,屈服压力随素黄土中纤维纱掺加比例的增大而提高。根据纤维纱加筋黄土三轴剪切试验应力-应变关系发现,在相同的固结压力作用下,随着素黄土中纤维纱掺加比例的增大,反映出的剪应力也随之增大;在相同的纤维纱掺加比例条件下,随着固结压力的增大,反映出的剪应力也随之增大。构建一个可以综合反映纤维纱加筋黄土实际加固效果的指标——纤维加筋指数Ir,通过三轴剪切试验数据分析得到纤维加筋指数Ir随着轴向应变的增大而逐渐减小;黏聚力随着纤维加筋指数Ir的增大呈双曲线增大的变化趋势,内摩擦角随着纤维加筋指数Ir的增大基本保持不变。基于修正剑桥模型的理论基础,根据纤维加筋指数Ir的不同,确定出随着纤维加筋指数Ir变化而变化的等向压缩球应力以及临界状态线,以塑性体积应变为硬化参量,推导出纤维纱加筋黄土弹塑性本构模型。通过试验验证,证明了本构模型可以较为合理地描述纤维纱加筋黄土的力学变形特性。 展开更多
关键词 纤维纱加筋 黄土 纤维加筋指数 临界状态 本构模型
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人工合成类废布料纤维纱加筋黄土力学变形性质及抗溅蚀特性试验研究 被引量：6
8
作者 褚峰 张宏刚 +1 位作者 邵生俊 邓国华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期394-403,共10页
纺织企业每年都产生大量的人工合成类废弃布料,处理不当会造成比较严重的环境污染。将废弃布料开松、分梳和切断后具有良好抗酸碱腐蚀性能的涤纶纤维纱按一定比率掺入素黄土中,形成纤维纱加筋黄土试样。用路面材料强度试验仪、真三轴试... 纺织企业每年都产生大量的人工合成类废弃布料,处理不当会造成比较严重的环境污染。将废弃布料开松、分梳和切断后具有良好抗酸碱腐蚀性能的涤纶纤维纱按一定比率掺入素黄土中,形成纤维纱加筋黄土试样。用路面材料强度试验仪、真三轴试验仪、抗拉强度仪和土壤溅蚀设备对素黄土、单丝纤维加筋黄土和纤维纱加筋黄土试样进行相关测试。试验结果表明,随着纤维纱掺加比率的增加,无侧限抗压强度呈先增大后减小的变化趋势,最优纤维掺加比率,纤维纱加筋黄土及单丝纤维无侧限抗压强度均大于素黄土,在相同的纤维掺加比率、细度及长度条件下纤维纱加筋黄土无侧限抗压强度大于单丝纤维加筋黄土;纤维纱加筋黄土黏聚力c值大于单丝纤维加筋黄土及素黄土,内摩擦角ψ值与单丝纤维加筋黄土及素黄土比变化不明显;素黄土在抗拉强度测试中呈现脆性破坏特征,纤维纱的加筋黄土抗拉强度大于单丝纤维加筋黄土及素黄土,纤维纱加筋黄土破坏时拉应变大于单丝纤维加筋黄土;相同的时间节点纤维纱加筋黄土击溅后形成的坑洞孔深小于素黄土,同时溅蚀量较素黄土更少。 展开更多
关键词 黄土 人工合成类废布料 纤维纱 加筋 试验研究
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欠压密饱和黄土基本物理力学性质研究 被引量：5
9
作者 康佐 亢佳伟 邓国华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3117-3127,共11页
黄土浸水可形成两类工程性质差异较大的压密饱和黄土或欠压密饱和黄土。通过对西安地区22个黄土场地的试验和数据统计,分析了两类饱和黄土性质的差异,系统地研究了欠压密饱和黄土的基本物理力学性质,揭示了其具有饱水软弱性和失水大变... 黄土浸水可形成两类工程性质差异较大的压密饱和黄土或欠压密饱和黄土。通过对西安地区22个黄土场地的试验和数据统计,分析了两类饱和黄土性质的差异,系统地研究了欠压密饱和黄土的基本物理力学性质,揭示了其具有饱水软弱性和失水大变形的根本原因,归纳得到了西安地区欠压密饱和黄土的物理力学特征指标,为科学研究和工程实践中严格区分两类饱和黄土、分类制定技术措施提供了依据。研究表明:欠压密饱和黄土是黄土浸水过程中未被充分压密、大孔隙结构仍然存在的土,在Q_(3)和Q_(2)上部地层中均有揭露,其具有大孔隙比、高含水率、中高灵敏度、中高压缩性、低承载力和强度等特征,一般处于软塑或流塑状态,其与湿陷性黄土、古土壤和压密饱和黄土邻近分布,形成了软硬不均的地层组合特征。 展开更多
关键词 饱和黄土 欠压密特性 物性状态 力学特性
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