结构性黄土的双曲线强度公式及其破坏应力修正     

宋焱勋  李荣建  刘军定  高虎艳 《岩土力学》2014,35(6):1534-1540

抗剪和抗拉强度是结构性土体力学特性的两个方面。通过试验研究了结构性黄土原状土和重塑土的抗拉和抗剪强度。结合抗拉和抗剪强度的试验结果,建立了适用于结构性黄土的双曲线强度公式,进一步研究了相应的破坏应力的修正算法,并将应力比结构性参数引入到结构性黄土的双曲线强度公式中。研究结果表明,建立的结构性黄土双曲线强度可以克服在Mohr-Coulomb强度理论中夸大了的土体抗拉强度缺陷,可为结构性黄土地区的工程灾害评价提供更加切合实际的强度理论。  相似文献   

黄土斜坡桩基竖向荷载传递规律现场试验研究     

牛富生  许建聪  马亢 《岩土力学》2014,35(7):1899-1906

结合某黄土斜坡桥梁桩基工程,对同一坡度相近位置的两根桩基开展现场试验,研究其在不同竖向荷载工况下的桩身上、下坡面两侧的轴力、桩侧摩阻力及桩侧土压力的传递规律与分布特征。试验表明：桩基荷载传递具有明显的区域性,第1区域是从桩顶至约3倍桩径深度处,此区域上坡面桩侧轴力较下坡面相应位置小,且其轴力随深度递减幅度及侧摩阻力发挥程度均较下坡面桩侧大;第2区域是从约3倍桩径至10倍桩径深度处,桩身上坡面一侧竖向受力减小幅度小于桩基下坡面一侧,但此时下坡面桩侧摩阻力发挥幅度大于桩基上坡面一侧;第3区域是从约10倍桩径直至桩端,该区桩身两侧轴力差异不大,摩阻力发挥幅度相近,荷载平衡协调且向下传递稳定。针对斜坡桥梁桩基上、下坡面两侧所受土压力的不均匀性,对设计桩基竖向承载力进行了一定程度地折减,并对计算公式作了相应修正,研究结论可供类似工程参考、借鉴。  相似文献   

拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制及其稳定性研究     

叶万军  杨更社  张慧梅  申艳军  李晓  梁博 《岩土力学》2014,35(12):3563-3568

拉裂-滑移式黄土崩塌是黄土地区高速公路建设过程中常见的一种崩塌灾害。根据土体极限平衡方程,得到黄土斜坡后缘最大竖直拉张裂隙深度。引进水致弱化函数,分别建立了竖直裂隙面介质及潜在滑移面介质的本构方程。根据崩塌体能量守恒原理及尖点突变理论,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患的尖点突变模型。根据该模型,探讨了拉裂-滑移式黄土崩塌的形成机制。认为黄土斜坡开挖后,后缘形成拉张裂隙,在裂隙充水的作用下,竖直拉张裂隙的剪切模量增大,潜在滑移面的剪切模量减小,当黄土含水饱和度达到一定程度时候,系统发生突变,滑裂面形成,土体重心不断向临空面移动。其重心一旦滑出陡坡,就会产生崩塌。根据极限平衡方程,结合摩尔-库仑定律,建立了拉裂-滑移式黄土崩塌隐患体的稳定性计算公式。研究结果对黄土崩塌治理的设计与施工具有重要参考价值。  相似文献   

基于最大熵原理的黄土丘陵区地质灾害规模频率分布研究     

邱海军  崔鹏  曹明明  刘闻  高宇  王彦民 《岩土力学》2014,35(12):3541-3549

在分析地质灾害规模分布的基础上,基于最大熵原理在理论上推导出崩塌、滑坡和不稳定斜坡灾害长、宽和厚等参数规模频率负指数分布关系,提出了规模参数频率分布简单而有效的计算公式。最后以黄土丘陵区宝塔区为例,对所提出的公式进行验证,结果表明：（1）宝塔区地质灾害以中型滑坡和中型崩塌为主,但大型地质灾害在控制着滑坡崩塌总面积和总体积中起着重要的作用;（2）滑坡、崩塌和不稳定斜坡规模等级指数主要集中于(5.5,6]级、(4,4.5]级和(5,5.5]级;（3）崩塌、滑坡和不稳定斜坡的长、宽和厚规模频率分布符合更简单的指数关系,且用指数关系拟合的规模频率曲线不会产生偏转效应;（4）对面积和体积取算术平方根和立方根后,它们的规模－频率分布也呈现出负指数分布,并且拟合效果良好（决定系数R2>0.9,概率P<0.05）。  相似文献   

