重塑黄土变形特性
干湿循环过程中压实黄土的胀缩变形特性研究
第17卷第1期 2021年2月地下空间与工程学报Chinese Journal of Underground Space and EngineeringVol.17Feb.2021干湿循环过程中压实黄土的胀缩变形特性研究4李向宁，倪万魁，王熙俊，朱敏，王海曼(长安大学地质工程与测绘学院，西安710054)摘要：为了研究干湿循环过程中压实黄土的胀缩变形特征，利用自主设计的黄土增减湿过 程模拟装置，制备了初始含水率为10 %,干密度分别为1.45、1.55、1.65 g/c m3的土柱，首先将 其浸水饱和，然后在自然条件下干燥收缩至初始状态，如此进行3次反复干湿循环试验。
结果 表明：浸水直至土体饱和过程中，土体会持续膨胀，膨胀应变s随时间呈三段式增长现象；自然蒸发减湿过程中，土体体积随时间逐漸减小。
干湿循环过程中，吸力随时间变化经历微弱变化 期-急速变化期-平稳期3个阶段，且与土体账缩应变呈对应关系。
通过整理试验数据分别得 到了土体浸水膨胀阶段应变e和收缩阶段孔隙比与基质吸力的拟合关系，能够很好的表征压 实黄土的胀缩变形特性。
关键词：干湿循环；压实黄土；土水特征曲线；胀缩变形；拟合模型中图分类号:T U432 文献标识码：A文章编号：1673-0836(2021) 01-0179-10Study on the Swelling Shrinkage Deformation Characteristics of Compacted Loess during the Drying and Wetting CyclesLi Xiangning,Ni W a n k u i,W a n g Xijun,Zhu Ming,W a n g Haiman(College of Geology Engineering and Geomatics t Chang1 an University, XC an 710054, P.R. China) Abstract ：In order to study the swelling and shrinking deformation characteristics of compacted loess in the process of dry and wet cycles, the soil columns with initial moisture content of 10% and dry density of 1.45, 1.55 and1.65 g/c m3 were prepared by using the self-designed simulation device of loess wetting and drying process. Firstly,the columns were saturated with water, and then dried and contracted to the initial state under the natural condition.In this way, three repeated dry and wet cycles tests were carried out. T h e results show that the soil will continue to expand and the expansion strain e will increase in three stages with time in the process of soaking until the soil is saturated,and the soil volume will gradually decrease with time in the process of natural evaporation and dehumidification. In the dry and wet cycle, the suction changes with time in three stages：w e a k change stage, rapid change stage and stable stage, and i t has a corresponding relationship with the soil swelling and shrinkage strain.Through sorting out the test data, the fitting relationship between the strain e and the void ratio of the soil in the swelling stage and the shrinkage stage and the matric suction is obtained, which can well represent the swelling shrinkage deformation characteristics of the compacted loess.K e y w o r d s：wetting-drying cycle;compacted loess;soil-water characteristic curve;swelling and shrinkage behavior;fitting model*收稿日期：2020-08-29(修改稿）作者简介:李向宁（1995—），男，宁夏西吉人，硕士生，主要从事非饱和土的变形特性研究。
