【摘要】：新疆伊犁黃土和黃土高原黃土形成年代、成因一致,都屬于晚更新風(fēng)成黃土。但伊犁黃土在形成過(guò)程中受大西洋氣候影響,屬于西風(fēng)區(qū)黃土,與黃土高原受東亞季風(fēng)影響的季風(fēng)區(qū)黃土存在許多差異,主要表現(xiàn)在異常強(qiáng)烈的濕陷性,具有超過(guò)鹽漬土標(biāo)準(zhǔn)的易溶鹽含量,是我國(guó)唯一受大西洋氣候影響的西風(fēng)區(qū)黃土。鑒于伊犁黃土的特殊性,需要專門(mén)對(duì)其進(jìn)行研究,這不僅是伊犁地區(qū)工程建設(shè)的需要,更是對(duì)黃土理論的補(bǔ)充。本文從“一帶一路”戰(zhàn)略決策下新疆伊犁地區(qū)的大量工程建設(shè)出發(fā),以非飽和土力學(xué)為理論基礎(chǔ),研究不同易溶鹽含量下非飽和伊犁黃土的變形、強(qiáng)度等力學(xué)性質(zhì),為伊犁地區(qū)的工程建設(shè)提供參考。本研究考慮伊犁黃土易溶鹽含量高的特點(diǎn),利用原狀黃土在無(wú)上覆壓力時(shí)少量加水無(wú)濕陷且結(jié)構(gòu)不變的特點(diǎn),借助水膜轉(zhuǎn)移法將配制好的鹽溶液分多天、多次滴加到制得的原狀非飽和伊犁黃土試樣中,制成易溶鹽含量分別為:5,14,26 g/kg的3種試樣,采用室內(nèi)非飽和土三軸儀對(duì)原狀非飽和伊犁黃土開(kāi)展了3種易溶鹽含量下控制基質(zhì)吸力(50,100,150 kPa)和27級(jí)(兩次回彈)凈平均應(yīng)力的等向壓縮-回彈試驗(yàn),研究易溶鹽含量、基質(zhì)吸力、凈平均應(yīng)力對(duì)伊犁黃土壓縮變形特性、屈服特性的影響;開(kāi)展3種易溶鹽含量下控制基質(zhì)吸力和凈圍壓(100,200,300 kPa)的三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn),研究了各因素對(duì)非飽和伊犁黃土強(qiáng)度特性的影響。最后基于Barcelona模型分析了各因素對(duì)模型參數(shù)的影響,推得了非飽和伊犁黃土屈服面方程。取得了如下的成果:(1)等向壓縮-回彈試驗(yàn)結(jié)果表明:其他條件相同時(shí),凈平均應(yīng)力越大,試樣的壓縮變形越大;易溶鹽含量和凈平均應(yīng)力相同時(shí),試樣壓縮變形隨著基質(zhì)吸力的升高而減小,體現(xiàn)了基質(zhì)吸力對(duì)原狀伊犁黃土結(jié)構(gòu)性的增強(qiáng)作用;基質(zhì)吸力和凈平均應(yīng)力相同時(shí),易溶鹽含量為14 g/kg試樣產(chǎn)生的壓縮變形量最大,易溶鹽含量為26 g/kg試樣次之,易溶鹽含量為5 g/kg試樣的壓縮變形量最小。隨著基質(zhì)吸力的增大,伊犁黃土屈服應(yīng)力增大,隨著易溶鹽含量的提高,屈服應(yīng)力呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。(2)三軸固結(jié)排水剪切試驗(yàn)結(jié)果表明:所有非飽和伊犁黃土試樣在剪切過(guò)程中偏應(yīng)力-軸向應(yīng)變關(guān)系曲線均為硬化型,破壞形式均為鼓狀塑性破壞,剪切過(guò)程中試樣體積減小,呈現(xiàn)剪縮特性。原狀非飽和伊犁黃土在相同易溶鹽含量和相同基質(zhì)吸力作用下,凈圍壓越大強(qiáng)度越高,在相同凈圍壓作用下,基質(zhì)吸力越大強(qiáng)度越高;相同凈圍壓、相同基質(zhì)吸力作用下,易溶鹽含量為14 g/kg非飽和伊犁黃土的強(qiáng)度最高。(3)模型參數(shù)變化規(guī)律:基于Barcelona模型對(duì)試驗(yàn)得到的模型參數(shù)進(jìn)行了整理,得出如下規(guī)律:其他條件相同時(shí),隨著基質(zhì)吸力的增大,等向壓縮彈性參數(shù)κ和固結(jié)參數(shù)λ都減小,有效黏聚力增大,有效內(nèi)摩擦角和剪切破壞常數(shù)M幾乎不變;隨著易溶鹽含量的提高,等向壓縮彈性參數(shù)κ和固結(jié)參數(shù)λ都增大,有效黏聚力、吸力摩擦角及參數(shù)k呈先增大后減小的趨勢(shì),有效內(nèi)摩擦角和剪切破壞常數(shù)M呈先減小后增大的趨勢(shì)。(4)基于Barcelona模型,通過(guò)分析易溶鹽含量和基質(zhì)吸力對(duì)加荷增濕屈服線和剪切屈服方程參數(shù)的影響規(guī)律,建立了可以考慮易溶鹽含量和基質(zhì)吸力兩個(gè)因素耦合變化的屈服面方程。本文的研究成果深化了西風(fēng)區(qū)黃土力學(xué)理論,加深了對(duì)伊犁地區(qū)非飽和黃土本構(gòu)關(guān)系的認(rèn)識(shí),可以為伊犁黃土地區(qū)的工程建設(shè)及災(zāi)害預(yù)防提供參考。
【圖文】：

