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漾步太海博士学位论文一⑧.一一泰洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位颜斌倪万魁教授答辩委员会主席关文章学位论文评阅人赵法锁、赵之胜、郑建国党发宁、童申家、/ⅰ,.,
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导师签名:巧炱А穋。年多月房参日论文作者签名:超文论文作者签名::本人所呈交的学位论文是在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外,对论文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,署名单位仍然为长安大学。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
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、微观研究方法入手,通过土工常规实验、高压固结试验、三轴剪切试验、激光粒度分析、电镜扫描和扫描试验,对洛面黄土的粒度组成、物理性质指标、微结构类型、结构性参数、压缩O性、结构强度和抗剪强度进行了系统研究。从沉积环境和应力历史定性分析了黄土物理性质和微结构的关系及其在剖面上的差异性,以结构性参数和结构强度定量研究为基础,重点分析了结构性参数与黄土压缩性O菪以及结构强度与抗剪强度的相互关系,并基于土的微结构模型和广义有效应力原理,揭示了黄土结构压缩破坏和剪切破坏的力学机理,为结构性黄土压缩沉降变形的计算和抗剪强度参数的选取及稳定性分析提供了新的研究思路,对解决黄土工程问题具有重要的理论和实际意义,也促进了土结构性理论的发展和应用。取得的主要研究成果如下:月音面黄土的粒度组成、孔隙特征、微结构和主要物理指标的试验研究表明,各层黄土的粒度组成以粗粉粒为主看笥,整体剖面上粒度比较均匀,不存在明显的粒度分异现象,而黄土微结构在剖面上的差异性主要受沉降环境和应力历史的影响。、新黄土以支架大孔微胶结和支架大孔半胶结为主的结构特征反映了干冷的气候环境和低应力下较短的沉积历史的共同作用;老黄土以镶嵌微孔微胶结和镶嵌微孔半胶结为主的结构特征反映了高应力下的较长沉积历史是其主要影响因素,而干冷气候环境影响较小;古土壤以絮凝状胶结和凝块状胶结为主的结构特征反映了湿热的气候环境和高应力下的较长沉积历史的共同作用。黄土物理性质指标和微结构类型在剖面上的变化具有很好的对应性,反映出黄土的结构对其工程性质具有控制作用。ü哐构探崾匝椋糠治隽烁鞑慊仆恋挠Ρ渥酆辖峁故撇问牒康关系,表明洛婊仆链由系较从新到老渌粜灾鸾ゼ跞酢L岢隽嘶谟αΦ结构可稳性系数、结构可变性系数和应力综合结构势的定义和求取方法,重新定义了超固结比概念,并运用这些新概念、新方法对洛睯面黄土的结构稳定性和固结状态进行了定量评价,结果表明、新黄土的结构稳定性差,处于欠压密状态,而老黄土的结构稳定性相对较好,处于正常固结或轻超固结状态。上述研究结果与黄土的微结构特征和工程实际是一致的。谟Ρ渥酆辖峁故频母拍睿频汲鼋峁剐圆问胧O菹凳⑺粜韵凳压缩系数的关系式,并定量分析了洛川剖面黄土的结构性参数与水敏性参数的变化规
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律。根据黄土三相物质的相互作用原理,提出了黄土微结构的概念模型,建立了非饱和黄土的广义有效应力模型,基于这些模型解释了黄土欠压密性和结构压缩破坏的力学机理,并探讨了结构性黄土固结沉降变形的计算方法。擞猛恋目辜羟慷壤砺郏频汲鼋峁骨慷鹊募扑愎剑⒘私峁骨慷扔肟剪强度的关系式,并通过原状黄土与重塑黄土的三轴剪切试验,定量分析了黄土结构强度和抗剪强度在剖面上的变化规律及其与含水量的关系,建立了原状黄土和重塑黄土的抗剪强度参数尘哿Α⒛谀Σ两与含水量的拟合关系,探讨了以重塑土抗剪强度参数近似求取原状黄土强度参数的方法,为解决原状黄土三轴试验数据离散、强度参数变异性较大的问题提供了新的途径。同时基于三轴剪切的αβ肪叮治隽嘶仆两峁剪切破坏的力学机理。ü仆寥峒羟蠧枋匝椋猿跏肌⒐探嵋约凹羟泄讨械腃⑺伤变量以及黄土细观结构损伤演化进行了全过程分析,运用损伤力学原理,建立了具有尺度效应的黄土结构损伤变量演化方程,并基于图像处理对三轴剪切过程中黄土细观结构损伤和硬化屈服的物理机制进行了量化分析。关键词:洛川黄土,结构性参数,结构强度,水敏性参数,结构压缩破坏,结构剪切破坏,结构损伤,图像处理、
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