竖向压力条件对黄土抗剪强度的影响规律

明确黄土物理力学性质是分析黄土地质体稳定性的重要依据。以延安新区原状与重塑黄土为研究对象,采用改进的室内直剪试验方法对原状与重塑黄土高、低压力条件下的抗剪强度进行测试,研究不同湿度、密度和高、低压力条件下原状与重塑黄土抗剪强度及抗剪强度指标的变化规律。研究结果表明:低压力、低含水率条件下黄土试样剪应力-剪切位移关系曲线具有明显的“单峰”特征,高压力条件下黄土试样剪应力-剪切位移关系曲线呈持续增长趋势,无明显峰值特征;原状黄土强度指标明显大于重塑黄土,且湿度和密度变化对黏聚力的影响程度较内摩擦角更显著;高、低压力段下的黄土抗剪强度指标存在显著差异,建议在对黄土边坡浅层稳定性分析时按照包含低压力条件下的直剪试验获取抗剪强度指标值。

物理性质对黄土抗剪强度指标的影响规律

明确黄土物理力学性质对指导黄土工程实践具有重要价值。本文以延安新区黄土为研究对象,开展不同湿度、密度条件下原状与重塑黄土直剪试验,研究湿度、密度变化对挖填方区黄土强度指标的影响规律。研究结果表明:在低含水率(w≤6%)条件下,黄土剪应力与剪切位移关系曲线具有显著的峰值特征,呈“硬脆”特点;在中高含水率(w≥12%)条件下,土体剪应力与剪切位移关系曲线呈“快速增大-缓慢增大-平缓稳定”发展趋势,峰值特征不明显;黄土抗剪强度及其强度参数随土体含水率增大而逐渐衰减,随土体密度增加而显著增大,湿度和密度变化对粘聚力的影响较内摩擦角更显著;挖填方区黄土的抗剪强度大小关系为挖方原状土τ_(u)>挖方重塑土τ_(e)>填方重塑土τ_(f)。挖方原状黄土抗剪强度与含水率的关系曲线符合指数函数分布,挖、填方重塑黄土抗剪强度与密度的关系曲线符合线性函数分布,通过预测模型获取的黄土抗剪强度参数计算值与试验值变化趋势基本一致,采用本文预测方法表征黄土抗剪强度及其强度参数变化规律是可行的。

旱区陡坡黄土的低压力抗剪强度特性试验研究

黄土强度指标的准确确定是地质体稳定性分析的基础依据。以延安地区某边坡上更新统黄土为研究对象,利用改进的直剪仪,开展不同初始含水率、密度、干湿循环条件下原状与重塑黄土的低压力抗剪强度试验,研究原状与重塑黄土的低压力抗剪强度及抗剪强度指标随初始含水率、密度及干湿循环次数的变化规律,建立黄土的低压力抗剪强度指标与初始含水率、密度及干湿循环次数之间的函数关系。结果表明,黄土的低压力抗剪强度与初始含水率的关系可采用指数函数描述,与土体密度和干湿循环次数的变化关系可采用线性函数描述;原状与重塑黄土的黏聚力、内摩擦角与初始含水率之间呈负相关,且原状黄土抗剪强度指标高于重塑黄土;黄土的抗剪强度指标随土体密度增加而显著提高,随干湿循环次数增加呈明显减小趋势。

延安新区原状黄土强度各向异性试验研究

为研究原状黄土的各向异性特征,以延安新区某边坡Q3原状黄土为研究对象,开展不同取样方向原状黄土直剪试验和无侧限抗压强度试验,获取原状黄土应力—应变关系曲线、抗剪强度、无侧限抗压强度及强度指标,对比分析原状黄土的各向异性规律。研究结果表明:低应力条件下水平方向原状黄土抗剪强度明显小于深度方向试样,而高应力条件下两者之间的差异减小;取样方向对原状黄土低应力抗剪强度指标影响显著,且对黏聚力的影响高于内摩擦角;深度方向试样无侧限抗压强度明显高于水平试样,且压剪破坏后深度方向试样表面产生的斜裂缝少于水平方向试样;建议在黄土工程设计与稳定性分析过程中,应重视原状黄土强度各向异性的影响。