含水量对晋西黄土抗剪强度影响的试验     

曹晓毅  李萍 《煤田地质与勘探》2014,42(5):77

以晋西黄土为研究对象,采用常规直剪试验和不排水不固结三轴试验,对不同含水量下土样的抗剪强度参数进行了测定,得出晋西黄土抗剪强度随含水量变化的规律。试验表明:直剪试验条件下,随着含水量的增加,土的抗剪强度降低。当含水量小于12%左右时,随着含水量的增大,黏聚力c降低迅速;当含水量在12%~23%时,随含水量的增大,黏聚力降低缓慢,降低幅度较小,当含水量大于23%左右时,随含水量的增大,黏聚力降低趋势再次变陡;抗剪强度参数内摩擦角φ随着含水量的增大,变化趋势不明显,其取值大致在14°~32°。三轴不固结不排水剪切试验中,随着含水量的增加,抗剪强度参数c降低,在小于12%含水量时,降低趋势陡,大于12%含水量后,降低趋势变缓;内摩擦角φ随着含水量的增大呈线性降低,且相关性较好。   相似文献   

山东埠西黄土剖面沉积特征及古气候环境意义   总被引：1，自引：0，他引：1  

徐树建  丁新潮  倪志超 《地理学报》2014,69(11):1707-1717

对山东济南章丘埠西黄土剖面进行了系统的野外调查,并对山东章丘埠西黄土剖面进行了粒度、磁化率以及光释光测年等指标研究分析,结果表明：① 根据粒度测量数据和粒度参数变化特征,并运用萨胡判别公式对其沉积环境进行判别,可知山东埠西剖面黄土沉积主要为风成沉积。通过粒级—标准偏差方法提取的环境敏感粒级分别为7.08~8.91 µm和39.81~50.12 µm;② 磁化率变化与不同粒级百分含量的变化之间具有明显的相关性,其中低频磁化率变化范围为32.38×10^-8~138.46×10^-8m³kg^-1,高频磁化率在 30.62×10^-8~123.31×10^-8m³kg^-1 之间变化,其变化特征一定程度上反映了埠西黄土剖面形成时的古气候环境信息;③ 结合光释光年代的测量数据与前人的研究成果,可将该黄土剖面划分为3个黄土层和3个古土壤层,该剖面记录了末次冰期以来该区域古气候环境的变化历史过程。  相似文献   

黄土坡面发育平稳的细沟流水动力学特性   总被引：3，自引：0，他引：3  

王龙生  蔡强国  蔡崇法  孙莉英 《地理科学进展》2014,33(8):1117-1124

由于天然降雨存在间歇性,常会出现前期降雨已经发育成型的细沟又经历了二次降雨的情况,但目前对这一条件下细沟流水动力学特性的研究还很少。本文采用室内人工模拟降雨的方法,通过间隔24 h两场不同雨强的降雨,研究黄土坡面经过第一场降雨形成比较稳定的细沟之后,在第二场较小雨强降雨过程中,细沟发育平稳时的流水动力学特性。研究结果表明:①细沟流速大小受坡长影响并不显著,相同坡度下不同坡长的细沟流平均流速差别不大;细沟流速受细沟形态影响较大,25°坡面比20°坡面细沟密度大,流速相对较小;②剪切力大小受流量和坡度共同作用;雷诺数与水流剪切力呈显著正相关关系,弗洛德数与水流剪切力则呈显著负相关关系;③随着距坡顶距离的增加,阻力系数呈增大趋势;第二次降雨强度相同,坡度大的坡面上阻力系数也较大,可见阻力系数与径流量和坡度的关系十分紧密;阻力系数与雷诺数之间呈显著正相关关系,雷诺数的增加意味着平均流速增大,水流强度增大导致细沟形态更为复杂,水流受到的阻力增大;虽然雷诺数增加同时也意味着水流深度增大,但从试验结果可见,陡坡条件下阻力系数受流速的影响较大。  相似文献   

