基于三轴压缩试验的山西原状马兰(Q3)黄土抗剪强度各向异性的研究

摘要

黄土是具有大孔性、水敏性和竖直节理发育的特殊类土。黄土分布范围很广，约占全球地表面积的6.6%，广泛分布于中欧，南欧、亚洲、美国中部、西北部，非洲，俄罗斯北部、阿根廷，澳大利亚和新西兰[3-7]。其中，黄土在中国的分布最广泛。随着社会经济的发展，国家“西部大开发”战略和“一带一路”战略的实施，黄土地区基础设施建设及工程建设的数量和规模不断增大，对黄土力学性质的研究也变得日益迫切。抗剪强度是黄土的一个重要的力学性质，在滑坡稳定性评价、变形分析及工程防治设计等诸多领域有着广泛的应用。 黄土沉积和演化过程中形成的独特的结构，使黄土的力学性质存在明显的各向异性。关于黄土力学特性的研究，目前多采用沿竖直方向制备的试样，不能全面反应黄土的变形及破坏特征。 本试验分别沿竖直和水平两个方向制取了山西马兰黄土的原状试样，在干燥状态下开展了不固结不排水三轴压缩试验，以探讨其变形及破坏特征。研究结果表明：干燥状态下，地下埋深4m处的山西马兰原状黄土的抗剪力学行为存在显著的各向异性：在 50kPa 围压作用下，竖直向试样的偏应力峰值和弹性模量值较水平向试样的偏应力峰值和弹性模量值小，破坏应变值则较大；而在100、150、200kPa围压下，竖直向试样的峰值偏应力和弹性模量则较大，破坏应变值较小。且随着围压的增大，竖直向试样的偏应力峰值、破坏应变值和弹性模量逐渐增大；水平向试样的偏应力峰值和破坏应变值逐渐增大，弹性模量值则逐渐减小。干燥状态下，竖直向试样的粘聚力小于水平向试样的粘聚力，而内摩擦角则是水平向试样较大。在低围压作用下，竖直向试样的抗剪强度小于水平向试样的抗剪强度，而高围压作用下，竖直向试样的抗剪强度则大于水平向试样的抗剪强度。在低主应力作用下，竖直向试样的抗剪强度小于水平向试样的抗剪强度，而高主应力作用下，竖直向试样的抗剪强度则大于水平向试样的抗剪强度。

目录

第一个书签之前