重塑黄土剪切屈服及破坏特性的真三轴试验
Ｌ ＵＯ Ａｉ － ｚ ｈ ｏ ｎ ｇ ，Ｓ ＨＡＯ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ － ｊ ｕ ｎ
（ １ ．Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｇｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ４ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） ２ ． Ｂ ｉ ｉ ｉ ｅ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｂ ｉ ｊ ｉ ｅ ５ ５ １ ７ ０ ０ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ ｓ ｈ ｅ ａ ｒ ｙ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｏ ｉ ｌ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｆ ｏ ｒ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｏ ｉ ｌ
饱和重塑黄土的动力特性
饱和重塑黄土的动力特性法制备试样。
先将原[HJ2.1mm]状土风干，利用木锤将原状土碾碎但注意不能压碎颗粒，将碾碎后的土样过2 mm筛，根据重塑黄土的干密度，计算所需重塑黄土的质量。
为了与原状黄土动力试验进行对比，本次试验所取重塑黄土干密度与原状黄土相同为141 g/cm研究该干密度下饱和重塑黄土的动力力学特性。
试样的直径和高度分别为50 mm和100 mm。
然后称取一定质量的重塑黄土，分四层击实，每一层击4下，控制每层的击实厚度为25 cm，层与层之间要进行刮毛，确保每层土接触良好，以保证试样具有良好的整体性。
将击实完成后的土样按照操作步骤安装在试验仪器上如图1所示。
然后对试样进行饱和，由于该黄土抽气饱和之后很软，制样难以成形，经反复尝试后，试验决定采用水头饱和（先抽气饱和1 h，立即取出试样，防止试样过软，然后置于仪器上进行水头饱和），首先对试样施加20 kPa的围压。
然后提高进水管的水位，控制进水管的水面与黄土试样中部之间的水位差为1 m左右。
打开进水阀，使水从底部进入试样，从试样顶部缓缓溢出。
饱和完成后，在不排水的条件下施加周围压力，检查孔压系数B值可以达到090～095，确保试样饱和度基本达到要求。
1.2试验内容饱和重塑黄土静力试验和动力试验均做3组，偏压固结（Kc=σ1c/σ3c=15，围压σ3c=50、100、200kPa）。
具体试验安排见表1和表2。
静、动力试验均采用GCTS伺服控制气压式激振三轴仪。
该三轴仪可以直接数字伺服控制轴向荷载、围压和孔隙水压，其中轴向动荷载通过气压施加，围压通过气压或水压施加。
试验过程完全由计算机软件来控制和设计，试验数据数字化，并且试验软件可以进行基本的图形显示以及向其它软件如Excel输出数据，试验仪器见图2。
静、动力试验均进行的是不排水试验。
静力试验的剪切速率为006 mm/min。
动力试验先在偏压状态下进行固结，固结完成后，关闭排水阀，然后进行振动试验，施加的循环动偏应力的加载波形为等幅正弦波，频率为1Hz。
《黄土状压实填土压缩和强度特性研究》
《黄土状压实填土压缩和强度特性研究》一、引言黄土作为我国特有的地貌现象，其独特的物理力学性质对地质工程、建筑安全等领域有着重要的影响。
在各类工程项目中，黄土状压实填土作为一种常见的地基处理方式，其压缩和强度特性对于保证工程安全具有重要的意义。
本文将重点对黄土状压实填土的压缩和强度特性进行研究，为相关工程设计和施工提供理论依据。
二、黄土状压实填土的压缩特性研究1. 压缩试验方法黄土状压实填土的压缩特性主要通过室内试验进行测定。
试验中，我们采用一系列的压缩实验仪器，按照国家标准和行业规范进行试验操作。
在实验过程中，通过施加不同压力和保持一段时间，观察并记录黄土样品的变形情况，从而得出其压缩特性。
2. 压缩曲线分析通过对实验数据的分析，我们可以得到黄土状压实填土的压缩曲线。
