【摘要】：寧夏東南部是黃土高原的一部分,被大量黃土所覆蓋。寧夏冬季嚴(yán)寒,冬灌后地下水埋藏淺,黃土的毛細水上升高度大、含水率高、凍脹性強,路堤、渠道和蓄水庫等眾多壓實黃土岸坡工程凍害嚴(yán)重,迫切要求壓實黃土反復(fù)凍融效應(yīng)的研究。如何通過改善壓實黃土的內(nèi)在因素,減小凍融對壓實黃土的影響,成為當(dāng)今學(xué)者研究的熱點。目前關(guān)于含水率w、干密度pd對寧夏壓實黃土的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的研究有很多,但以飽和度、壓實度為影響因素的研究還較少,在不同凍融循環(huán)次數(shù)下的影響變化規(guī)律還不十分明確。因此,針對寧夏壓實黃土岸坡的凍害問題開展研究,探索飽和度和壓實度對寧夏壓實黃土凍融變形和力學(xué)性能的作用規(guī)律,揭示凍害機制,提出凍害防治對策,是十分必要的。為探索寧夏壓實度黃土毛細水上升區(qū)的飽和度分布,應(yīng)用豎管法研究了不同壓實度黃土的毛細水遷移規(guī)律。結(jié)合寧夏當(dāng)?shù)貧夂蚝忘S土的區(qū)域特點,以壓實度和飽和度為因素,設(shè)計正交試驗方案,應(yīng)用維持飽和度不變的一維單向凍融試驗方法,研究了壓實黃土在有限補水條件下的凍脹和融沉特性,進一步結(jié)合力學(xué)試驗,分析壓實黃土岸坡凍害的主導(dǎo)因素及機理。分析壓實黃土的飽和度分布規(guī)律,凍脹融沉規(guī)律,以及凍融對力學(xué)性能的作用規(guī)律,考察因素效應(yīng)的顯著性,建立顯著的關(guān)系模型。研究結(jié)果表明:(1)毛細水上升區(qū)黃土的穩(wěn)態(tài)含水率或飽和度沿高度逐漸減小,壓實度對穩(wěn)態(tài)含水率的影響顯著,對穩(wěn)態(tài)飽和度的影響不顯著,可認為穩(wěn)態(tài)飽和度分布與壓實度無關(guān)。(2)有限補水條件下,壓實黃土的凍脹率和融沉系數(shù)均隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而增大,二者與凍融循環(huán)次數(shù)呈雙曲線關(guān)系,約12次趨于穩(wěn)定,且凍融循環(huán)效應(yīng)隨壓實度或飽和度的增大而提高。(3)凍融使黃土的壓縮性增大,壓縮性隨凍融循環(huán)次數(shù)的增大逐漸增大。壓實度和飽和度對壓實黃土的壓縮變形影響非常顯著,飽和度的影響大于壓實度的影響。壓縮系數(shù)增量達到穩(wěn)定的凍融循環(huán)次數(shù)與飽和度和壓實度有關(guān)。(4)有限補水條件下,壓實黃土的黏聚力和內(nèi)摩擦角均隨凍融循環(huán)次數(shù)的增加而減小,二者增量的絕對值與凍融循環(huán)次數(shù)呈雙曲線關(guān)系。黏聚力隨壓實度的增大而逐漸增大,隨飽和度的增大而逐漸減小;摩擦角增量的絕對值隨壓實度的增加而增加,隨飽和度的增大而增大。
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU444
【圖文】：

逡逑表１－１寧夏最大季節(jié)性凍結(jié)深度逡逑邐最大凍結(jié)深度／ｃｍ逡逑山邐１０４逡逑邐１０３逡逑邐１０５逡逑邐１３７逡逑邐１１４逡逑凍土區(qū)構(gòu)筑物的主要病害之一。張國軍等對寧夏渠道凍冬灌使地下水埋藏淺，毛細水上升高度大，土的凍脹性強的關(guān)鍵因素，凍害是寧夏渠道的主要病害【６－８］。凍融引起形，致使支護結(jié)構(gòu)隆起、開裂、滑塌，甚至邊坡失穩(wěn)。寧成當(dāng)年就因凍融產(chǎn)生岸坡滑移，襯砌隆起達１０．０ｃｍ余。襯砌開裂、隆起、滑落有許多渠道工程，雖帶病工作，凍害措施中花費較高。己有壓實黃土岸坡凍害嚴(yán)重，大量。逡逑

第二章試驗材料及方案設(shè)計逡逑２．１試驗材料逡逑試驗用土樣取自寧夏同心縣，如圖２－］。環(huán)刀法測得黃土天然密度為／＾１．５６ｇ／ｃｍ３；烘干法測逡逑得含水率為ｗ邋＝１２．２％；比重瓶法測得土粒相對密度忒＝２．７２；液塑限聯(lián)合測定法測得塑限逡逑ｗ；尸１５．０％，液限ｗ尸２７．２％，塑性指數(shù)ｉｐ＝１２．２；擊實法測得最大干密度ｐｄｎａｘ＝１．７２ｇ／ｃｍ３，最優(yōu)含水逡逑率ｗｎ；；Ｈ６．０％。ＸＲＦ分析顯示其主要氧化物為Ｓｉ０２、ＮａｉＯ、ＣａＯ、Ａｈ0３、Ｆｅ２0３、ＭｇＯ、Ｋ２Ｃ＾ａＰ２０５，逡逑及少量的ＴｉＣｈ、Ｓ０３、Ｃｌ和ＭｎＯ等，如表２－１所示。ＸＲＤ分析顯示其主要礦物為石英、方解石、逡逑Ｎａ２ＡｈＳｉ５０１４和云母，如圖２－２所示。篩析法測得粒徑分布見圖２－３，主要為０．０７５ｍｍ？０．００５ｍｍ的粉逡逑粒，占８１．３％，黏粒含量較少，為１３．９％，其余為砂粒，為４．８％。黃土顆粒的ＳＥＭ微觀形貌如圖２－４逡逑所示，形態(tài)以粒狀為主，或棱角，或橢圓，表面微凸，較粗的粉粒表面粘附著細小的粘�；蚰z粒，逡逑粒徑小于５ｕｉｎ的粘粒很少。逡逑圖２－１黃土土樣逡逑邐表２－１黃土的主要化學(xué)成分／％邐逡逑Ｓｉ０２邐Ｎａ２Ｑ邐ＣａＱ邐Ａ１２０３邐Ｆｅ

【參考文獻】

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本文編號：2736401