湿陷性黄土的结构性及其变形强度特性课件

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1、湿陷性黄土的结构性及其变形强度特性1、黄土的结构特征及其基本力学特性2、非饱和结构性土的综合结构势3、复杂应力条件下黄土的综合结构势4、黄土的综合结构势应力应变关系5、黄土的结构性强度变化规律6、黄土的损伤特性7、黄土的等效骨架相应力及有效应力8、结束语湿陷性黄土的结构性及其变形强度特性1、黄土的结构特征及其基本力学特性黄土的细观结构特征：黄土的骨架由单粒、集粒、凝块组成；黄土的骨架具有架空的大孔隙特征；黄土颗粒间由盐分胶结、收缩膜联结；黄土中存在微节理裂隙。黄土的细观结构形成理论：双电层理论收缩膜理论物质组成理论1、黄土的结构特征

2、及其基本力学特性黄土细观结构的认识：一定尺度内土粒构架在空间分布不均匀；一定尺度内土粒构架中的孔隙在空间分布不均匀；土粒间有易溶盐胶结物加固土粒构架，且胶结物随土中含水量的多少可能存在相变；水气交界面：收缩膜对土粒构架有加固作用；浸水、受荷作用下黄土细观结构的变化趋势：土粒构架趋于稳定、分布均匀化；孔隙减小分布均匀化；胶结逐渐丧失破损化；水膜转移均匀化。黄土的压缩变形特征：1、黄土的结构特征及其基本力学特性湿陷性黄土一般属于欠压密结构性土：上覆压力大于先期固结压力，小于结构屈服压力。结构屈服破坏前压缩变形随压力的增长率较小；之后增长

3、率逐渐增大。原状黄土压缩曲线与正常固结曲线给出了同一压力下结构破损（增湿）后孔隙比的可能变化量。原状黄土黄土的压、剪变形特征：1、黄土的结构特征及其基本力学特性固结围压小于结构屈服压力时，剪应力剪应变曲线呈软化型；固结围压越小，压缩作用造成的结构破损越小，剪切过程中有明显的剪切体胀特性，且剪缩剪胀的转折点一般对应于剪应力剪应变曲线的峰值点。黄土的压、剪变形特征：1、黄土的结构特征及其基本力学特性固结围压大于结构屈服压力时，剪应力剪应变曲线呈硬化型；固结围压越大，压缩作用造成的结构破损越大，剪切过程中剪切体缩越大。黄土的压、剪变形特征

4、：1、黄土的结构特征及其基本力学特性原状黄土压缩曲线与临界状态曲线给出了同一压力下结构破损（增湿、剪切）后孔隙比的可能变化量。临界状态线正常固结线2、非饱和结构性土的综合结构势土的结构性参数－－综合结构势（谢定义、齐吉琳1999）●结构性土具有结构的可稳性与结构的可变性；●原状土的结构性可以通过加荷、浸水、扰动等作用释放出来；●饱和原状土与原状土的压缩变形比m1表示可变性；●原状土与扰动重塑土的压缩变形比m2表示可稳性；综合结构势mp=m1/m22、非饱和结构性土的综合结构势复杂应力条件下的应用侧限压缩试验测试随压力增大的压缩变形三

5、轴压缩试验测试随变形发展的剪切应力基于应力条件的结构性参数3、复杂应力条件下黄土的综合结构势原状土三轴剪切试验扰动土三轴剪切试验饱和原状土三轴剪切试验●原状土与饱和原状土的剪应力比m1表示可变性●原状土与扰动重塑土的剪应力比m2表示可稳性胶结强度吸力强度原装样重塑样饱和样三轴剪切试验结果原状土样为Q3黄土，干密度约为1.30g/cm3，天然含水量为8.5%。原状土样、重塑土样的含水量控制在2～18%范围，三轴剪切试验的固结围压控制在50～300kPa范围。分别进行了不同固结围压、不同含水量的原状土、重塑土的三轴试验，以及不同固结围压

6、的饱和原状土三轴剪切试验。3、复杂应力条件下黄土的综合结构势原状土三轴剪切试验结果3、复杂应力条件下黄土的综合结构势原状土三轴剪切试验结果3、复杂应力条件下黄土的综合结构势相同围压下一定含水量的原状土、重塑土三轴剪切试验结果与原状饱和黄土的剪切试验结果3、复杂应力条件下黄土的综合结构势相同围压下一定含水量的原状土、重塑土三轴剪切试验结果与原状饱和黄土的剪切试验结果3、复杂应力条件下黄土的综合结构势结构性参数与轴向应变的关系3、复杂应力条件下黄土的综合结构势结构性参数与轴向应变的关系3、复杂应力条件下黄土的综合结构势3、复杂应力条件下

7、黄土的综合结构势已经确定的结构性参数考虑了含水量、初始固结压力及剪切变形发展对于结构性变化的影响，将其引入应力应变关系曲线，即将测试确定的不同应变条件下的主应力差除以结构性参数，可以得到如下的关系曲线。4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系4、黄土的综合结构势应力应变关系5、黄土的结构性强度变化规律当固结压力较小时，压缩作用造成的结构性丧失程度较小，

8、剪切作用下具有明显的峰值强度，此后随着结构性的逐渐丧失，抗剪强度逐渐衰减；当固结压力较大时，压缩作用造成结构性丧失程度较高，破坏应变时土的抗剪切强度最大；不同结构性状态的土，其抗剪切强度不同。5、黄土的结构性强度变化规律抗剪强度比与结