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列车长持时振动引起黄土滑坡滑带土微结构变化研究

任权  
【摘要】: 黄土具有孔隙大、松散、遇水易变形的特点,公(铁)路沿线的黄土滑坡、振(震)陷等地质灾害频繁发生,危害严重,极大地阻碍了交通事业的快速发展,并对黄土地区的经济建设和社会发展造成巨大的影响。 为此本文在总结国内外有关黄土微观结构、滑带土、土动力学的研究现状的基础上,以黄土地区公(铁)路沿线滑坡为研究对象,结合室内试验,利用定性及定量、半定量分析方法,对列车“长持时、小振幅”振动引起黄土滑坡滑带土微结构的变化进行了较为深入的研究,取得了一些较有价值的研究成果。 首先,在对黄土滑坡分布“群体性”特点概括总结的基础上,笔者提出一种新的群体组合类型:公(铁)路沿线型,由此引出本文的主要研究内容,即:列车振动引起黄土滑坡滑带土微观结构变化;其次,笔者在现场勘察的基础上采集大量滑带土样品,并将长持时的正弦荷载通过动三轴仪施加在样品上,研究了滑带土在这种荷载之下的动力特征,结果表明,滑带黄土在一定的固结应力下固结稳定后,不同动应力条件下产生的累积残余应变、动抗剪强度随着振次、固结应力、动应力的变化呈现一定的规律性变化,且滑带黄土仅在较大主应力比条件下表现出振陷性;此外,为研究滑带土体在动荷载作用下的微观结构变化,对试验前后土样进行扫描电镜试验,从扫描电镜照片可以看出原状滑带黄土结构疏松,孔隙形状不规则,完好的单个集粒比较少见,集粒之间相互凝结成块,接触关系多为支架接触,接触模式主要为棱角—棱边接触,滑带黄土经振陷试验后,其结构明显变得密实,孔隙破碎严重且表现出一定的定向性,镜下可见大孔隙明显减少,颗粒接触关系主要为镶嵌接触,接触模式为棱边—棱边接触;最后,利用分形理论,GIS软件等对黄土微结构变化进行定量分析,结果表明,滑带土孔隙微观结构具有一定的分形特征,且各种孔隙微观结构参数随着动应力、主应力比的变化呈现规律性变化,并在此基础上,建立滑带土体微观机构参数同宏观力学性质的线性相关关系。


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