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水泥固化锌污染黄土力学特性试验研究

西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 33-41页

作者：陈汉江崔素丽张登飞李世雄李治嘉辜超颖西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

聚焦于重金属污染黄土而劣化的实际工程问题,探究水泥固化重金属污染黄土的强度、应力-应变特性,以水泥固化锌离子污染黄土为研究对象,考虑水泥掺量和养护龄期的影响,进行无侧限抗压强度的系列试验,分析其应力-应变曲线、无侧限抗压强... 详细信息

聚焦于重金属污染黄土而劣化的实际工程问题,探究水泥固化重金属污染黄土的强度、应力-应变特性,以水泥固化锌离子污染黄土为研究对象,考虑水泥掺量和养护龄期的影响,进行无侧限抗压强度的系列试验,分析其应力-应变曲线、无侧限抗压强度、破坏应变、变形模量的变化规律,进而构建水泥固化锌离子污染黄土在无侧限条件下的应力-应变本构模型。研究表明,经水泥固化后的锌离子污染黄土应力-应变曲线为强软化型,试样呈脆性破坏,可分为弹性、弹塑性、应力下降、残余稳定4个阶段;随着养护龄期、水泥掺量的增加,无侧限抗压强度增大,破坏应变基本呈现减小趋势;变形模量与无侧限抗压强度呈现非线性关系;构建的考虑养护龄期、水泥掺量影响的应力-应变本构模型,可准确描述水泥固化锌离子污染黄土单轴压力下的变形全过程。

关键词：固化锌污染黄土重金属变形模量无侧限抗压强度应力-应变曲线

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冻融循环对原状黄土的持水特性影响

西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 11-17页

作者：张小辉乔斯嘉张登飞王勇华李世雄苏铁志机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710021 西北大学地质学系/大陆动力学国家重点试验室陕西西安710069 航天规划设计集团有限公司北京100162

冻融作用是引起黄土边坡溜塌和路基沉陷等工程病害不可忽视的重要因素。持水特性作为分析非饱和黄土水力-力学特性的关键物性,有关冻融作用对黄土持水特性的影响有待深入研究。该文以冻融循环后原状黄土为研究对象,研究了冻融循环次数... 详细信息

冻融作用是引起黄土边坡溜塌和路基沉陷等工程病害不可忽视的重要因素。持水特性作为分析非饱和黄土水力-力学特性的关键物性,有关冻融作用对黄土持水特性的影响有待深入研究。该文以冻融循环后原状黄土为研究对象,研究了冻融循环次数和冻融前含水率对持水曲线及其特征参数的影响。研究结果表明,冻融循环对持水曲线的影响呈波动性变化,影响程度受控于循环次数与冻融前初始含水率水平;不同冻融条件下饱和度与吸力比(吸力与进气值之比)关系可以归一;通过建立进气值与构度指标之间的定量联系,构建了可统一考虑冻融循环作用影响的修正持水模型;初步证实了冻融循环条件对原状黄土持水曲线的影响,可以通过土的构度指标变化引起进气值的改变来反映。

关键词：原状黄土冻融循环持水特性

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干湿循环作用下黄土厚度对其裂隙发育的影响

西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 1-10页

作者：焦少通王家鼎张登飞戚利荣李帅李琳李珊西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069

黄土体长期处于降雨和蒸发的湿热耦合环境,极易诱发土体裂隙产生,显著弱化土体的结构性和完整性,从而影响工程区域的建设。因此,对干湿循环作用下不同厚度的黄土开裂特性研究十分必要。该文通过室内干湿循环试验,记录试样的含水率变化... 详细信息

黄土体长期处于降雨和蒸发的湿热耦合环境,极易诱发土体裂隙产生,显著弱化土体的结构性和完整性,从而影响工程区域的建设。因此,对干湿循环作用下不同厚度的黄土开裂特性研究十分必要。该文通过室内干湿循环试验,记录试样的含水率变化和裂隙发育情况,利用数字图像处理技术,结合分形维数对裂隙网络进行分析。试验结果表明,蒸发路径和含水量的不同导致土体水分蒸发速度不同,土体越厚,水分蒸发速度越慢。界面摩擦力影响土体开裂过程,土体越厚,裂隙发育越慢,裂纹网络复杂性越低。随着干化的进行,界面摩擦力逐渐降低,土体收缩明显,干湿循环效应导致土体颗粒重新组合,加快水分蒸发过程,土体表面会不断劣化。研究结果可为地质灾害防治提供指导。

关键词：干湿循环土体厚度裂隙特征分形维数摩擦力

多次干湿循环后原状和重塑黄土的持水性试验研究

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Journal of Central South University 2023年第9期30卷 3145-3161页

作者：张小辉王勇华张登飞杨丽娜卜崇鹏王明皎 China JK Institute of Engineering Investigation and Design Co. Ltd.Xi’an 710043China State Key Laboratory of Continental Dynamics Department of GeologyNorthwest UniversityXi’an 710069China Shaanxi Key Laboratory for the Property and Treatment of Special Soil and Rock Xi’an 710043China

