黄土的构度、压剪强度结构性参数与力学特性的试验研究

摘要

黄土的结构性是其重要的物理性质指标，它与土的粒度、密度和湿度一起影响土的工程力学性质。黄土由开始受力到其自身强度不足以抵抗外力作用而发生破坏，这一过程中结构性的变化规律及其与强度变形关系的研究具有重要的意义。本文在已有的结构性及参数研究的基础上，将描述黄土初始结构状态量的构度指标及剪切过程中结构性的变化规律作为研究的基础，最终研究黄土的构度、压剪强度结构性参数与力学特性。取得的主要研究成果如下：
　　 (1)比较分析原状、重塑及饱和原状黄土的无侧限抗压强度试验和试锥贯入度试验确定的两种构度指标，指出由单轴抗压强度试验确定的构度指标描述黄土初始结构性更加合理，分析了构度指标与单轴抗压强度之间的关系。论证了由土的构度指标与粒度、密度和湿度一起描述土的物理力学基本性质的合理性。
　　 (2)通过2个场地黄土的压缩试验和三轴剪切试验，分别得出黄土在侧限压缩和三轴剪切条件下的应力-应变关系，总结了土的构度指标与结构屈服压力、压缩模量以及强度参数c、φ值之间的关系，并建立了相应的关系表达式。描述并分析了压缩变形和剪切变形与构度指标间的关系。
　　 (3)深入探究了三轴剪切过程中土结构性的变化规律，对比分析了两种结构性参数在表征剪切过程中结构性变化规律上的优缺点；并进一步探讨了结构性参数与围压、含水量的关系。
　　 (4)提出了土的压剪强度结构性参数，该参数能够统一地反映压、剪作用对结构性的影响，得到了由单轴抗压到不同围压作用下黄土结构性的统一变化规律。分析了黄土压剪结构性参数与其体积应变、剪切应变及强度之间的关系，讨论了固结作用对结构性的影响。