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黑方台地区黄土强度弱化的浸水时效特征与机制分析
  • ISSN号:1000-7598
  • 期刊名称:《岩土力学》
  • 时间:0
  • 分类:TU42[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059, [2]北京市勘察设计研究院有限公司,北京100038, [3]中国地质大学水资源与环境学院,北京100083, [4]成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059
  • 相关基金:国家创新研究群体科学基金项目(No.41521002);国家重点基础研究发展计划项目(No.2014CB744703).
中文摘要:

黑方台地区因灌溉水下渗,导致地下水位上升,深部土体长期处于饱水状态。地下水溶滤作用带走大量盐分,同时改变了孔隙水溶液中的化学成分,影响着黄土的抗剪强度。采用环剪仪、激光粒度分析仪、Zeta电位仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、离子色谱仪等装置从强度和物理化学作用等方面对其进行研究。试验结果显示,黄土抗剪强度及其参数(内摩擦角)-浸水时间曲线呈“勺形”。结合相应的物理化学测试结果,分析了黄土强度弱化的浸水时效机制:浸水初期,胶结物(易溶盐)迅速溶解,黄土微结构破坏,内摩擦角显著降低;同时孔隙水离子浓度增大,与黏粒反离子层发生离子交换作用,黏粒结合水膜厚度变小,致使内摩擦角稍有增大;随着浸水时间的增加,中溶盐石膏逐渐溶解于氯化钠溶液中,导致黄土中粗颗粒进一步分散解体,黏粒含量增加,双电层总厚度有所增大,内摩擦角稍有降低。

英文摘要:

The infiltration of irrigation water on Heifangtai loess plateau raises the groundwater level and saturates the deep soil all the time. Lixiviation caused by underground water takes away much salt and changes chemical components in pore water at the same time, which affects the strength of loess. In this study, the shear strength and physicochemical characteristics of loess are investigated using ring shear apparatus, laser particle size (LPS) analyzer, Zeta probe (potential measuring apparatus), inductively coupled plasma emission spectrometer (ICP-OES), ion chromatograph. The test results show that the curve of strength (internal friction angle)- soaking time is in a "spoon" shape. Based on the results of physical and chemical tests, mechanism of strength weakening of loess soaked in water is discussed. The cements (soluble salt) among loess particles dissolve in water rapidly, breaking the microstructure and making the internal friction angle decrease. At the same time, ion concentration in the pore water increases, and the ions exchanged with outer layer of clay particles, leading to a decrease in the thickness of adsorbed water of clay particle so as to make the internal friction angle increase slightly. With the increase of soaking time, gypsum dissolves in sodium chloride solution and coarse particles are dispersed into clay particles further, then the total thickness of electrical double layer increases, so the internal friction angle decreases slightly.

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期刊信息
  • 《岩土力学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 主编:孔令伟
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:ytlx@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87198484 87199252
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7598
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1199/O3
  • 邮发代号:38-383
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,美国《工程索引》EI收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:56873