基于DEM的黄土塬形态特征分析及发育阶段划分   总被引：1，自引：0，他引：1  

仝迟鸣  周成虎  程维明  张文杰  王娇  刘海江 《地理科学进展》2014,33(1):42-49

基于DEM的地形分析方法已被广泛应用于地貌学研究中,但当前研究以定性或半定量居多,利用各类参数对大面积区域的量化分析研究较少。本文以黄土高原为研究区,利用GIS 及DEM地形分析方法,将坡度小于15°的正地貌提取出来,然后利用坡度与起伏度结合分析得到黄土塬顶面,两者相减得到黄土塬坡面,最终提取黄土塬1106 个;选取黄土塬核心区的106 个样本,分别计算坡面平均坡度、顶面长短轴比、沟壑密度、顶面与底面比、地面裂度5 个指标,然后对其分别进行等级划分,计算5 个指标的几何平均值,作为评价研究区黄土塬相对年龄的指标;对组合指标（I）进行分析后,将其划分为3 级,分别为早期（I<1.74）、中期（1.74≤I<2.12）和晚期（I≥2.12）。研究结果显示,在黄土塬的不同发育阶段,各个形态指标整体上存在差异,各子类型内部也存在发育先后不一致的情况。在对黄土塬各子类型计算发育阶段指数之后发现,从黄土塬、黄土残塬到黄土梁塬,I值逐渐增大。形态指标的有序变化与前人研究所得的黄土地貌发育过程十分一致。  相似文献   

The State of Arts: Sources,Microbial Processes and Ecological Effects of Iron in the Marine Environment     

Shibo Feng  Yuelu Jiang  Zhonghua Cai  Yanhua Zeng  Jin Zhou 《地球科学进展》2019,34(5):513-522

Iron is the fourth most abundant element in the earth's crust, and it often appears as a trace element in the ocean. Iron has a variable valence and diverse functions, and is an important force to regulate marine primary productivity and drive the geochemical cycle in the ocean. Previous studies have shown that iron plays an important role in maintaining primary productivity, coupling matter cycles, and regulating the transformation of biogenic factors. In recent years, with the development of microbial ecology, iron research has enter more in-depth levels, including microbial-driven iron oxidation-reduction behavior, metabolic processes, and interactions with other major elements(C/N/P). This paper attempts to review the latest progress of iron, focusing on the published literatures of the past fifteen years. Firstly, we explained the sources and occurrence states of iron in the ocean (such as dissolved, colloidal, granular and organic state); Secondly, we reviewed the types and process mechanisms of microbial-mediated iron redoxbehavior (for example nitrate oxidation, and biological reduction, etc.); Finally, we summarized the coupling relationship between iron and C/N/P cycle. Additionally, the ecological roles of iron in specific ecological event (for instance algal bloom) has also been described. Furthermore, the "chemical-biological-physical" theoretical framework for marine iron research is also discussed. The purpose of this paper is to provide more information for marine microecological research and their effects on iron cycle under changing environment, such as global change.  相似文献   

Epigenetic geochemical dynamics and driving mechanisms of chemical elemental distribution patterns in soil in Southwest China     

CHENG Hangxin  PENG Min  ZHAO Chuandong  HAN Wei  WANG Huiyan  WANG Qiaolin  YANG Fan 《地学前缘》2019,26(6):320-354

The Earth's surface is a complex system involving mutual interactions of its many components, including mountains, rivers, forests, farmlands, lakes and grasses. The interaction and mutual feedback of chemical elements in Earths surface layer can drive changes in chemical elemental distribution patterns. In this study, we evaluated the mechanisms and interactions driving the distribution patterns of macroelements, probiotics, halogens and heavy metals in soils in Southwest China, based on a systematic geochemical land-quality survey at a scale of 1250000. The results showed that the parent material determines the natural state of chemical elements in land resources. Epigenetic geochemical dynamics reshapes the distribution patterns of chemical elements in top soil; biogeochemical processes drive the evolutionary trends of land quality; and human activities, such as mining, disrupt the natural evolution of chemical elemental distribution patterns. The establishment of an epigenetic geochemical dynamics theory allows the construction of a framework for understanding the Earths surface layer and promoting technological innovations for the comprehensive geochemical investigation of land resources.  相似文献