【摘要】：我國黃土分布面積廣泛,西北地區(qū)的黃土高原及華北地區(qū)的黃土平原分別是世界上規(guī)模最大的黃土高原及黃土平原。黃土地區(qū)易發(fā)地震災害且由于黃土具有孔隙大、松散、遇水易變等特性,由黃土帶來的地震災害尤為嚴重。隨著十八大深化西部大開發(fā)以來,西部地區(qū)工程建設日益增多,工程建設不得不考慮黃土在動荷載作用下的穩(wěn)定性。黃土動力特性問題研究范圍、內(nèi)容廣泛。國內(nèi)外學者研究多集中于多級加荷,通過控制圍壓、頻率、固結(jié)比、波形等試驗條件對黃土動力特性做了一系列的研究,而單級荷載下對黃土動力特性的研究涉及較少。研究內(nèi)容多集中于宏觀角度,從微觀角度對黃土動力特性,以及微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與宏觀動力學參數(shù)聯(lián)系方面的研究仍有不足。本文依托國家自然科學基金項目“典型黃土在不同類型動荷作用下微觀結(jié)構(gòu)及強度演化規(guī)律研究”,以試樣基本物理力學性質(zhì)為基礎,對咸陽地區(qū)黃土試樣分別進行不同波形、圍壓、頻率、振幅的單級加荷動三軸試驗,分析了波形、圍壓、頻率、振幅對黃土動力特性的影響。對動三軸試驗不同階段取樣,獲得動三軸試驗過程中的試樣的微觀結(jié)構(gòu)圖片,并對其用ipp6.0、Photoshop圖像處理軟件進行處理,分析了不同試驗條件下不同階段試樣平均直徑、面積、豐度、圓形度、分形維數(shù)、定向概率熵等微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律。利用灰色關聯(lián)度理論對試樣微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與動彈性模量之間關聯(lián)度做了進一步分析。研究結(jié)果表明,波形、頻率、圍壓、振幅對咸陽黃土動力特性均有很大影響。相對于正弦波,方波、鋸齒波更易使咸陽黃土產(chǎn)生變形,試樣動彈性模量相對較小;圍壓越高,試樣越不易產(chǎn)生變形,動彈性模量越大;頻率越高,試樣越易產(chǎn)生變形,動彈性模量越小;振幅越高,試樣越易產(chǎn)生變形,動彈性模量值越小。咸陽黃土微觀結(jié)構(gòu)主要由顆粒、孔隙、團聚體組成,顆粒主要為片狀及柱狀單粒,顆粒之間接觸多為點點接觸及點面接觸,顆粒及孔隙分布不均,所有動荷載試驗條件下,試驗后凝絮狀團聚體含量有增加跡象。試樣發(fā)生變形產(chǎn)生破壞主要由顆粒骨架錯動及破壞所至。試驗至循環(huán)振次12次時,顆粒及孔隙變化規(guī)律不明顯,試驗至極限狀態(tài)時,顆粒及孔隙平均直徑、面積均減小,定向概率熵均增大,豐度、圓形度、分形維數(shù)變化規(guī)律不明顯。極限狀態(tài)時顆粒微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與動彈性模量具有一定相關性,其關聯(lián)度關系為:平均直徑分形維數(shù)定向概率熵面積豐度圓形度。極限狀態(tài)時孔隙微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)與動彈性模量關聯(lián)度關系為:平均直徑定向概率熵=豐度分形維數(shù)圓形度面積。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU444

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