该曲线反映了在不同压力下黄土的变形情况。
根据曲线特点，我们可以了解黄土的压缩性能，包括其初始压缩、次要压缩和后期稳定三个阶段。
其中，初始压缩阶段主要是由于土样中水分的排除和结构调整；次要压缩阶段则是由于颗粒间结构的进一步调整和破坏；后期稳定阶段则是由于颗粒间的接触逐渐稳定，变形趋于稳定。
三、黄土状压实填土的强度特性研究1. 强度试验方法黄土状压实填土的强度特性主要通过抗剪强度试验进行测定。
在试验中，我们通过施加不同的剪切力，观察并记录黄土样品的剪切破坏情况，从而得出其抗剪强度。
此外，我们还可以通过其他方法，如三轴试验等，对黄土的强度特性进行更全面的研究。
2. 强度特性分析通过对实验数据的分析，我们可以得到黄土状压实填土的强度特性。
这些特性包括内摩擦角、粘聚力等。
内摩擦角反映了黄土颗粒间的摩擦阻力；粘聚力则反映了颗粒间的粘结力。
这些特性都与黄土的矿物成分、颗粒大小、孔隙结构等密切相关。
同时，这些特性也受外部环境因素如湿度、温度等的影响。
四、影响黄土状压实填土压缩和强度特性的因素1. 含水率的影响含水率是影响黄土状压实填土压缩和强度特性的重要因素。
大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分
目录1 引言 (1)2 试验概况 (2)2.1 场地条件 (2)2.2 浸水试坑布置和仪器埋设 (3)2.3 DDC 处理区域布置 (4)2.4 挤密桩区域布置 (4)3 试验成果分析 (5)3.1 湿陷变形特性研究 (5)3.2 水分入渗规律研究 (6)3.3 地基处理合理方法研究 (7)4 结论 (9)参考文献 (10)大厚度自重湿陷性黄土湿陷变形特性水分入渗规律及地基处理方法研究摘要：为研究大厚度自重湿陷性黄土的湿陷变形特性、水分入渗规律以及地基处理合理方法等问题，选择典型大厚度自重湿陷性黄土场地，进行了布置沉降观测点和埋设水分计的浸水试验以及挤密桩、DDC（孔内深层强夯）桩地基处理试验。
试验结果表明，在水分入渗过程中，深度22.5～25.0 m 以上土体易发生湿陷，该深度以下土体则含水率增加缓慢，达不到湿陷起始含水率，不易发生湿陷，因此该深度考虑可作为现场湿陷性评价的临界深度，也可作为大厚度湿陷性黄土地区进行地基处理时可参考的地基处理下限深度。
DDC 桩间距为1.0～1.4 m 时，无论从挤密系数还是湿陷系数都能满足规范要求；挤密桩15 m 试验区域沉降量较小，但其剩余湿陷量任未满足要求，这也佐证了关于22.5～25.0 m 深度难于发生湿陷的结论。
试验成果可作为今后大厚度自重湿陷性黄土地区工程建设以及黄土规范进一步修订的参考。
关键词：大厚度自重湿陷性黄土；浸水试验；地基处理；湿陷变形；入渗；剩余湿陷量1 引言黄土的湿陷性对工程建设的危害很大，修建在黄土地基上的大量工业与民用建筑发生破环，公路路面开裂，水利设施失效，经济损失很大。
黄土湿陷主要由于水分进入土体从而引起的结构破坏。
随着国家经济的发展和西部大开发战略的实施，越来越多的工业和民用工程修建于大厚度自重湿陷性黄土上，这给研究人员提出了一系列挑战性的课题。
如何避免由于水分入渗导致的工程结构破坏，迫在眉睫。
黄土湿陷变形特性研究主要有室内和现场两种手段。
论文-延安黄土击实后增湿变形试验研究
延安黄土击实后增湿变形试验研究摘要：黄土由于其特殊的结构性，一般在浸水与压力的作用下显示出不同程度的增湿变形，许多工程事故都是由于其增湿变形引起。
增湿变形是在压力作用下变形达到稳定后由于含水量增大而产生的附加变形。
目前规范以黄土的湿陷系数进行黄土地基设计，湿陷系数只是反映了浸水饱和条件下的变形，不能反映非饱和黄土的增湿变形量，与实际情况有较大的出入，在有些情况下会造成不必要的浪费和错误性判断。
本文基于现状研究的不足，以延安新区建设项目中的经压实过的黄土为研究对象，通过标准固结试验和高压固结试验，对不同干密度下击实黄土的增湿变形特性进行了试验研究。
以期为延安新区建设的高填方黄土的沉降计算以及黄土湿陷性研究提供一定的理论依据，本文取得的主要认识如下：1、重塑黄土的压缩性随着增湿含水量的增加而增大,随着增湿含水率的降低而减小。
2、重塑黄土的压缩性随着干密度的增大而减小。
3、重塑黄土的压缩性与湿陷性的内在联系在于压缩性与湿陷性在含水率的增减变化过程中的转化是可逆的。
