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《地震研究》2021,44(1)
黄土的细观结构对其非线性动力参数具有重要影响。选取不同地区的典型原状黄土进行室内动三轴试验和扫描电镜(SEM)试验,利用PCAS孔隙图像识别与分析系统统计分析SEM图像,获取了黄土的孔隙细观结构参数,分析了孔隙细观结构参数与初始动弹性模量和阻尼比的关系。结果表明:初始动弹性模量随着土体平均孔隙直径、表观孔隙率、分形维数和概率熵的增大而减小,其中平均孔隙直径和分形维数对初始动弹性模量的影响较为显著,表明土体内孔隙的大小及其排列对土体的动弹性模量具有明显的影响;而阻尼比均随着土体平均孔隙直径、表观孔隙率、分形维数和概率熵的增大呈非线性增大,其与表观孔隙率和分形维数具有明显的相关性,表明孔隙数量及其排列形态对土的阻尼比影响较为明显。 相似文献
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黄土的孔隙结构是区别于其他土类的重要特点之一,黄土的湿陷、震陷等宏观力学表现与其孔隙结构密切相关。本文开发了利用Matlab和IPP(Image-Pro Plus)软件相结合的方法对黄土微结构图像进行处理,提出了一种基于灰度计算土的三维孔隙率方法,并对青海西宁、甘肃永登、甘肃兰州、宁夏西吉和山西芮城五处场地的原状黄土微观结构进行了定性与定量分析。结果表明:不同地区的Q3黄土微结构往往与地域、深度以及气候条件密切相关。在定性方面,六盘山附近及以东的地区降雨量较为丰富,颗粒以集粒和凝块为主;而六盘山以西的地区气候较为干旱,颗粒之间接触面较小,易形成架空孔隙。在定量方面,在空间上自西北向东南,黄土大孔隙含量增加;在深度上自上至下,黄土颗粒相互靠拢,粒间距离减小,大孔隙含量减小;随着深度的增加,地应力逐渐增大,黄土颗粒和孔隙受到挤压发生转动和变形,中孔隙和大孔隙的椭圆率变小,其中大孔隙变化显著;土体发生重塑,孔隙排列变得有序,孔隙大小以及孔隙面积在各个区域分布相对均匀,分维数和概率熵减小,玫瑰图曲线变得圆滑。 相似文献
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采用电镜扫描仪（SEM）对三轴剪切前后压实黄土样在水平面和竖直面进行微观结构观察,从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3方面分析宏观强度试验的微观本质。试验结果表明：剪切前后概率嫡均在1附近,不同围压下剪切后土颗粒间孔隙排列无序,对宏观强度影响很小。不同围压下剪切后土样的平均形状系数和周长面积分维值均呈下降趋势,孔隙形态的变化对压实黄土强度不同的贡献较大,且土颗粒的团粒化程度与土样强度正相关;孔隙比的变化趋势与压实黄土强度的变化趋势相反,孔隙尺度的变化是压实黄土强度变化的控制因素。因此剪切前后微观结构的变化能较好地解释宏观试验现象。 相似文献
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采用电镜扫描仪（SEM）对三轴剪切前后压实黄土样在水平面和竖直面进行微观结构观察，从剪切前后孔隙排列、孔隙形态、孔隙尺度变化特征3方面分析宏观强度试验的微观本质。试验结果表明：剪切前后概率嫡均在1附近，不同围压下剪切后土颗粒间孔隙排列无序，对宏观强度影响很小。不同围压下剪切后土样的平均形状系数和周长面积分维值均呈下降趋势，孔隙形态的变化对压实黄土强度不同的贡献较大，且土颗粒的团粒化程度与土样强度正相关；孔隙比的变化趋势与压实黄土强度的变化趋势相反，孔隙尺度的变化是压实黄土强度变化的控制因素。因此剪切前后微观结构的变化能较好地解释宏观试验现象。 相似文献
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通过兰州新区同场地原状黄土（典型低黏性粉土）直剪试验和高倍电子显微镜及能谱试验，分析获取黄土内聚力C及内摩擦角φ值，以及矿物元素比值（Fe/Si、Al/Si、K/Al）以及微观结构参数（颗粒长轴，长轴的偏度，峰度，定向度，磨圆系数）等数据。采用单因素及多元回归拟合法分析土样的微观参数以及矿物元素比值与抗剪强度（C，φ值）的关联性。研究结果表明，φ值与角度均值线性相关，拟合公式相关系数0.82。内聚力C值与长轴峰度、长轴偏度、Fe/Si、Al/Si、K/Al线性相关，拟合后相关系数最大0.99。微观参数与抗剪强度拟合公式可为预测土样抗剪强度提供新的研究方法。 相似文献
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为了解冻融作用对黄土湿陷性的作用效果,以Q3黄土为研究对象,采用增(减)湿法配制不同含水量黄土试样,测试黄土在无补水条件下受温度影响的冻融变形、压缩变形和湿陷变形;对原状黄土进行颗粒分析及基本物理力学参数试验。分析表明:(1)黄土是否产生冻胀取决于其含水量是否超过"临界冻胀含水量"。(2)冻融黄土与原状黄土相比压缩变形量较大,把部分浸水湿陷变形转化为压缩变形,冻融作用使黄土的湿陷性弱化。(3)冷冻黄土在相同温度下,含水量越大,湿陷系数越小;在同一含水量下,冻结温度愈低湿陷系数愈小。 相似文献
