【摘 要】
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我国国土面积辽阔,存在大范围的黄土分布区,其中黄土高原更是地球上最大的黄土堆积体。有关于黄土的力学性质方面的研究很多,其大多都偏重于黄土的抗剪强度研究,同时因为工程实践方面的不重视,对抗拉强度研究的相对较少。虽然黄土的抗拉强度不高,但滑坡、地裂缝、边坡剥落等地质灾害及工程事故的形成和发展过程都与黄土的抗拉强度特性有关。因此研究黄土抗拉强度具有现实的工程意义,也具有重要的土力学价值。本文以陕西西安的
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我国国土面积辽阔,存在大范围的黄土分布区,其中黄土高原更是地球上最大的黄土堆积体。有关于黄土的力学性质方面的研究很多,其大多都偏重于黄土的抗剪强度研究,同时因为工程实践方面的不重视,对抗拉强度研究的相对较少。虽然黄土的抗拉强度不高,但滑坡、地裂缝、边坡剥落等地质灾害及工程事故的形成和发展过程都与黄土的抗拉强度特性有关。因此研究黄土抗拉强度具有现实的工程意义,也具有重要的土力学价值。本文以陕西西安的Q3黄土为研究对象,开展了以下工作:通过室内试验测出不同状态下原状黄土、重塑黄土的抗拉强度及变形特性;提出适合于本文黄土的联合强度理论,通过理论计算得到黄土边坡坡顶张拉裂缝的理论临界深度,建立了包含抗拉强度的边坡稳定性计算模型,并进行实例计算分析。单轴拉伸试验、轴向压裂试验的抗拉强度测试结果表明:(1)在强度特性方面,原状黄土抗拉强度介于8.89kPa-83.1kPa;重塑黄土介于8.57kPa-205.69kPa之间。随着含水量的增长,黄土的抗拉强度以e为底的指数函数下降;(2)在变形特性方面,随着含水量的增大,干密度的减小,试样应力应变曲线变化规律表现不同的几何模型,其试样破坏类型从弹性变形向塑性变形发展。基于试验结果分析对比,双曲线联合强度理论适用于本文所用黄土,在此基础上,联立双曲线强度理论、摩尔库伦强度准则以及最大拉应力得到了边坡坡顶张拉裂缝的临界深度值,通过分析黄土边坡滑坡孕育和发展的特点,提出了黄土滑坡的平面剪切模型,建立包括抗拉强度在内的边坡安全系数公式,通过实例计算分析表明:(1)边坡土体抗拉强度越大,边坡安全系数越大;(2)当坡顶裂缝距离塬边越远时,抗拉强度对边坡稳定性影响越小。基于本文研究所得到的结果,黄土的抗拉强度值的大小对于边坡稳定性有着不可忽略的影响,对于将结合抗拉强度进入边坡稳定性计算中,本文所提出的黄土边坡平面剪切破坏模型及其边坡稳定性评价方法具有一定的参考意义。
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