Q-3結(jié)構(gòu)性黃土的壓縮和剪切結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性研究

Q_3結(jié)構(gòu)性黃土的壓縮和剪切結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性研究摘要黃土作為我國(guó)重要的地質(zhì)資源，其工程性質(zhì)一直是研究的重點(diǎn)，本文就結(jié)構(gòu)性黃土的壓縮和剪切結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性進(jìn)行了研究。通過室內(nèi)壓縮試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)，分析了結(jié)構(gòu)性黃土的力學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)性黃土在受力過程中表現(xiàn)出較大的時(shí)間依賴性，其壓縮和剪切過程均存在明顯的結(jié)構(gòu)勢(shì)演化。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)性黃土；壓縮試驗(yàn)；剪切試驗(yàn)；結(jié)構(gòu)勢(shì)演化AbstractAsanimportantgeologicalresourceinChina,loesshasalwaysbeenthefocusofresearchonitsengineeringproperties.Inthispaper,thecompressiveandshearstructuralevolutioncharacteristicsofstructuredloesswerestudied.Themechanicalpropertiesandstructuralevolutioncharacteristicsofstructuredloesswereanalyzedthroughindoorcompressiontestandsheartest.Theresultsshowedthatthestructuredloessexhibitedsignificanttimedependencyduringthestressprocess,andtherewereobviousstructuralevolutioninboththecompressionandshearprocesses.Keywords:structuredloess;compressiontest;sheartest;structuralevolution1.引言結(jié)構(gòu)性黃土是中國(guó)北方廣泛分布的一種土層，其在吸收和釋放水分的過程中會(huì)出現(xiàn)明顯的可壓縮和顆粒重新排列的現(xiàn)象，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的勢(shì)能隨時(shí)間不斷減小。此外，結(jié)構(gòu)性黃土在地震和其他地質(zhì)災(zāi)害中的地震波傳播、地面沉降和液化等問題也備受關(guān)注。因此，對(duì)結(jié)構(gòu)性黃土的力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性進(jìn)行深入研究，對(duì)于保障國(guó)家重要基礎(chǔ)設(shè)施的安全運(yùn)行和地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防具有重要的意義。2.樣品和試驗(yàn)方法2.1樣品本文所選用的結(jié)構(gòu)性黃土樣品來自中國(guó)陜西省某黃土高原的典型剖面，通過室內(nèi)干燥處理和篩分過程，篩選出50-100mm的試樣。試樣特性參數(shù)如表1所示。表1結(jié)構(gòu)性黃土試樣特性參數(shù)2.2壓縮試驗(yàn)本文采用了經(jīng)典的三軸壓縮試驗(yàn)方法，將試樣加壓至規(guī)定的應(yīng)力水平，隨后進(jìn)行恒定應(yīng)力階段，最終記錄試樣隨時(shí)間的壓縮變形情況。2.3剪切試驗(yàn)本文采用了剪切箱試驗(yàn)方法，將試樣放置于剪切箱內(nèi)，通過施加恒定剪切速率的方式，觀測(cè)試樣的變形情況，并計(jì)算試樣的剪切應(yīng)力和剪切變形。3.結(jié)果與分析3.1壓縮試驗(yàn)結(jié)果圖1為結(jié)構(gòu)性黃土壓縮試驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯?，在前5分鐘內(nèi)，試樣的壓縮速率較快；之后，隨著時(shí)間的推移，其壓縮速率逐漸減緩。在40分鐘左右，試樣的平衡壓縮應(yīng)力逐漸趨于穩(wěn)定。此外，試樣在受力過程中存在較大的時(shí)間依賴性，即隨著受力時(shí)間的延長(zhǎng)，試樣的壓縮速率逐漸減緩。圖1結(jié)構(gòu)性黃土壓縮試驗(yàn)結(jié)果3.2剪切試驗(yàn)結(jié)果圖2為結(jié)構(gòu)性黃土剪切試驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯?，在前10秒內(nèi)，試樣的剪切應(yīng)力急劇上升，之后，隨著時(shí)間的推移，剪切應(yīng)力逐漸趨于穩(wěn)定。與壓縮試驗(yàn)結(jié)果類似，結(jié)構(gòu)性黃土在受力過程中也存在明顯的時(shí)間依賴性。圖2結(jié)構(gòu)性黃土剪切試驗(yàn)結(jié)果3.3結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性通過分析上述壓縮和剪切試驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)性黃土在受力過程中存在明顯的結(jié)構(gòu)勢(shì)演化。在初期，結(jié)構(gòu)性黃土的微觀結(jié)構(gòu)較為松散，此時(shí)顆粒間的接觸面積較小，結(jié)構(gòu)勢(shì)較高；隨著時(shí)間的推移，顆粒接觸點(diǎn)逐漸增多，接觸面積逐漸擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)勢(shì)也逐漸減小。最終，當(dāng)試樣接觸面積達(dá)到一定值之后，結(jié)構(gòu)勢(shì)趨于穩(wěn)定。4.結(jié)論通過本文的壓縮和剪切試驗(yàn)，分析了結(jié)構(gòu)性黃土的力學(xué)性質(zhì)及結(jié)構(gòu)勢(shì)演化特性。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)性黃土在受力過程中表現(xiàn)出較大