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《西北农林科技大学》 2008年
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非饱和黄土的次生各向异性及结构性试验研究

李瑞  
【摘要】: 土体的各向异性分为“原生各向异性”和“次生各向异性”,对土体各向异性的研究是现代土力学的重要议题之一。黄土作为一种在我国有着广泛分布的结构性土,其各向异性问题尤为明显,研究黄土的各向异性问题对指导工程实际有着重要的现实意义。本文以陕西泾阳地区黄土和河南巩义地区黄土为研究对象,基于对非饱和黄土的真三轴试验研究,分析了黄土在不同应力条件和含水率状态下的各向异性情况及结构性变化发展的规律。取得的主要研究成果如下: (1)关于各向异性,得出如下结论: 1)关于应力应变关系。原状样:b=0.3是一个分界点。从σ1方向加荷,侧向应变各向异性先减弱后增强;从σ3方向加荷,侧向应变各向异性先增强后减弱。从σ2方向加荷,侧向应变也呈现各向异性。重塑样:从σ1、σ3方向加荷,随着b值的增大,侧向应变的各向异性一直降低。从σ2方向加荷,侧向应变存在各向异性。 2)关于弹性模量。原状样、重塑样三个方向的弹性模量均呈现出显著的各向异性,原状样的弹性模量比重塑样的弹性模量大。 3)关于泊松比。σ1增加时,原状样、重塑样的υ21、υ31存在各向异性,其各向异性程度的变化同样存在一个分界点,在分界点以前,随着b值的增大,两个泊松比各向异性程度增强;在分界点以后,随着b值的增大,两个应泊松比的各向异性程度降低。这个分界点的值对原状样是b=0.7,对重塑样是b=0.5。总体规律为重塑样对应泊松比的各向异性更强。 4)关于柔度矩阵元素。σ1增加时,对原状样来说,C21、C31趋于各向同性;对重塑样来说,在b=0.3以前,随着b值的增大,三个方向的矩阵元素各向异性增强,在b=0.3以后,随着b值的增大,各向异性程度减弱。σ2增加时,对原状样来说C12、C32两个方向的各向异性并不明显;对重塑样来说,C22C12C32,他们之间存在显著的各向异性。σ3增加时,原状样和重塑样的C13、C23、C33各向异性没有很明显的规律。 (2)关于结构性,得出五条初步认识: 1)两个地区黄土结构性的变化规律比较相似,结构性参数随着σ3、初始b值、初始含水率的增大而减小。 2)应力比M~mε曲线的变化规律类同于ε1~mε曲线的变化规律,可以用M的变化代替ε1的变化。 3)粘聚力c随着含水率的增大而减小,内摩擦角也有减小的趋势。 4)塑性指数较大的土,粘聚力较大,内摩擦角较大。 5)在真三轴试验中,泾阳黄土以轴向变形的5.7%确定破坏标准,巩义黄土以轴向应变的10%作为破坏标准,和前人的经验符合,即以轴向应变的5%~10%为破坏标准。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU444

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【参考文献】
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7 孙茉;基于土—水特征曲线的非饱和黄土强度研究[D];长安大学;2011年
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