【摘 要】
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黄土中易溶盐的盐蚀作用对黄土结构产生不利的影响,在冻融循环、含水率等因素的影响下,会诱发黄土体崩塌现象。基于盐蚀作用对黄土体崩塌灾害机理的认知不是十分明确,本文开
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黄土中易溶盐的盐蚀作用对黄土结构产生不利的影响,在冻融循环、含水率等因素的影响下,会诱发黄土体崩塌现象。基于盐蚀作用对黄土体崩塌灾害机理的认知不是十分明确,本文开展含盐原状黄土冻融循环试验,通过含盐量、含水率、冻融循环次数等因素对原状黄土影响的分析,研究盐蚀型崩塌灾害的发生机理。本文以陕西西安原状黄土为研究对象,研究不同含盐原状黄土在经历不同冻融循环次数后的强度劣化特性,并分析比较冻胀与盐蚀单独效应下对土样粘聚力的损伤程度,通过自制海绵浸盐方式向原状土样掺入不同比例Na2SO4,制作不同梯度(η=0.0%,0.5%,1.0%,1.5%)含盐量的含盐原状黄土,并开展冻融循环,三轴剪切试验,得到土样强度参数。研究结果表明:随着冻融循环次数的增加,含盐原状黄土粘聚力变化趋势近似呈指数形式衰减,且衰减主要集中在第1、2次循环;随着含盐量的增加,含盐原状黄土粘聚力变化趋势近似呈抛物线形式衰减,且衰减程度逐渐增大;随着含水率的增加,含盐原状黄土粘聚力变化趋势近似线性形式衰减;在仅考虑冻胀与盐胀两种破坏因素的前提下,随冻融循环次数的增加,高含盐量(η=1.0%,1.5%)引起强度损伤占比较大,超过50%;低含盐量(η=0.5%)引起的强度损伤,始终低于冻胀引起的损伤效应;随着含盐量的增加,冻融损伤占比与盐蚀损伤占比均呈现抛物线形式变化,前者呈现开口向上的逐渐下降阶段,后者呈现开口向下的逐渐上升阶段。冻融循环导致含盐原状黄土强度的损伤规律十分复杂,本文采用BP神经网络算法对试验数据进行学习训练,并得到各因素与抗剪强度指标间的预测模型。结果表明:冻融过程含盐原状黄土粘聚力神经网络模型的预测值和试验值之间相对误差较小,表明该模型具有较好的预测精度,能够综合描述诸因素与粘聚力的量化关系。黄土体在冻胀及盐蚀作用下,内部结构在发生着不断地变化。本文结合CT微观试验,研究不同冻融循环次数、不同含盐量下原状黄土体内部微观损伤过程演化规律。研究结果表明:随冻融循环次数的增加,含盐原状土样的CT数ME值呈现与强度较为相似的变化,即近似呈指数形式衰减;而其CT数SD值则随着冻融循环次数的增加呈现与硬化型应力应变曲线近似的变化趋势。
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