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考虑参数随机性的压实黄土蠕变变形不确定性分析

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计算力学学报 2024年第2期41卷 226-232页

作者：胡长明汪芳芳朱武卫袁一力杨晓柳明亮西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 陕西省建筑科学研究院有限公司西安710082

现有蠕变模型的计算值为确定值,未能考虑岩土材料和参数评估过程中的随机性。为反映岩土材料的变形随机特性,基于多次重复的一维固结蠕变试验,本文研究了分级和分别加载条件下压实黄土的蠕变特性,建立了考虑参数随机性的改进Merchant模... 详细信息

现有蠕变模型的计算值为确定值,未能考虑岩土材料和参数评估过程中的随机性。为反映岩土材料的变形随机特性,基于多次重复的一维固结蠕变试验,本文研究了分级和分别加载条件下压实黄土的蠕变特性,建立了考虑参数随机性的改进Merchant模型,提出了一种蠕变变形的不确定性预测方法,并通过延安高填方工程进行了验证。结果表明,压实黄土具有明显的衰减蠕变特性,引入非线性元件的Merchant模型能更好描述土体的应变时间关系,考虑参数随机性的模型计算值近似服从正态分布;通过不确定性预测方法可以获得蠕变变形值的概率云图,且工程实测蠕变变形值落在预测范围的95%的置信区间内,说明了考虑参数随机性的蠕变变形不确定性预测方法的有效性。

关键词：压实黄土蠕变改进Merchant模型工程预测随机性

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干密度和增减湿对压实黄土水力特性的影响

长江科学院院报 2024年第8期41卷 128-134页

作者：胡梦玲张小龙许文昊王治文陈豪西安科技大学建筑与土木工程学院西安710054

研究非饱和土的水力特性对分析工程建设活动中黄土的渗流和变形问题具有重要意义。以西安市南郊黄土为研究对象,采用滤纸法和饱和盐溶液法测得3种干密度下的黄土增减湿土-水特征曲线,并通过Childs&Collis-George模型预测试验黄土的非饱... 详细信息

研究非饱和土的水力特性对分析工程建设活动中黄土的渗流和变形问题具有重要意义。以西安市南郊黄土为研究对象,采用滤纸法和饱和盐溶液法测得3种干密度下的黄土增减湿土-水特征曲线,并通过Childs&Collis-George模型预测试验黄土的非饱和渗透系数,探究干密度和增减湿对非饱和渗透特性的影响。结果表明:经历增减湿的土样的非饱和渗透系数曲线应结合土样的含水状态和对应的土-水特征曲线来预测;土体非饱和渗透系数随体积含水率的增大而增大,随基质吸力的增大而减小,在0~5 MPa范围快速衰减4~5个数量级;受瓶颈效应和减湿收缩的影响,土体增湿阶段渗透系数变化幅度小于减湿阶段的变化幅度;渗透系数随干密度增大而减小,干密度从1.719 g/cm^(3)增大到1.834 g/cm^(3),渗透系数减小2个数量级;压实黄土在增减湿阶段的非饱和渗透系数最大可相差3~4倍。

关键词：压实黄土土-水特征曲线干密度增减湿非饱和渗透系数

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循环加载下压实黄土的边界面塑性本构模型

西北大学学报（自然科学版） 2024年第1期54卷 26-32页

作者：代倩廖红建康孝森孙玉军周恒西安交通大学人居环境与建筑工程学院陕西西安710049 西安交通大学城市学院土木建筑工程学院陕西西安710018 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710064 国家电投集团黄河上游水电开发有限责任公司青海西宁810001 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司陕西西安710065

压实黄土的动应力应变关系预测是黄土高原平山填方工程长期运营涉及的关键问题之一,已有模型预测压实黄土的动本构关系难度较大。该文在边界面塑性框架下,引入动态映射法则,提出了一个反映应变累积的循环加载塑性模量表达式,构建了循环... 详细信息

压实黄土的动应力应变关系预测是黄土高原平山填方工程长期运营涉及的关键问题之一,已有模型预测压实黄土的动本构关系难度较大。该文在边界面塑性框架下,引入动态映射法则,提出了一个反映应变累积的循环加载塑性模量表达式,构建了循环加载条件下压实黄土边界面塑性本构模型,分析了循环应力比与围压对应力应变关系与模量的影响规律,采用压实粉质黄土动三轴试验结果进行了验证。结果表明,该循环加载塑性模量基本反映了压实黄土的应变累积行为,所构建的本构模型考虑了循环应力比对动应力应变关系与模量的影响,可为填方压实黄土长期变形分析提供参考。

