機車振動作用下黃土單軸拉伸特性研究.pdf

1、隨著西部大規(guī)模基礎(chǔ)建設(shè)的開展，人類工程活動對黃土高原的影響日益劇烈，特別是鐵路運營后，機車振動作用對周圍邊坡體的影響更為強烈，導(dǎo)致了地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)、環(huán)境惡化。本文通過室內(nèi)土工試驗、室外監(jiān)測試驗開展了機車振動作用對黃土單軸拉伸特性的試驗研究，此研究成果可為振動作用下土體的單軸抗拉強度特性理論的應(yīng)用起指導(dǎo)意義。
　　本文以振動、非振動作用下非飽和黃土單軸抗拉特性為研究對象，以單軸拉伸試驗，直剪試驗、基質(zhì)吸力測試試驗為手段展開研究。從非振

2、動、振動作用兩個角度對非飽和黃土從含水率、振動頻率影響因素對抗拉強度和拉伸變形的影響進行分析和研究，歸納總結(jié)出非振動、振動作用下土體抗拉強度與含水率、凝聚力等之間的結(jié)論和公式，使其便于之后的科學(xué)研究及工程應(yīng)用，現(xiàn)得出以下結(jié)論:
　　(1)對黃土樣進行振頻為20Hz的振動試驗后發(fā)現(xiàn)，振動前后土體的基質(zhì)吸力、凝聚力隨含水率的增大而減小，但振后土體的基質(zhì)吸力大于振前的基質(zhì)吸力，振動作用對土體基質(zhì)吸力的增大提供了正能量，幫助了抗拉強度組成

3、部分中基質(zhì)吸力的增大。
　　(2)列車振動作用使得土體自身形成的膠結(jié)性的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)多數(shù)已遭破壞，聯(lián)結(jié)強度降低，所以振動后土體固有凝聚力、加固凝聚力減小。不同振動頻率對土體抗拉強度的降低程有所不同，其影響程度由大到小依次為20Hz、25Hz、15Hz，在振動頻率為20Hz時，土體發(fā)生共振，因而其抗拉強度的降低程度更大，并且得到不同振動頻率下土體抗拉強度與含水率之間的函數(shù)關(guān)系。
　　(3)通過非振動、振動作用前后對比，發(fā)現(xiàn)原狀黃土

4、在拉伸破壞那一瞬間都伴隨有響聲，之后拉裂破壞，振動與非振動過程原狀土體的破壞都很突然，并且為脆性破壞，破壞方式為中央和頂部破壞兩種，其破壞面與拉伸方向垂直，且破壞面粗糙不平整，從拉伸開始到結(jié)束此過程土體未出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。變形只有在軸向拉伸方向，無側(cè)向的變形，隨著軸向位移的增大，土體的拉應(yīng)力也隨著增大，直至破壞，土體拉應(yīng)力隨著含水率的增大逐漸減小。土體的軸向位移與含水率關(guān)系表現(xiàn)為先減小后增大的趨勢，從能量角度進行剖析，認為土體變形分為塑性拉