浅论黄土动残余变形的特性与机理研究

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1、图书分类号：P315工学博士学位论文单位编码：85406学号：20031004黄土动残余变形的特性与机理研究博士研究生：导师：申请学位级别：学科：专业：研究方向：袁中夏王兰民研究员工学博士学位土木工程岩土工程黄土地震灾害中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二零一零年五月Doctor’SDegreeThesisCharacteristicsandMechanismofDynamicResidualDeformationofLoessDoctorCandidate：Supervisor：Subject：Speci

2、alty：ResearchField：YuanZhongxiaProf．WangLanminCivilEngineeringGeotechnicalEngineeringEarthquakeGeohazardofLoessSiteInstituteof峨Mechanics，ChinaEarthquakeAdministrationHarbin·ChinaMay,2010独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人

3、或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得生国丝震屋王程左堂硒塞压或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：三麦!是签字日期：2Q!Q量3Q学位论文版权使用授权书本人完全了解主国地震屋工程左堂硒塞逝有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权虫亘地震屋工程左堂硒塞压可以将本学位论文的全部或部分内容编入

4、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被查阅和借阅。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)论文作者签名：立生至．．导师签名：签字日期：．2QlQ：主：三Q签字El期：2Q!Q：§：!¨●●，』●，摘要黄土震陷是常见的地震灾害。历史地震中，黄土震陷常有发生并导致地基沉降、诱发滑坡并造成生命财产损失。通过室内试验研究黄土动荷载残余变形，分析不同因素对黄土震陷的影响，揭示黄土震陷的发生机理，这对于准确评价黄土场地震陷性，提高震陷灾害预测水平具有重要意义。本论文主要通过室内

5、试验和理论分析的方法，系统研究了动荷载特征、物性指标、黄土非饱和特性、粒度和微结构特征与黄土动残余变形的关系，并进一步阐明了黄土震陷的机理以及与黄土湿陷的机理差别。通过这些研究，本论文取得了如下方面的创新成果：l、研究得到了动荷载参数对黄土动残余变形的影响规律。基于大量的试验数据，证明黄土动残余变形与动荷载参数(主要是动荷载幅值和振次)存在量化关系。一定振次下黄土的动残余变形与动荷载幅值之间为无、常数项的二次函数关系，动残余变形随振次以自然对数方式增长。2、研究建立了干密度、非饱和特性(以体积含水量表征)和颗

6、粒组成对动残余变形的影响。结果表明，一定条件下动残余变形的增长随着干密度的增大而线性降低。论文在对黄土的非饱和特性研究的基础上，研究了非饱和特性对黄土动残余变形的影响。研究发现，当体积含水量增加时，黄土的动残余变形随之以自然对数函数方式增加。论文采用改变重塑试样粒度组成的方法研究了粒度成分对黄土动残余变形的影响。在研究范围之内，增加粘粒和砂粒的含量都可以降低黄土的动残余变形，但是二者在微结构尺度所起的作用并不相同。鉴于此，由于粒度组成之间存在的关系，粒度对黄土动残余变形的影响也可以简单用粉粒含量来表达。3、论

7、文通过微结构分析，进一步证实了黄土动残余变形的机理。试验前后黄土试样的孔隙分布分析表明，黄土发生显著动残余变形时，微结构对此有可识别的反映。一般地在动荷载作用下，总是那些不稳定的大孔隙首先破坏，然后次级孔隙才破坏。而且大孔隙面积的减少与动残余变形之间存在平方根函数关系。这一认识和试验结果相似。4、论文比较了黄土湿陷和震陷的机理。黄土的湿陷和震陷都因大孔隙弱胶结的结构，但是其发生机制不同，二者间不能建立直接的相关关系。本论文的研究成果对于评价和处理黄土场地的震陷性以及振动荷载作用下的路基变形都有相应的参考价值。

8、关键词：黄土：动残余变形；机理；非饱和土力学1中国地震局工程力学研究所博士学位论文AbstractSeismicsettlememisoneofthemostcommonearthquakedisastersonloessground．Itoccurredmanytimesduringhistoricalearthquakesandcausedgroundsettlementandtriggered