关键词：压实黄土循环加载应力应变本构模型塑性模量

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干湿循环下盐渍压实黄土湿陷性劣化机理研究

工程地质学报 2024年第2期32卷 420-429页

作者：拓文鑫倪万魁聂永鹏长安大学地质与测绘学院西安710061

近年来黄土高原地区土壤盐渍化问题愈发严重,深入了解盐渍压实黄土在干湿循环作用下的湿陷性演化规律对当地填方工程安全至关重要。本文通过对不同干湿循环次数和硫酸钠(Na_(2)SO_(4))含量的压实黄土试样进行电镜扫描试验和室内湿陷试验... 详细信息

近年来黄土高原地区土壤盐渍化问题愈发严重,深入了解盐渍压实黄土在干湿循环作用下的湿陷性演化规律对当地填方工程安全至关重要。本文通过对不同干湿循环次数和硫酸钠(Na_(2)SO_(4))含量的压实黄土试样进行电镜扫描试验和室内湿陷试验,研究了盐渍压实黄土在干湿循环过程中的湿陷性劣化规律及其微观机理。结果表明:干湿和盐蚀的耦合作用使黄土结构趋于松散,造成湿陷系数增大,然而湿陷系数的增速随干湿次数增加而逐渐减小,表现出减速劣化特性,随含盐量增大而逐渐增大,呈现出加速劣化特性,且当含盐量大于0.5%时,盐蚀对湿陷性的劣化作用比干湿劣化作用更显著。最后,构建了同时考虑干湿循环次数和含盐量的经验模型,能较好描述盐渍压实黄土在干湿循环作用下的湿陷性演化规律。

关键词：压实黄土干湿循环盐蚀湿陷性解耦分析

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热力加固对压实黄土工程性质影响的试验研究

地下空间与工程学报 2024年第S01期20卷 77-83页

作者：张路倪晓逸樊恒辉高策杜宇航南京审计大学工程审计学院南京211815 江苏省公共工程审计重点实验室南京211815 西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨陵712100

为明确热力加固改变土体物理、化学性质和结构特征,影响强度、水稳等工程性质的具体过程,本文采用无侧限抗压强度、X射线衍射、压汞和扫描电镜等试验,研究高温(100~900℃)对杨凌压实黄土无侧限抗压强度和水稳性质的影响规律和作用机理... 详细信息

为明确热力加固改变土体物理、化学性质和结构特征,影响强度、水稳等工程性质的具体过程,本文采用无侧限抗压强度、X射线衍射、压汞和扫描电镜等试验,研究高温(100~900℃)对杨凌压实黄土无侧限抗压强度和水稳性质的影响规律和作用机理。结果表明:与经100℃处理后土样的无侧限抗压强度(UCS)相比,经900℃处理后土样的UCS提高了1.15~5.26 MPa;当处理温度不低于500℃时,土样具有较好的水稳性;当处理温度为500~900℃时,伊利石、蒙脱石、方解石和石英等矿物含量变化较大;经700~900℃处理后土样的微孔(0.01μm

关键词：压实黄土热力加固无侧限抗压强度矿物组成孔隙分形维数微观结构

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干湿循环作用下压实黄土裂隙演化特征

长江科学院院报 2024年第8期41卷 96-103,112页

作者：胡长明胡婷婷朱武卫袁一力杨晓柳明亮侯旭辉西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 陕西省建筑科学研究院有限公司西安710082

为了解干湿循环作用下压实黄土裂隙演化规律,通过自制装置开展考虑不同干密度和干湿循环路径的干湿循环裂隙试验,获取土样表面裂隙发育图像。采用PCAS软件对土样裂隙进行定量化分析,获得裂隙形态特征参数,并结合数字图像相关(DIC)法获... 详细信息

为了解干湿循环作用下压实黄土裂隙演化规律,通过自制装置开展考虑不同干密度和干湿循环路径的干湿循环裂隙试验,获取土样表面裂隙发育图像。采用PCAS软件对土样裂隙进行定量化分析,获得裂隙形态特征参数,并结合数字图像相关(DIC)法获得土样应变场。结果表明:①压实黄土裂隙发育随干湿循环次数的增长可划分为裂隙缓慢发展、快速增长和裂隙缓滞发展3个阶段;②裂隙发育程度受干密度、干湿循环路径共同影响,干密度越大,裂隙越难发育,干湿循环幅度越大、下限含水量越低,裂隙发育越充分;③裂隙中心线部位第一主应变随距起裂点距离的增大呈线性减小趋势,裂隙尖端、裂隙临近区块土体所受挤压作用随远离裂隙程度增大而减弱。研究成果可为压实黄土裂隙演化特征分析提供参考。

关键词：压实黄土干湿循环裂隙发育数字图像相关(DIC)技术应变场

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侧向受控条件与压实度对陕北地区压实黄土压缩特性的影响

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中外公路 2024年第4期44卷 64-72页

作者：常应红赵金朋张晓轴杨浩李哲邵登峰刘路路榆林市公路局陕西榆林719199 长安大学公路学院陕西西安710064 中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室江苏徐州221116

