【摘 要】
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黄土具有多孔性、崩解性,当水在土中渗流时会产生渗透力作用,使得土体强度降低、变形增加。位于季节性冻土区的黄土边坡,黄土体还会受到冻融与盐蚀的作用,使得土体变形更甚,甚至引发滑坡等自然灾害。因此渗透性是黄土重要的工程力学性质之一。冻融作用导致含盐黄土渗透特性变化是一个比较复杂的问题,且相关研究较少。基于此,本文从细观及宏观两方面入手,通过开展室内核磁共振试验及三轴渗透试验,来揭示原状含盐黄土冻融过程
【基金项目】
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国家自然科学基金项目:黄土地区盐蚀型崩塌灾害发生机理及预测判据研究（51478385）; 国家自然科学基金项目:受地震荷载扰动裂隙性黄土崩塌灾害发生机理及评估方法研究（51878551）
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黄土具有多孔性、崩解性,当水在土中渗流时会产生渗透力作用,使得土体强度降低、变形增加。位于季节性冻土区的黄土边坡,黄土体还会受到冻融与盐蚀的作用,使得土体变形更甚,甚至引发滑坡等自然灾害。因此渗透性是黄土重要的工程力学性质之一。冻融作用导致含盐黄土渗透特性变化是一个比较复杂的问题,且相关研究较少。基于此,本文从细观及宏观两方面入手,通过开展室内核磁共振试验及三轴渗透试验,来揭示原状含盐黄土冻融过程下的渗透特性变化机理。细观方面,本文以西安原状黄土为研究对象进行了核磁共振试验。试验结果表明:土体孔隙率随冻融次数的增加逐渐变大,且增大幅度逐渐变小,呈指数型增长;孔隙率随含盐量的增加逐渐变大,且增大幅度逐渐升高。土体在经历10次冻融循环之后,其内部孔径仍以0.01～0.1μm及0.1～10μm为主,两者体积之和约占总孔隙体积的70%。前两次冻融循环使土体的分形维数暂时降低;随着冻融循环的进行,分形维数开始增大,且增大幅度逐渐变小。宏观方面,本文以西安原状黄土为研究对象进行了表观分析及三轴渗透试验。表观分析表明:土体表面裂隙率随冻融次数及含盐量变化的规律同孔隙率的变化规律相同。三轴渗透试验结果表明:土体的渗透系数随冻融次数的增加逐渐变大,且增大幅度逐渐变小,呈指数型增长,与孔隙率的变化规律相同;随围压的增加逐渐变小,且减小幅度逐渐降低,呈指数型下降。若土体未经过冻融循环,其渗透系数随含盐量的增加有变小的趋势;若经历过冻融循环,其渗透系数随着含盐量的增加逐渐变大,且增大幅度逐渐升高,与孔隙率的变化规律相同。最后,本文基于渗透试验的基本数据,利用BP神经网络对原状含盐黄土冻融过程渗透系数的变化规律进行了预测,经检验发现其预测精度较好。
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