發(fā)布時(shí)間：2020-10-15 08:59

　　 黃土是具有濕陷性的特殊土,黃土濕陷系數(shù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的天然含水率與飽和含水率之間的濕陷量除以試樣厚度計(jì)算的。而事實(shí)上,隨著含水率的增大,即使未達(dá)到飽和含水率,同樣會(huì)發(fā)生濕陷,即黃土非飽和濕陷,而且非飽和濕陷現(xiàn)象也很普遍。目前對(duì)黃土非飽和濕陷的力學(xué)機(jī)制及計(jì)算方法研究尚不夠深入。本次以甘肅省永靖縣黑方臺(tái)地區(qū)為例,對(duì)4個(gè)不同位置黃土取樣,在室內(nèi)常規(guī)濕陷試驗(yàn)、TRIM試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,引入吸應(yīng)力概念,探索了濕陷變形與吸應(yīng)力之間的響應(yīng)關(guān)系,建立了黃土非飽和濕陷變形計(jì)算方法,并應(yīng)用于黑方臺(tái)地區(qū),模擬驗(yàn)證了灌溉引起的濕陷變形歷史,預(yù)測(cè)了未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。取得的主要成果如下:(1)查明了黑方臺(tái)地區(qū)地面沉降的成因。黃土具有大孔隙結(jié)構(gòu)和水敏性是產(chǎn)生濕陷沉降的內(nèi)在原因;長(zhǎng)期灌溉引起包氣帶黃土含水率增大和地下水位上升是誘發(fā)因素;研究區(qū)嚴(yán)重的地面沉降是長(zhǎng)期灌溉條件下,地下水位上升引起的黃土飽和濕陷與包氣帶含水率增大引起的黃土非飽和濕陷共同作用的結(jié)果。(2)揭示了基于吸應(yīng)力的黃土濕陷力學(xué)機(jī)制。引入TRIM試驗(yàn)儀器和盧寧吸應(yīng)力的概念,通過(guò)大量黃土非飽和特性測(cè)試,建立了研究區(qū)黃土土-水特征曲線,獲得了增濕和脫濕條件下的吸應(yīng)力函數(shù)及滲透系數(shù)函數(shù);隨著黃土含水率增大,吸應(yīng)力銳減、滲透系數(shù)銳增,是黃土水敏性和導(dǎo)致濕陷的本質(zhì);黃土吸應(yīng)力隨著黃土初始含水率的增大而減小,黃土的初始含水率越小,黃土的吸應(yīng)力越大,黃土的濕陷潛力越大。(3)提出了黃土非飽和濕陷量計(jì)算方法。在系統(tǒng)分析以往黃土飽和濕陷和非飽和濕陷研究的基礎(chǔ)上,引入基于吸引力的非飽和土力學(xué)理論,結(jié)合研究區(qū)黃土濕陷試驗(yàn)和TRIM試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析了黃土濕陷變形與吸應(yīng)力之間的響應(yīng)關(guān)系,確定了黃土非飽和濕陷變形計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù),建立了面向不同含水率變化區(qū)間的黃土非飽和濕陷變形計(jì)算方法。(4)應(yīng)用該計(jì)算方法,模擬了研究區(qū)計(jì)算點(diǎn)灌溉產(chǎn)生的總濕陷沉降量為2.72m,其中非飽和濕陷量為0.92m,占總濕陷量的33.8%;預(yù)測(cè)了若研究區(qū)地下水位升高5m,將會(huì)發(fā)生0.3m的濕陷沉降,還有0.6m的濕陷潛力。
【學(xué)位單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU475.3
【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

水窖變水塔

黑方臺(tái)黃土濕陷變形速率分級(jí)圖
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2841966