极端干湿交替作用下浅层黄土剪切强度特性对比

摘要

探明极端干湿交替气候条件下黄土的力学性质是地质体稳定性分析与评价的基础依据。以延安新区某工点路堑边坡Q₃黄土为研究对象，开展原状与重塑黄土多次干湿循环试验和直剪试验，揭示干湿循环次数、路径、幅度以及法向压力对黄土抗剪强度及其指标的影响规律。研究结果表明：不同法向压力条件下干湿循环黄土剪应力与剪切位移关系曲线呈应变软化型，其峰值特征随干湿循环次数增加而逐渐减弱；原状黄土在干湿循环条件下抗剪强度衰减相较于重塑黄土更为显著，经历3次干湿循环后抗剪强度衰减幅度达77.82%以上；高、低压力段下干湿循环黄土的抗剪强度及其指标存在明显差异，在直剪试验时应考虑低压力段；黄土抗剪强度指标随干湿循环次数呈快速衰减-缓慢衰减-渐进稳定的发展趋势，干湿循环作用对黏聚力的影响大于内摩擦角；黄土抗剪强度指标与干湿循环幅度呈负相关关系，干湿循环幅度越大，高压力段的黏聚力和低压力段的内摩擦角衰减越快；黄土抗剪强度指标的绝对劣化度曲线发展过程可描述为快速增长阶段（1～3次）、缓慢增长阶段（3～5次）和渐进稳定阶段（5～7次），快速增长阶段占比达78.77%以上；基于试验数据统计分析，建立了干湿循环黄土黏聚力和内摩擦角的绝对劣化度预测模型。

关键词

路堑边坡 / 浅层黄土 / 极端干湿交替作用 / 剪切强度 / 劣化模型

基金资助

陕西省教育厅服务地方专项计划（21JC035）; 延安市重点研发计划（2019ZCSY-006）; 延安大学科研计划（2023KXJ-010,2021ZCQ011）