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为从微观孔隙分布角度上解释饱和原状黄土与饱和重塑黄土在相同应力状态下宏观变形的差异、在相近孔隙比下孔隙分布的差异以及所经历应力路径的差异,针对这二个目的,对泾阳崔师饱和原状黄土和饱和重塑黄土进行一维压缩和等向压缩试验并进行相同应力状态及相近孔隙比下的压汞试验。研究结果表明:泾阳崔师黄土孔隙分布呈三峰分布,重塑黄土孔隙分布呈两峰分布;相同应力状态下,两者粒间孔隙差异大而粒内孔隙基本相同,随着压力的增加,两者粒间孔隙逐渐相近,宏观变形的差异体现在粒间孔隙的差异;相近孔隙比下,二者孔隙分布差异不大但经历的应力路径差异很大。 相似文献
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天然黄土因其较强的结构性,制备大尺寸原状试体非常困难,国内外尚无针对饱和原状黄土实施振动台模拟试验的数据与资料。通过解决大尺寸原状黄土试体现场取备难题,利用振动台模拟试验研究饱和原状黄土液化现象及其基本特征。试验结果表明:饱和原状黄土的液化现象,在超孔隙水压力增长、持续与消散的趋势性上与饱和砂土具有可比性,二者的最大差别在于细节特征方面的不同;饱和度是决定地震作用下天然黄土液化特性的首要条件;试体饱和度约为90.3%的条件下,加载后的最大孔压比约为0.93;饱和度85%、75%和65%可能是天然黄土能否发生液化现象、似液化现象(循环失效)和不考虑循环失效现象的临界值。试验获得的资料与分析结果,对深入理解饱和土体液化物理过程与力学机制意义重大。 相似文献
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弦线模量法建立了考虑黄土基本物性指标及附加应力综合影响的弦线模量函数，应用分层总和法计算黄土地基的变形量，并在陕西关中黄土地区工程实践中获得良好的预测结果，而在分析兰州等其他黄土地区地基沉降时，结果出现偏差，究其原因，与计算中忽视了天然状态下黄土的结构性特征有关。以弦线模量法为基础，通过西安近郊4处土样试验和大量载荷试验资料，分析黄土的构度指标与压缩模量、孔隙比、含水量的关系，并将构度指标引入弦线模量表，深化结构性参数在地基沉降变形计算中的理论。 相似文献
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通过饱和原状黄土常规三轴试验和非饱和原状黄土等吸力三轴试验研究吸力和净围压对非饱和黄土强度变形的影响，并用HUANG等、胡冉等和方祥位等提出的土水特征曲线模型分析剪切过程中排水规律。研究结果表明：等吸力下原状土样固结剪切体积变形随净围压增大而增大；等净围压下原状土样固结剪切体积变形量随吸力的增大基本呈减小趋势。p-q平面内饱和土CSL线逐渐超过低吸力下非饱和土CSL线，原因在于随着p值增大，相对于非饱和土，饱和土孔隙比越来越小，较小孔隙比对抗剪强度的贡献逐渐大于非饱和土吸力对抗剪强度的贡献。应用固结稳定的数据拟合出HUANG等和胡冉等提出的模型参数，并预测剪切过程中的排水量，发现剪切速率对排水量有影响，这两种模型适用于剪切速率慢，排水充分的情况，而方祥位等提出的模型对不同剪切速率会拟合出不同的参数。 相似文献
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本研究在通渭、兰州、西吉、宝鸡、西安等多个西北典型黄土震陷灾害场地获取原状土样，通过对密度、含水率、孔隙比、塑液限等物理指标的测试，分析其与土体震陷性的关系；通过动弹性模量和阻尼比、动强度、震陷等室内动力特性试验，并结合大量前人研究资料，分析土体性质对岩土震陷灾害的区域性影响。结果表明：1）震陷系数与单一土体物性参数呈正相关或负相关关系，六盘山以西和以东的黄土震陷特性反映了明显的地区变化规律，在相同地震荷载作用下震害东轻西重；2）随着时间的推移，人类的活动增加，改变了土的含水率，导致土体上覆压力增大，在上覆压力的作用下，土体的初始孔隙数量有所减少，其固结程度越来越好，宏观表现为土体的易损性即震陷性减小。 相似文献
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本文以1995年甘肃省境内5．8级地震引起的黄土地区震陷灾害实例，对黄土微结构孔隙性进行了定量研究。通过电镜扫描手段和SEM图像处理技术，对极震区震陷性黄土微观结构的各项指标进行了比较分析，得出不同地点的黄土孔隙分布曲线；对极震区受地震破坏和未受破坏典型架空孔隙结构的黄土进行了定量处理，较好地解释了土体的工程性质，结合激光粒度分析仪对极震区黄土进行了测量和统计分析。同时对无震区与强震区黄土孔隙分布曲线进行了对比研究。结果表明：不同极震区的孔隙分布特征不同，同一深度不同区域孔隙分布曲线亦有明显的差异。 相似文献
