甘肃黄土粒度特征及在公路自然区划中的应用

摘要

甘肃省地处黄土高原西部，黄土分布面积约12万km2。黄土是甘肃当地公路建筑的建筑材料、建筑环境和建筑介质。由于黄土的工程地质性质特殊，由此产生一系列公路工程地质问题，如路基不均匀沉降、湿陷变形、渗透变形、路面开裂等。鉴于公路为跨越地域较长的条带状构筑物，而黄土地区的公路修筑大多只能就地取材，所以要解决黄土地区公路路基的合理填筑问题，必须首先解决黄土地区公路自然区划问题。
　　 针对当前黄土地区公路自然区划宏观高度高、实际难应用等问题，研究新的区划方案，寻找理想的区划指标意义重大。以分形理论为基础，分析了甘肃黄土粒度分布的分形结构特征。结果显示，黄土具有良好的统计自相似性，其分维值介于2.15—2.705之间。而且，粒度分维值的大小与分选性密切相关，即分选系数大则分维值大，反之则分维值小。表明黄土的粒度分维在一定程度上可以反映黄土的形成演化特征。同时，试验结果表明黄土的粒度分维值可定量表征黄土的物理、力学和水理性质及差异，即黄土的粒度分维值越大，其干密度、比表面积、粘聚力、内摩擦角越大，微、小孔隙含量越高，但其平均孔径、孔隙比、湿陷系数和渗透系数越小，其工程地质性质愈稳定。在空间上，黄土粒度分维值存在显著的区域性变化规律，该区域性变化规律与甘肃黄土地区三级公路自然区划的5个三级区一致。所以黄土粒度分维值与地形地貌、水文和气候等因素一样，也可作为公路自然区划的一个重要指标。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1选题依据与研究意义

1.1.1选题依据

1.1.2研究意义

1.2研究进展

1.2.1黄土的研究现状

1.2.2黄土工程地质特性研究

1.2.3黄土堆积环境研究

1.2.4黄土粒度分布特征研究

1.2.5黄土地区公路自然区划现状

1.3研究内容及工作量

1.3.1主要研究内容

1.3.2完成的工作量

1.4技术路线

1.5主要成果与创新点

2黄土的物理力学性质

2.1原状黄土

2.1.1Ⅲ2-1合道川以北黄土梁峁区

2.1.2Ⅲ2-2董志塬区

2.1.3Ⅲ2-3马莲河以东塬区

2.1.4Ⅲ2-4蒲河以西塬区

2.1.5Ⅲ2-5泾河以南区

2.1.6Ⅲ2-6陇东一级阶地区

2.1.7Ⅲ2-7陇东二级阶地区

2.1.8 Ⅲ2a环县北部黄土丘陵沟壑区

2.1.9 Ⅲ3-1渭河流域黄土区

2.1.10 Ⅲ3-2黄河流域黄土区

2.1.11 Ⅲ3-3洮河流域黄土区

2.1.12 Ⅲ3-4陇西一级阶地区

2.1.13 Ⅲ3-5陇西二级阶地区

2.2击实黄土

2.2.1合道川以北黄土梁峁区(Ⅲ2-1)

2.2.2董志塬区(Ⅲ2-2)

2.2.3马莲河以东塬区(Ⅲ2-3)

2.2.4蒲河以西塬区(Ⅲ2-4)

2.2.5泾河以南区(Ⅲ2-5)

2.2.6一级阶地区(Ⅲ2-6)

2.2.7二级阶地区(Ⅲ2-7)

2.2.8环县北部黄土丘陵沟壑区(Ⅲ2a)

2.2.9渭河流域黄土区(Ⅲ3-1)

2.2.10黄河流域黄土区(Ⅲ3-2)

2.2.11洮河流域黄土区(Ⅲ3-3)

2.2.12一级阶地区(Ⅲ3-4)

2.2.13二级阶地区(Ⅲ3-5)

3黄土的粒度特征

3.1黄土粒度分布

3.1.1筛分析与密度计法联合分析法测试

3.1.2筛分析与自动粒度分析仪联合分析法测试

3.2黄土粒度分维值

3.2.1分维值计算

3.2.2黄土粒度分维值计算结果

4黄土粒度分维在公路自然区划中的应用

4.1粒度分维值反映了黄土的形成演化特征

4.2粒度分维值可定量表征黄土的物理、力学和水理性质

4.2.1不同粒度分维黄土的比表面积测试

4.2.2黄土粒度分维对孔隙的响应

4.2.3黄土粒度分维对微结构的响应

4.2.4黄土粒度分维与物理力学和水理性质的关系

4.3黄土粒度分维值的区域性特征

5结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

作者简介

学习期间科研工作及发表论文

致 谢