基于TRIM和VSA的黄土全吸力土水特征

来源 :长安大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:geng20516136
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
黄土是一种具有水敏性的特殊土,干、湿状态下的力学性质迥异,构成了水致黄土滑坡的本质,土水特征曲线是体现水敏性的重要本构关系。为揭示高吸力段土水特征,构建全吸力段完整的土水特征曲线,本研究依托重点基金(41530640)和重点研发计划(2018YFC15047000),引入TRIM和VSA测试仪,对庆阳西峰典型黄土剖面开展了全吸力范围土水特征测试,研究了全吸力范围内黄土、古土壤的土水特性及其影响因素,取得的主要成果如下:(1)总结了高吸力范围内黄土土水特征曲线的变化规律。通过VSA试验获取了西峰剖面(L2、L5、S5、L6、L7、L8、S8、L9、S10、L15)土层高吸力范围的土水特征曲线。结果表明,在7.1~482.9MPa吸力范围内,黄土的土水特征曲线均存在拐点,脱湿与吸湿路径拐点处含水率相近但不相同,拐点前后土的脱湿(吸湿)速率发生改变;非饱和黄土土水特征曲线滞后效应随吸力增加而减弱,当吸力约200MPa时,滞后效应消失;高吸力范围内古土壤的持水能力均强于黄土,其持水能力指标与土中粘粒含量存在线性正相关关系。(2)提出了一种基于VSA修正TRIM全吸力范围土水特征曲线测试的新方法。基于本次VSA的测试结果,发现TRIM在残余区测试的含水率高于实际值,其原因在于TRIM基于轴平移技术控制吸力,无法准确预测吸附水占优时的土水特性。因此,本研究引入VSA试验对TRIM方法进行修正,并采用新模型拟合。测试结果表明该方法可在短时间内准确测得全吸力范围内的土水特征曲线。(3)诠释了全吸力范围内黄土土水特征曲线滞后效应。基于本文提出的新方法,获取了西峰黄土剖面全吸力范围内的土水特征曲线。结果表明,各层土的土水特征曲线均存在明显的滞后效应,在相同吸力下脱湿路径的含水率大于吸湿路径,且随着吸力增加,两者差异减小,两种水力路径下的土水特征曲线在吸力较大(约200MPa)时重合。同时,对比了脱湿、吸湿路径下拟合曲线特征参数,发现脱湿路径下的饱和体积含水率θs、进气值参数a均大于吸湿路径下对应值,而参数n、m变化不大;此外,计算了各土层滞回圈面积。结果表明,滞后效应随深度增加趋于减弱,随uC增大而增强,随d10增大而减弱,且古土壤的滞后效应明显强于黄土。(4)揭示了黄土剖面上土水特性的变化规律及其影响因素。对比了不同土层的特征参数,并将其与土壤物理指标建立联系。得到以下结论:土在脱湿路径下的饱和体积含水率θsd沿剖面呈波动变化,古土壤的θsd均小于相邻层黄土,θsd随深度增加趋于减小,且θsd与dρ呈负线性相关关系;古土壤的进气值参数a值均大于相邻层黄土,且a随w、d10增加而减小;参数n随深度增加趋于降低,反映随着埋深增加,土孔隙密度范围变宽,峰值降低。定义过渡段斜率为土水特征曲线最大减湿率,结果表明,古土壤的最大减湿率小于相邻层黄土,最大减湿率随深度增加趋于降低,且最大减湿率随dρ增加而减小,随e增加而增加;黄土的m值均大于相邻层古土壤,且m与土中粘粒含量呈负相关关系。
其他文献
钙质砂广泛分布于纬度较低的海域,在我国的南海也分布较广。由于特殊的海洋生物成因,钙质砂具有形状不规则、强度低、内孔隙发育等特点,其工程力学性质与陆源砂相比具有较大差异。随着海上丝绸之路的推进,围绕岛礁区域开展的工程规模不断扩大,岛礁大型构筑物修建过程中产生的高应力必将导致作为地基材料的钙质砂产生颗粒破碎,而大量研究表明,颗粒破碎显著影响着钙质砂的工程力学性质。本文基于取自我国南海某海域的钙质砂样本
关于腿足式的结构,在动物身上非常常见,由于这种结构运动灵活,且地形环境适应性强,腿足式动物几乎已经遍布于大陆上的各个地方。现如今,专家们依据腿足式结构研发出一种新式的移动机器人,那就是四足机器人。四足机器人具备地形适应性强的优势,这一优势使得四足机器人可以代替人完成一些任务,尤其是到一些危险之处执行任务,从而保障人们的生命安全。但是目前四足机器人的研发技术尚未成熟,大多数的四足机器人都存在稳定性弱
学位
当前,人口老龄化已成为我国严峻的社会问题,对我国政治、经济、教育文化、社会保障等方面带来严重冲击。随着老龄化的不断推进,我国驾驶人群体也将进入“老龄化驾驶群体”。老龄驾驶员由于身体机能衰退而存在收集信息慢、反应时间长、操作不灵活、记忆力减退等问题,严重影响了驾驶行为,增加交通事故的风险,给老龄驾驶员自身和其他道路使用者带来严重隐患。本文在分析老龄驾驶员的交通特性和事故特征基础上,探究涉及老龄驾驶员