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INTRODUCTIONAn earthquake with magnitude of5.8struck Qishan Townin Yongdeng County,Lanzhou,at06:44,July22,1995.The region affected by the earthquake is located in the loess hills with sparsevegetation cover.The region also lags behind economically.The meizoseismal intensity reachedⅧ.For its shallowsource,the earthquake caused relatively heavy damage,though it was a moderateevent.Ground cracks with a widthlargerthan10cmare a commonsight onthe hills aroundthe town,some looks as if they … 相似文献
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对比我国中西部成土年代相近的浅层风成黄土（不考虑地形地貌）,针对不同成土环境下微观结构及其震陷性大小,初步将中西部黄土的微结构类型划分为五类：Ⅰ,近砂源快速降砂微结构;Ⅱ,强降尘弱成壤微结构;Ⅲ,冷干慢速降尘弱成壤微结构;Ⅳ,中湿成壤微结构;Ⅵ,温湿成壤微结构.微结构类型对于震陷性等工程性质分析有借鉴作用,具体体现在颗粒大小、粒径分布、排列方式,颗粒之间的胶结程度、接触方式等.通过分析黄土地区气候变化引起的地域性微观结构类型差异,区域性微观结构的气候形成机制来研究黄土的致灾特征,进一步获得黄土地区土层微结构的地域性差别导致的震陷变形强弱信息.这对于黄土建筑工程场地的设计以及提出针对性的防护措施有重要意义. 相似文献
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考虑非饱和特性的黄土湿陷性与微观结构分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用扫描电子显微镜测试技术对3个场地16个土样的微观结构进行观测,并使用图像处理软件对微观图像进行处理、对土样孔隙的几何特征参数和分维数进行了提取,土样孔隙分布分维数为1.816~1.936。利用分形几何学原理建立非饱和土的孔隙分布函数,对天然湿度下黄土中水分分布进行分析,运用回归分析的方法对孔隙的分维数、非饱和孔隙孔隙率和湿陷性的关系进行了分析。结果表明：孔隙分维数越大,孔隙结构越复杂;天然湿度下处于非饱和状态的黄土孔隙孔径均大于40μm,黄土的湿陷系数随着孔隙分维数、非饱和孔隙孔隙率的增大而增大,非饱和孔隙是造成黄土湿陷的主要原因。 相似文献
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Liquefaction testing at a saturated loess site was performed under the simulated earthquake ground motion induced by artificial
explosions with micro-time intervals. The time histories of ground acceleration, pore water pressure and the ultimate value
of residual strain were recorded and measured. The modified FEQdrain computation software was used to analyze the liquefaction.
Both the test and the analysis confirm the objective occurrence of loess liquefaction. Furthermore, the reliability of the
method of the loess liquefaction analysis based on FEQdrain and the model of pore water pressure development of saturated
loess are examined.
Supported by: China Ministry of Science and Technology (Granted No.2000-35), Registration No.for Publications of Lanzhou Institute
of Seismology, CSB:LC2002-001. 相似文献