关键词：延安黄土，增湿变形，固结试验，含水率，干密度ABSTRACT：Owing to the special structure of the loess, the moistening deformation of varying degrees is presented as the result of the pressure and water，causing a lot of project accidents. The moistening deformation is the additional deformation due to the moisture content increased when the soil reaches the steady condition under pressure. At present, the subsoil is designed according to the Collapsible Loess Norm, which displays the saturated deformation of immersing and does not show the moistening deformation. It is relatively incompatible with the fact, leading to the unnecessary waste and judging mistakes on some occasions.Based on the deficiency of current research, the text studies the moistening deformation characteristics of compacted losses at different dry density through the standard consolidation test and high pressure consolidation test, and concludes the regular influence of the dry density and water content on compaction loess deformation, which takes the compacted loess in Yan'an New District construction project as object of study. In order to provides a theoretical basis for the constructionof Yan'an New District, the settlement calculation of high fill loess and collapsibility ofloess research. The main conclusions of this paper gained as follows:1.The compressibility of remolded loess increases with the increase of moisture content,and it decreases with the loss of moisture content.2.The compressibility of remolded loess increases with the increase of dry density.3.The conversion between compressibility and collapsibility is reversible in the process of changing with water content, which is the intrinsic link between compressibility and collapsibility of remoldedloess.Key Words：Yan 'an loess, moistening deformation, consolidation test, water content,drydensity一、研究背景及意义黄土水敏性强，湿陷性是水敏性在变形方面的一种具体表现，在与黄土相关的试验中，经常要考虑在不同含水率的情况下，黄土的强度、压缩性和湿陷性等的变化规律。
重塑黄土一维固结变形的试验与数值模拟
重塑黄土一维固结变形的试验与数值模拟刘婵;仝飞;陈勇战【摘要】为了研究单轴条件下黄土的固结变形特性,运用ABAQUS软件对重塑饱和黄土一维压缩固结模型进行了数值仿真.采用边界面模型为土体的材料模型,通过与室内试验比对,验证了所建模型的正确性.并依据现有模型,模拟了不同应力率下的固结试验.结果表明:①试样在加卸载荷后会产生较大的瞬时变形,变形量随加卸荷量的增大而增大,但在加卸载量相同的情况下,试样的回弹变形要远小于加载过程中产生的变形.②常应力率试验中,应力率越大,有效应力增长越快,但最终的有效应力值却最小;有效应力在卸载开始阶段并没有随着总应力的下降而下降,而是表现出一定的滞后性,且应力率越大,这种滞后性越明显.③试样的竖向变形速率随着应力率的增大而增大,但最终变形量随应力率的增大而减小,合适的应力率可以兼顾加载时间和密实度.④应力率越大,孔压上升越快,所产生的孔压幅值也越大,应力率较小时,孔压在加载过程中出现先升后降的现象,孔压沿试样高度分布较连续.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】8页(P1509-1516)【关键词】Ko固结;边界面模型;数值模拟;应力率;孔隙水压力【作者】刘婵;仝飞;陈勇战【作者单位】太原理工大学建筑与土木工程学院,山西太原 030024;浙江广厦建设职业技术学院,浙江东阳 322100;太原理工大学建筑与土木工程学院,山西太原030024;澳门大学土木与环境工程系,澳门 999078【正文语种】中文【中图分类】TU410 引言在我国，黄土主要集中分布在西北地区，这里黄土地层最厚，最完整，发育好，特性较典型。