近年来,随着道路工程建设的高速发展,压实黄土因竖向压缩引起的路基沉陷问题日益严重。以往学者的研究主要集中在影响压实黄土变形的含水率、孔隙率、饱和度等因素方面,忽略了侧向约束条件以及不同压实度对压实黄土的影响。为解决以上问... 详细信息

近年来,随着道路工程建设的高速发展,压实黄土因竖向压缩引起的路基沉陷问题日益严重。以往学者的研究主要集中在影响压实黄土变形的含水率、孔隙率、饱和度等因素方面,忽略了侧向约束条件以及不同压实度对压实黄土的影响。为解决以上问题,该文以陕北地区G307道路改扩建工程为依托,现场选取路基压实土样开展室内压缩试验。通过施加不同的侧向约束条件,分析竖向多级荷载作用下压实黄土在不同压实度和围压条件下的应力‒应变曲线。结果表明:土样的竖向压缩量与施加的竖向荷载呈正相关,而与压实度呈负相关;围压与侧向约束均能降低土样的竖向压缩量。该结果反映了土样在实际工程中的工作状态,可为黄土区路基填筑提供借鉴和指导。

关键词：压实黄土路基沉陷约束条件压实度围压

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压实黄土平面应变方向的主应力特性

岩土工程学报 2018年第S1期40卷 16-21页

作者：陈存礼贾亚军王俊甫赵杰张洋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广核工程有限公司

对不同含水率压实黄土进行等小主动主应力σx的平面应变三轴试验,研究了含水率w及小主动主应力σx对加载过程中平面应变方向主应力σy特性的影响,根据试验结果提出了描述平面应变方向与其它方向主应力双线性关系的表达式,验证了基于典... 详细信息

对不同含水率压实黄土进行等小主动主应力σx的平面应变三轴试验,研究了含水率w及小主动主应力σx对加载过程中平面应变方向主应力σy特性的影响,根据试验结果提出了描述平面应变方向与其它方向主应力双线性关系的表达式,验证了基于典型强度准则的中主应力公式描述压实黄土σy变化的适用性。研究结果表明:在等向固结及初始加载阶段,平面应变方向主应力不是中主应力σ2,而是小主应力σ3;平面应变方向主应力比σy/σx随着主动主应力比R的增大先平缓后快速增大,转折点前后主应力之间分别呈线性和非线性关系;转折点处的主动主应力比Rz大于平面应变方向主应力由小主应力转变为中主应力临界点处的主动主应力比Rc,w及σx对Rz的影响较大,对Rc的影响很小。R较小时,w及σx对加载过程中σy/σx几乎没有影响。主应力参数K（=2σy/（σx+σz））与主动主应力比R之间呈双直线;前段为水平直线,K近似为常数Kc;后段为倾斜向上的直线;Kc及直线斜率m与w及σx的大小无关。提出的双线性函数能较好地预测压实黄土加载过程中σy的变化特性,而仅在土样破坏时,基于Lade-Duncan及SMP准则的中主应力公式的预测值与试验值比较接近。

关键词：压实黄土含水率小主动主应力平面应变方向主应力模型

压实黄土非线性压缩应力-应变关系在地基沉降计算中的应用

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岩土力学 2015年第4期36卷 1002-1008页

作者：杨晶白晓红山西大学土木工程系山西太原030013 太原理工大学建筑与土木工程学院土木工程系山西太原030024

目前以压缩试验得到的e-p曲线为基础的分层总和法仍然是地基沉降分析中最常用的方法。割线模量法是近年来为人们所熟知的计算地基沉降的新方法,具有不受初始孔隙比影响、便于电算等优点。传统的割线模量法将土体的压缩应力-应变关系视... 详细信息

目前以压缩试验得到的e-p曲线为基础的分层总和法仍然是地基沉降分析中最常用的方法。割线模量法是近年来为人们所熟知的计算地基沉降的新方法,具有不受初始孔隙比影响、便于电算等优点。传统的割线模量法将土体的压缩应力-应变关系视为双曲线形式。通过对压实黄土压缩应力-应变关系曲线的研究和对传统割线模量法计算的割线模量与压缩模量的比较表明,导致割线模量法和e-p曲线法计算结果差异的主要原因是土体压缩应力-应变关系符合双曲线的假定,将压实黄土的应力-应变关系用更符合实际情况的幂函数进行拟合,得到了基于幂函数形式的压缩应力-应变关系曲线的沉降量计算公式,并结合具体工程进行了沉降计算对比分析,将割线模量法进行了推广应用。

关键词：压实黄土非线性应力-应变关系沉降计算割线模量双曲线幂函数