干湿循环的风化作用是引发中国黄土地区基础设施破坏的重要影响因素。黄土的持水性能是此类黄土工程问题物理成因的关键物性。为了探究在干湿循环的环境驱动作用下不同地区原状和重塑黄土的持水性能及其变化规律,利用压力板仪和电镜扫描... 详细信息

干湿循环的风化作用是引发中国黄土地区基础设施破坏的重要影响因素。黄土的持水性能是此类黄土工程问题物理成因的关键物性。为了探究在干湿循环的环境驱动作用下不同地区原状和重塑黄土的持水性能及其变化规律,利用压力板仪和电镜扫描仪(SEM)开展了持水曲线(SWRC)和微观结构的系列室内试验。研究结果表明,干湿循环的风化作用对原状和重塑黄土的持水性能有显著影响,且第一次循环的影响程度最为明显;原状黄土的SWRC呈双峰型,重塑黄土的SWRC呈单峰型;利用概念模型很好地解释了持水性的特征、变化规律及其与微观结构之间的联系。提出了一个考虑干湿循环次数、土的结构、区域差异影响的新持水模型,可以统一描述具有双峰特性的原状黄土和具有单峰特性的重塑黄土的持水特性,模型参数能够很好表达SWRC的变化特征,所提出模型在预测黄土和其他土的持水性能方面,具有较高的实用性和有效性。

关键词：黄土持水性风化作用干湿循环土结构

等向应力条件下原状Q_3黄土的渗气特性研究

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岩土工程学报 2017年第2期39卷 287-294页

作者：陈存礼张登飞张洁陈惠杨帆吴康西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 西安理工大学陕西省黄土力学与工程重点实验室陕西西安710048 北京理正软件股份有限公司北京100044

用改装的三轴渗气仪,在不同等向应力条件下对不同含水率的原状Q_3黄土进行渗气试验,分析了含水率、体积含气率及应力对渗气系数的影响,提出了直接及间接地反映含水率与应力变化对渗气系数影响的3种类型渗气函数。研究结果表明:应力对渗... 详细信息

用改装的三轴渗气仪,在不同等向应力条件下对不同含水率的原状Q_3黄土进行渗气试验,分析了含水率、体积含气率及应力对渗气系数的影响,提出了直接及间接地反映含水率与应力变化对渗气系数影响的3种类型渗气函数。研究结果表明:应力对渗气系数与含水率及体积含气率关系皆有明显的影响,增湿时含水率及体积含气率对渗气系数的影响比减湿时稍大;应力变化(含水率不变)和含水率变化(应力不变)时渗气系数与体积含气率的关系不同。不同应力条件下相对渗气系数与相对体积含气率关系,渗气系数与修正体积含气率关系皆可分别用唯一的幂函数描述;不同含水率下渗气系数与规格化应力关系皆可用指数函数描述,且仅一个参数随含水率而变化。用3种类型的渗气函数皆可较好预测含水率及应力变化时的渗气系数,而其中无需引入力水耦合作用引起孔隙比变化的指数型渗气函数更便于工程应用。

关键词：原状Q3黄土渗气系数等向应力含水率体积含气率

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三轴应力条件下原状黄土的渗气特性

岩土工程学报 2018年第S1期40卷 93-99页

作者：张登飞陈存礼陈惠刘科西安理工大学岩土工程研究所西安理工大学陕西省黄土力学与工程重点实验室中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司西北综合勘察设计研究院

用改装的三轴渗气仪,在三轴应力条件下对不同含水率原状黄土进行渗气试验,分析了平均应力、偏应力及含水率变化对渗气系数与饱和度关系的影响,提出了考虑三者影响的渗气函数。研究结果表明:偏应力、平均应力及含水率对渗气系数与饱和度... 详细信息

用改装的三轴渗气仪,在三轴应力条件下对不同含水率原状黄土进行渗气试验,分析了平均应力、偏应力及含水率变化对渗气系数与饱和度关系的影响,提出了考虑三者影响的渗气函数。研究结果表明:偏应力、平均应力及含水率对渗气系数与饱和度关系皆有较大的影响。平均应力(应力比相同)或偏应力(平均应力相同)作用引起饱和度增大时,渗气系数线性减小,且减小程度与含水率的大小有关;含水率增大时渗气系数随饱和度增大而减小的速率比应力增大时的小。不同应力状态下,相对渗气系数与饱和度关系,渗气系数与修正气体饱和度关系皆可归一,且可分别用以总饱和度为参量的P-v G-M模型及本文提出的修正气体饱和度幂函数(MAPL)模型描述,但相比较而言,MAPL模型参数较少,更便于实际工程应用。MAPL模型对渗气系数的预测结果与试验结果吻合较好。

关键词：原状黄土偏应力平均应力含水率渗气系数

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三轴应力条件下原状黄土的吸湿渗水特性

岩土工程学报 2018年第S1期40卷 45-50页

以原状黄土为研究对象,用改装的非饱和土三轴剪切渗透仪,在三轴应力条件下进行了直接向试样分级注水使吸力逐渐减小的增湿渗透试验,分析了相同净平均应力p下偏应力q变化、相同应力比η下净平均应力p变化及饱和度Sr变化时对渗水系数的影... 详细信息