随着西部大开发的深入，公路、铁路路堤建设、机场建设、大型水坝等的建设中涉及大量的高填方项目。
所以研究黄土的相关特性，尤其是重塑黄土的变形特征，将对实际的工程建设有重要的指导意义。
土的一维变形对岩土工程有着重要的物理意义，对于大部分实际问题中的土而言，Ko固结(侧向没有变形)构成其初始应力状态。
不同压实度重塑黄土持水特性和渗透特性试验研究
摘要摘要近年来，黄土地区基础设施工程应“一带一路”、“西部大开发”等国家战略而大量开展，典型的工程有延安新区、兰州削山造城等。
其在建设及运营过程中，遇到的工程问题愈来愈多。
如延安削山造城工程中重塑黄土填方区沉降变形尚未稳定同时由于施工水平的差异导致一些区域压实度不够而存在地基潜在湿陷的问题。
黄土地基增湿过程与土体的持水特性和渗透特性有关。
本文在已有的基础上进一步探究不同压实度非饱和黄土的持水性和渗透性问题。
主要工作和研究成果如下：（1）为了研究不同压实度重塑黄土持水曲线，采用自制低吸力测试装置、张力计和GDS非饱和土三轴仪等仪器测定不同压实度重塑黄土持水曲线，并应用VG模型和基于VG模型考虑变形效应的持水曲线模型分别对单一压实度持水曲线拟合和所有压实度持水曲线拟合，得到模型参数并分析预测精度。
结果表明：采用多手段测试持水曲线的方法是可行的；不同压实度黄土VG模型拟合函数中进气值发生变化，而控制持水曲线变化速率的n除高压实度外都很接近，为考虑变形效应的持水模型函数形式提供了试验依据；基于VG模型考虑变形效应的持水曲线模型在预测不同压实度持水曲线方面具有足够的精度，可以用于具有不同压实度黄土填方中的持水曲线预测。
（2）应用变水头法和常水头法测定了不同压实度重塑黄土的饱和渗透系数，并进行对比分析，得出饱和渗透系数从低压实度到高压实度逐渐减小，在一定压实度范围内，随压实度增加加速减小。
（3）根据室内一维竖直土柱浸水饱和和积水入渗试验，结合改进的浸润峰前进法获得了不同压实度重塑黄土在不同吸力下的非饱和渗透系数，基于VG模型间接法计算得到的非饱和土渗透系数函数能较好地预测高压实度非饱和渗透系数随吸力的变化关系，对预测低压实度试样非饱和渗透系数与吸力关系存在一定的误差。
应用Zhai和Rahardjo(2015)提出的基于土体孔隙分布的饱和渗透系数方程和相对渗透系数方程预测出杨凌黄土在低压实度下的饱和渗透系数和相对渗透系数。
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重塑黄土变形特性
作者：程海涛， 刘保健， 谢永利， CHENG Hai-tao， LIU Bao-jian， XIE Yong-li
作者单位：长安大学,公路学院,陕西,西安,710064
刊名：
长安大学学报（自然科学版）
英文刊名：JOURNAL OF CHANG'AN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)
年，卷(期)：2008，28(5)
被引用次数：2次
1.孙钧岩土材料流变及其工程应用 1999
2.李传勋压实黄土荷载、变形与时间关系及应用问题的研究[学位论文] 2003
3.陈晓平.白世伟软土蠕变-固结特性及计算模型研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2003(05)
4.龚晓南高等土力学 1996
5.程海涛.刘保健.谢永利压实黄土应力-应变-时间特性[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版) 2008(01)
6.刘保健.支喜兰.谢永利公路工程中黄土湿陷性问题分析[期刊论文]-中国公路学报 2005(04)
7.石刚.王晋国.支喜兰黄土地区公路工程地基承载力分区计算方法[期刊论文]-交通运输工程学报 2005(04)
8.张玉芬.张志权.赵桂娟二灰黄土力学性能试验[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版) 2007(05)
1.王松鹤.骆亚生.李焱黄土固结蠕变特性试验研究[期刊论文]-工程地质学报 2009(5)
2.李喜安.黄润秋.彭建兵黄土崩解性试验研究[期刊论文]-岩石力学与工程学报 2009(z1)
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