圖 2-2 FSY30 型應(yīng)力應(yīng)變控制式非飽和土三軸儀Fig. 2-2 FSY30 type stress and strain controlled unsaturated soil triaxial apparatus該儀器主要有四部分組成：應(yīng)變控制式壓力試驗(yàn)機(jī)、壓力體變柜、非飽和壓力室和工試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。（1）應(yīng)變控制式壓力試驗(yàn)機(jī)壓力試驗(yàn)機(jī)是控制應(yīng)變及提供豎向荷載的裝置，主要有變速箱、壓力機(jī)、機(jī)架等組。應(yīng)變的控制有電動(dòng)和手動(dòng)兩種方式。電動(dòng)是通過(guò)變速箱實(shí)現(xiàn)的，變速箱內(nèi)有電機(jī)和多大小不一的齒輪。電源接通后電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力帶動(dòng)主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)變速箱上的個(gè)抽拉桿軸可以控制不同的從動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪接觸以改變壓力室上升的速率；手動(dòng)通過(guò)壓力機(jī)箱體上的手輪軸實(shí)現(xiàn)的，手輪軸通過(guò)抽拉可以有四個(gè)檔位：①運(yùn)行檔：也是電動(dòng)檔，手柄軸后齒輪和壓力機(jī)箱體齒輪吻合后，電機(jī)通過(guò)鏈條帶動(dòng)手柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)使力室底座上升；②微調(diào)檔：手輪轉(zhuǎn)一圈，，壓力室上升（或下降）0.1 mm；③空擋：此手輪轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)效；④快速檔：手輪轉(zhuǎn)一圈，壓力室上升（或下降）0.2 mm。壓力機(jī)由箱體、立柱、橫梁、油缸等組成。兩立柱間凈寬 37 cm，壓力室底座與橫間凈高 85 cm，以滿足壓力室的上下移動(dòng)空間以及試樣的裝卸。箱體內(nèi)是蝸輪和高精

（c）θ=26 g/kg— —.s=50 kPa;—■—.s=100 kPa;—▲—.s=150 kPa圖 3-10 不同易溶鹽含量非飽和伊犁黃土等向壓縮階段的 e-lnp 曲線-10 e-lnp curves from isotropic compression tests with different soluble salt content of unsaIli loess表 3-4 非飽和伊犁黃土的屈服應(yīng)力Table 3-4 Yield stress of unsaturated Ili loess易溶鹽含量 θ/g·kg-1Content of soluble salt基質(zhì)吸力 s/kPaSubstrate suction屈服應(yīng)力 py/kPaYield stress550 126.22100 153.42150 164.841450 137.00100 167.52150 177.02
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU444

【參考文獻(xiàn)】

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1 康安棟;王春艷;張方濤;張楠;王建偉;徐光黎;詹學(xué)啟;;硫酸鹽漬土變形特性試驗(yàn)研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2015年18期

2 陳東霞;龔曉南;馬亢;;廈門(mén)地區(qū)非飽和殘積土的強(qiáng)度隨含水量變化規(guī)律[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2015年S1期

3 章峻豪;陳正漢;田志敏;江世永;李春海;;非飽和土一維壓縮試驗(yàn)及變形規(guī)律探討[J];巖土工程學(xué)報(bào);2015年01期

4 李艦;趙成剛;蔡國(guó)慶;郭艷鑫;;膨脹性非飽和土中固-液相間的毛細(xì)與物理-化學(xué)作用的模型[J];科學(xué)通報(bào);2014年23期

5 張寧寧;駱亞生;;易溶鹽對(duì)黃土強(qiáng)度特性的影響[J];人民黃河;2014年08期

6 陳存禮;張登飛;董玉柱;陳惠;于佃博;薛軍秀;;常含水率三軸條件下非飽和原狀黃土的吸力和力學(xué)特性[J];巖土工程學(xué)報(bào);2014年07期

7 劉艷;韋昌富;房倩;陳盼;;非飽和土水-力本構(gòu)模型及其隱式積分算法[J];巖土力學(xué);2014年02期

8 馬田田;韋昌富;顏榮濤;魏厚振;田慧會(huì);;非飽和土耦合本構(gòu)模型的三維化[J];巖土工程學(xué)報(bào);2014年02期

9 褚峰;邵生俊;陳存禮;;各向均等壓縮條件下原狀黃土的吸力特征[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2013年S1期

10 傅鑫暉;韋昌富;顏榮濤;張芹;賴友華;;非飽和紅黏土的強(qiáng)度特性研究[J];巖土力學(xué);2013年S2期

本文編號(hào)：2625712