以原状黄土为研究对象,用改装的非饱和土三轴剪切渗透仪,在三轴应力条件下进行了直接向试样分级注水使吸力逐渐减小的增湿渗透试验,分析了相同净平均应力p下偏应力q变化、相同应力比η下净平均应力p变化及饱和度Sr变化时对渗水系数的影响。研究结果表明:偏应力q、净平均应力p及饱和度Sr对渗水系数皆有较大的影响,且影响程度存在差异性。p,q一定,随着Sr增大渗水系数呈先快速后缓慢增大的趋势。Sr一定,随着q增大(p相同)或p增大(η相同)渗水系数皆呈近似线性减小趋势,前者的斜率与p大小有关,而与Sr大小无关;后者的斜率与η大小无关,而与Sr大小有关,且皆小于前者。不同净平均应力下饱和渗水系数与应力比之间皆可用指数函数描述,且仅一个参数随着净平均应力而变化。不同应力状态下相对渗水系数与饱和度关系可近似归一,无法用VG-M模型来描述,但可用本文提出的模型描述。该模型直接把净平均应力与应力比作为变量,便于实际工程应用。模型预测与试验结果吻合较好。

关键词：原状黄土净平均应力偏应力饱和度渗水系数

青藏高原东部典型构造岩溶地下水补给来源、模式及开发利用潜力

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中国地质 2022年

作者：马剑飞李向全张春潮付昌昌谢小国王晓刚李欣泽张登飞白占学王振兴中国地质科学院水文地质环境地质研究所西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室四川省华地建设工程有限责任公司自然资源部地下水科学与工程重点实验室四川省核工业地质调查院四川省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质中心

【研究目的】青藏高原东部分布多处构造岩溶发育区，岩溶水文地质结构复杂，补给来源多样、水量丰富。开展岩溶水补给源的分析研究，总结高原构造岩溶循环规律，对指导岩溶水资源开发利用、生态保护和防灾减灾具有重要意义。【研究方法...

【研究目的】青藏高原东部分布多处构造岩溶发育区，岩溶水文地质结构复杂，补给来源多样、水量丰富。开展岩溶水补给源的分析研究，总结高原构造岩溶循环规律，对指导岩溶水资源开发利用、生态保护和防灾减灾具有重要意义。【研究方法】本文在现场调查、流量统测、水化学和稳定同位素分析的基础上，分析了青藏高原东部典型岩溶区地下水补给来源，探讨了补给来源和补给过程的影响因素，构建了构造岩溶地下水补给模式，并提出了开发利用建议。【研究结果】结果表明，青藏高原东部典型岩溶大泉主要补给源是大气降水，通过裂隙溶隙高位直接补给型、高位湖泊持续补给型、汇水洼地持续渗漏补给型、河水渗漏补给型等4种模式得到补给。【结论】存在补给模式差异的原因在于青藏高原东部长期经受内外动力耦合作用，其中内动力控制因素包括岩溶形成演化历史、地质构造和岩性组合；外动力控制因素主要包括气象、地形地貌和冰川运动。根据岩溶大泉水质和水量特征，提出3种开发利用方式：第一种为水质为Ⅰ～Ⅲ类水的岩溶泉，可直接扩大开发利用程度，第二种为微咸水，可与其他水源混合后适当开发利用，第三种为咸水，可适当改造作为旅游开发使用。

关键词：

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黄土基坑工程事故分析与研究

黄土基坑工程事故分析与研究

作者：张登飞西安建筑科技大学

学位级别：硕士

近年来，黄土基坑工程呈现“多、深、复杂”的特点，由此，基坑工程事故也频繁发生。对基坑工程事故进行统计、分析和总结，成为避免类似事件发生的迫切要求。本文对所收集黄土基坑工程事故进行统计、分析，在此基础上，对黄土基坑工程... 详细信息

近年来，黄土基坑工程呈现“多、深、复杂”的特点，由此，基坑工程事故也频繁发生。对基坑工程事故进行统计、分析和总结，成为避免类似事件发生的迫切要求。本文对所收集黄土基坑工程事故进行统计、分析，在此基础上，对黄土基坑工程设计和施工中的几个问题进行研究，得到了一些结论。 1、通过对黄土基坑失稳事故的统计分析，发现土钉墙支护失稳最多，而引起基坑事故的原因主要为土体含水量的增加。 2、根据已有研究成果，经统计分析建立了黄土含水量对强度指标的影响关系，在此基础上研究了黄土基坑中土压力及支护结构内力和基坑稳定性随含水量变化的规律。 3、以工程实例数据为依据，按照不同受力分布情况，采用文克尔弹性地基梁理论对土钉墙面层进行了计算分析，结合工程实践结果表明，黄土场地土钉墙面层可不进行计算设计，按目前常用构造措施可满足要求。 4、对预应力锚杆在复合土钉墙和排桩支护体系中的作用和效果进行了计算分析，对不同刚度腰梁计算分析方法进行了探讨，结合成功的工程实例，认为柔性腰梁可以满足一般基坑工程要求。

关键词：基坑事故含水量土钉墙面层预应力锚杆腰梁