我國西北黃土底部廣泛分布有一套紅色地層--三趾馬紅土。有研究表明,三趾馬紅土具有良好的隔水條件,在極端暴雨、干旱或地下水位往復抬升的作用下,土體極易形成層間軟弱帶,發(fā)生強度衰減、蠕滑變形,誘發(fā)一些大型黃土滑坡沿著三趾馬紅土頂部滑動。此外,由于三趾馬紅土富含蒙脫石、伊利石和高嶺石等黏土礦物,具有吸水膨脹、失水收縮的特點。而我國西北地區(qū)的公路、鐵路、水利、建筑和煤炭資源開發(fā)等工程地質(zhì)活動不可避免的穿越三趾馬紅土地層。開挖后的三趾馬紅土暴露于空氣,含水率逐漸降低,產(chǎn)生失水收縮開裂,從而對隧洞、邊坡和大型(填)構(gòu)筑物的穩(wěn)定和安全造成影響。因此本文以三趾馬紅土為研究對象,開展不同初始含水率、干密度和環(huán)境溫度下三趾馬紅土試樣的脫濕試驗,收縮試驗和裂縫演化定量分析試驗,分析其失水規(guī)律、收縮規(guī)律和裂縫演化規(guī)律,對涉及三趾馬紅土和其他黏性土的工程建設(shè)具有重要意義。論文主要得出如下結(jié)論:(1)三趾馬紅土的脫濕特征:試樣失水曲線均呈現(xiàn)明顯的三個階段:快速失水期、減速失水期和殘余失水期。試樣失水曲線受初始含水率、干密度、環(huán)境溫度影響顯著,初始含水率越大、干密度越小、環(huán)境溫度越高,試樣失水速率相對越快,失水過程越劇烈。(2)三趾馬紅土的收縮特征:試樣收縮曲線均呈現(xiàn)明顯的四個階段:快速收縮階段、減速收縮階段、殘余收縮階段和零收縮階段。試樣收縮曲線受初始含水率、干密度和環(huán)境溫度影響顯著,初始含水率越大、干密度越小、環(huán)境溫度越高,其收縮過程越劇烈,收縮結(jié)束后,收縮應(yīng)變也相應(yīng)越大。三趾馬紅土試樣的初始含水率每升高1.5%,最終收縮應(yīng)變增大約0.2倍;干密度每增大0.05g.cm~(-3),最終收縮應(yīng)變減小約0.10倍;環(huán)境溫度每升高10℃,試樣最終收縮應(yīng)變增大約0.21倍。試樣最終收縮應(yīng)變與初始含水率、干密度和環(huán)境溫度均呈良好的線性關(guān)系。(3)三趾馬紅土裂縫演化規(guī)律:試樣裂縫演化規(guī)律與傳統(tǒng)規(guī)律(裂縫面積、平均寬度在干燥過程中始終增長,最終趨于穩(wěn)定)有所不同,表現(xiàn)為試樣裂縫在干燥中期出現(xiàn)收縮現(xiàn)象,呈現(xiàn)裂縫的“自愈”性。隨后提出了“裂塊”理論深入分析了此現(xiàn)象的產(chǎn)生機理。最后引入愈合度概念,研究了不同初始含水率試樣裂縫的愈合效果,得出結(jié)論:初始含水率對試樣裂縫愈合度影響顯著,初始含水率越低,試樣裂縫越早發(fā)生愈合且最終愈合度越大。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：P642.22;P642.132
【部分圖文】：

某地區(qū)黃土剖面（據(jù)文寶萍，1997）

天然三趾馬紅土失水干縮裂隙

黏性土干裂典型網(wǎng)絡(luò)
【參考文獻】

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本文編號：2865035