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随着西北地区黄土的工程建设日益增多,众多学者大多在研究黄土对工程的不利因素,笔者通过对陕北地区的黄土窑洞以及边坡的细致观察,得出了黄土还具有直立性这一对工程有利的因素,关于黄土直立性的研究,国内外的研究资料都相对较少,因此,本文主要围绕黄土直立性展开论述。
本文通过对陕北延安地区所取的黄土试样进行三轴试验、并且采用激光粒度分布仪测土体粒径级配以及对不同深度下的黄土试样进行电竞扫描试验,再对黄土的微观结构进行分析和探讨、通过理论推导及分析得出与黄土直立性有关的影响因素,再运用Midas/GTS有限元数值模拟软件采用强度折减法对黄土边坡分别对粘聚力、内摩擦角以及坡角进行数值模拟当Fs=1时,黄土边坡的最大极限高度,并且采用敏感性分析原理对模拟结果进行分析,主要研究成果如下:
(1)黄土边坡具有直立性这一特性,粘聚力对黄土直立性的影响程度最大,且随着粘聚力的增大,黄土的直立特性也就越好,并且在一定的区域内增幅较大,达到一定的值之后,增幅逐渐减小。
(2)经过模拟,拟合出黄土边坡最大极限高度与粘聚力c(c>20)的经验公式:H=H0+A1c/t1+A2c/t2+A3c/t3,若改变坡角则H0发生变化。
(3)基质吸力随含水率的增加而减小,当含水率达到饱和状态时,基质吸力会消散,是由于这时的土体中已经完全被水充满,这时黄土的强度也会相应的减小,剩余的为真粘聚力。基质吸力对黄土直立性的影响最终主要反映在粘聚力的大小上,因此,在工程活动中,考虑水的影响会对各类工程有很大的帮助。
(4)本文通过敏感度分析来分析各个影响因素对黄土边坡极限高度的影响强弱,随着粘聚力的增加极限高度H的敏感度逐渐降低,即随着粘聚力的增大,边坡极限高度的增加的幅度会越来越小,随着内摩擦角的变化,黄土边坡的极限高度变化差异不大,且通过敏感性分析可以得出,随着黄土的内摩擦角的增大,敏感性也越来越低。黄土边坡坡角对极限高度的影响会比内摩擦角的影响程度大,但比粘聚力对边坡极限高度的影响小。不同坡角的边坡对边坡极限坡高的敏感性略有不同,表现为坡角减小,敏感性略有增加。但是增加的幅度较小,几乎大致相同。
本文通过对陕北延安地区所取的黄土试样进行三轴试验、并且采用激光粒度分布仪测土体粒径级配以及对不同深度下的黄土试样进行电竞扫描试验,再对黄土的微观结构进行分析和探讨、通过理论推导及分析得出与黄土直立性有关的影响因素,再运用Midas/GTS有限元数值模拟软件采用强度折减法对黄土边坡分别对粘聚力、内摩擦角以及坡角进行数值模拟当Fs=1时,黄土边坡的最大极限高度,并且采用敏感性分析原理对模拟结果进行分析,主要研究成果如下:
(1)黄土边坡具有直立性这一特性,粘聚力对黄土直立性的影响程度最大,且随着粘聚力的增大,黄土的直立特性也就越好,并且在一定的区域内增幅较大,达到一定的值之后,增幅逐渐减小。
(2)经过模拟,拟合出黄土边坡最大极限高度与粘聚力c(c>20)的经验公式:H=H0+A1c/t1+A2c/t2+A3c/t3,若改变坡角则H0发生变化。
(3)基质吸力随含水率的增加而减小,当含水率达到饱和状态时,基质吸力会消散,是由于这时的土体中已经完全被水充满,这时黄土的强度也会相应的减小,剩余的为真粘聚力。基质吸力对黄土直立性的影响最终主要反映在粘聚力的大小上,因此,在工程活动中,考虑水的影响会对各类工程有很大的帮助。
(4)本文通过敏感度分析来分析各个影响因素对黄土边坡极限高度的影响强弱,随着粘聚力的增加极限高度H的敏感度逐渐降低,即随着粘聚力的增大,边坡极限高度的增加的幅度会越来越小,随着内摩擦角的变化,黄土边坡的极限高度变化差异不大,且通过敏感性分析可以得出,随着黄土的内摩擦角的增大,敏感性也越来越低。黄土边坡坡角对极限高度的影响会比内摩擦角的影响程度大,但比粘聚力对边坡极限高度的影响小。不同坡角的边坡对边坡极限坡高的敏感性略有不同,表现为坡角减小,敏感性略有增加。但是增加的幅度较小,几乎大致相同。