›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (1): 17-23.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

兰州Q4黄土各向异性的初步研究

梁庆国,赵 磊,安亚芳,张延杰   

  1. 兰州交通大学 土木工程学院,兰州 730070
  • 收稿日期:2010-04-16 出版日期:2012-01-10 发布日期:2012-01-17
  • 作者简介:梁庆国,男,1976年生,博士,副教授,主要从事岩土体工程方面的教学和科研工作
  • 基金资助:

    铁道部科技研究开发计划课题资助项目(No. 2005K001-D(G)-1);兰州交通大学“青蓝”人才工程基金(No. QL-08-19A)

Preliminary study of anisotropy of Q4 loess in Lanzhou

LIANG Qing-guo,ZHAO Lei,AN Ya-fang,ZHANG Yan-jie   

  1. School of Civil Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China
  • Received:2010-04-16 Online:2012-01-10 Published:2012-01-17

摘要: 水敏感性和结构性是黄土区别于其他类型土的主要特点,得到了广泛的研究,但大多数试验研究都采用垂直方向制备的试样,仅考虑了黄土垂直方向的力学特性,这对于以承受上部垂直荷载为主的黄土地基基础等工程类型来说是合理和准确的,而对于受力状态较为复杂的边坡和隧道及地下结构等工程类型,黄土力学性质的各向异性可能更为重要。分别从垂直向和水平向制取兰州Q4黄土的原状土试样,通过三轴剪切试验研究了其抗剪强度和变形参数在不同围压下和不同方向上的差异性,并与直剪试验获得的强度参数进行对比。结果表明:兰州Q4黄土力学性质的各向异性是较为显著的,强度方面的差异主要体现在黏聚力,而内摩擦角的差异性较小;变形特征具有随围压增加而从脆性向塑性转化的特点,垂直方向的变形模量比水平方向的变形模量平均要大2倍左右。用黄土的结构性强度及其形成机制解释了试验结果,认为黄土力学性质的各向异性特点是其结构性的另一种表现方式,应重视黄土在不同方向上强度和变形特征的差异性,以获得更安全合理的参数。

关键词: 黄土, 各向异性, 结构性, 抗剪强度, 变形模量

Abstract: Water-sensitivity and structural property of loess which have been widely studied are the two marked characteristics compared with the other soils. But most test researches are always conducted by using soil samples taken only in the vertical direction, which means only the vertical mechanical behaviour is taken into account. It is absolutely both reasonable and correct to study the vertical mechanical properties of loess mainly loaded vertically by upper foundations, but for those constructions with complicated stress state at different parts such as loess slopes, tunnels and/or underground structures, the anisotropy of loess might be more significant. The undisturbed Q4 loess in Lanzhou is sampled both from vertical and horizontal directions; then triaxial shear tests are conducted to investigate the difference of shear strength and deformation parameters under different confining pressures. The shear strength parameters obtained from triaxial test are also compared with those from direct shear test. The test results show that the anisotropy in mechanical behaviours of Q4 loess in Lanzhou is remarkable. The anisotropy in shear strength is mainly externalized by cohesion but the friction is nearly the same. Both the vertical and horizontal deformations can be characterized by conversion of brittle failure to plastic failure while the confining pressures are increasing. The difference in deformation modulus of loess between vertical and horizontal directions is quite obvious, i.e. the deformation modulus in vertical directions is averagely twice than that in horizontal directions. The test results are explained by using the structural strength and corresponding forming mechanism of loess. The anisotropy in mechanical behaviours of loess can be considered as another type of structural property of loess, which should be paid more attention in order to get more safe and reasonable parameters.

Key words: loess, anisotropy, structural property, shear strength, deformation modulus

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[1] 徐杰, 周建, 罗凌晖, 余良贵, . 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 469-476.
[2] 方瑾瑾, 冯以鑫, 王立平, 余永强, . 真三轴条件下非饱和黄土的有效应力屈服特性[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 492-500.
[3] 涂园, 王奎华, 周建, 胡安峰, . 有效应力法和有效固结压力法在预压地基 强度计算中的应用[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 645-654.
[4] 李小刚, 朱长歧, 崔翔, 张珀瑜, 王睿, . 含碳酸盐混合砂的三轴剪切试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 123-131.
[5] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[6] 何鹏飞, 马巍, 穆彦虎, 黄永庭, 董建华, . 黄土−砂浆块界面剪切特性试验及本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 82-90.
[7] 范运辉, 朱其志, 倪涛, 张坤, 张振南, . 基于弹性张量离散化的脆延转变本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 181-188.
[8] 张晨阳, 谌民, 胡明鉴, 王新志, 唐健健, . 细颗粒组分含量对钙质砂抗剪强度的影响[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 195-202.
[9] 刘华, 张硕成, 牛富俊, 邵珠山, 牛泽林, 鲁洁, . 酸碱污染Q3黄土的一维压缩特征试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 210-216.
[10] 王欢, 陈群, 王红鑫, 张文举, . 不同压实度和基质吸力的粉煤灰三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 224-230.
[11] 彭守建, 岳雨晴, 刘义鑫, 许江, . 不同成因结构面各向异性特征及其剪切力学特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3291-3299.
[12] 郑耀林, 章荣军, 郑俊杰, 董超强, 陆展, . 絮凝-固化联合处理超高含水率 吹填淤泥浆的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3107-3114.
[13] 朱彦鹏, 杜晓启, 杨校辉, 栗慧王君, . 挤密桩处理大厚度自重湿陷性黄土地区综合 管廊地基及其工后浸水试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 2914-2924.
[14] 冯君, 王洋, 吴红刚, 赖冰, 谢先当, . 玄武岩纤维复合材料土层锚杆抗拔性能 现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2563-2573.
[15] 尹晓萌, 晏鄂川, 王鲁男, 陈 利, . 各向异性片岩的微观组构信息定量 提取与断面形貌特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2617-2627.
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[1] 杨 强,刘耀儒,冷旷代,吕庆超,杨春和. 能源储备地下库群稳定性与连锁破坏分析[J]. , 2009, 30(12): 3553 -3561 .
[2] 万 智,董 辉,刘宝琛. 基于正交设计下SVM滑坡变形时序回归预测的超参数选择[J]. , 2010, 31(2): 503 -508 .
[3] 高广运,赵元一,高 盟,杨成斌. 分层土中群桩水平动力阻抗的改进计算[J]. , 2010, 31(2): 509 -515 .
[4] 孙曦源,栾茂田,唐小微. 饱和软黏土地基中桶形基础水平承载力研究[J]. , 2010, 31(2): 667 -672 .
[5] 王学武,许尚杰,党发宁,程素珍. 水位骤降时的非饱和坝坡稳定分析[J]. , 2010, 31(9): 2760 -2764 .
[6] 王维铭,孙 锐,曹振中,袁晓铭. 国内外地震液化场地特征对比研究[J]. , 2010, 31(12): 3913 -3918 .
[7] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[8] 熊 炜,周曾辉,余开彪,吴亚平,罗 炜. 基于弯曲路径的混凝土超声层析成像及其改进[J]. , 2011, 32(2): 629 -634 .
[9] 王光进,杨春和,张 超,马洪岭,孔祥云,侯克鹏. 超高排土场的粒径分级及其边坡稳定性分析研究[J]. , 2011, 32(3): 905 -913 .
[10] 胡海军,蒋明镜,赵 涛,彭建兵,李 红. 制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探[J]. , 2009, 30(S2): 196 -199 .