第38卷第5期 2016年10月
土木建筑与环境工程
Journal of Civil,Architectural &.Environmental Engineering
doi:10.11835/j.issn.1674-4764.2016.05.012
Vol.38 No.5 Oct.2016
口舒口
原状黄土冻融过程抗剪强度劣化机理试验分析
许健，李诚钰”，王掌权"，任建威1，袁俊3.4
（1.西安建筑科技大学土木工程学院，西安710055；2.西安市地下铁道有限责任公司，西安710018；3.中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司，西安710075： 4.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所；冻土工程国家重点实验室，兰州730000）
摘要：通过对西安Q：原状黄土在封闭系统冻融作用下的电镜扫描和直剪试验，研究了冻融作用对原状黄土微观结构和强度的影响。试验表明：冻融过程中原状黄土微观结构发生显著变化，大颗粒集粒数量明显减少，小粒径土颗粒所占比重增加，孔陈面积比增加。进一步基于损伤力学理论，得到微观结构冻融损伤度随冻融次数增加呈指数增加趋势，反映出冻融作用一定程度上破坏黄土体的结构强度，但多次冻融后黄土体结构强度趋于稳定的残余强度。冻融过程土样表面结构发生破坏，且含水率越高，土体表面特征破坏越严重。粘聚力随冻融次数增加呈指数衰减趋势，且含水率越高，粘聚力衰减幅值和速率越小；粘聚力随含水率增加表现出线性衰减特征，且冻融后粘聚力与含水率的变化规律近似重合；内摩擦角无明显规律性变化。粘聚强度冻融损伤系数随冻融次数增加呈指数增加趋势，随含水率升高有增大趋势。基于试验数据规律性，进一步提出了原状黄土粘聚强度劣化模型，该模型经试验验证可较好描述原状黄土粘聚强度劣化规律。
关键词：原状黄土；冻融作用；电镜扫描；微观结构：抗剪强度中图分类号：TU444
文献标志码：A
文章编号：1674-4764(2016)05-0090-09
Experimental analysis on the mechanism of shear strength
deteriorationof undisturbedloessduringthefreeze-thawprocess
Xu Jian'，Li Chengyu"，WangZhangquan'，Ren Jianwei'，Yuan Jun3.4
(1. School of Civil Engineering, Xian University of Architecture and Technology, Xi'an, 710055, P. R. China; 2. Xi'an Metro Ltd. , Xi'an, 710o18, P.R. China;3. Northwest Electric Power Design Institute of Co. Ltd
of China Power Engineering Consulting Group, Xi'an, 710075, P. R. China; 4. Cold and Arid Regions
Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou, 730o0o, P. R. China
Abstract:SEM and direct shear tests were conducted to study the influence of freeze-thaw action on the microstructure and strength of xi'an Q3 undisturbed loess under the closed system.The experimental
收稿日期：2016-03-09
基金项目：国家自然科学基金（51478385、51208409）；陕西省教育厅专项科研计划（12JK0914）；冻土工程国家重点实验室
开放基金（SKLFSE201312）；西北电力设计院技术创新科研项目（XB1-TM04-2013）
作者简介：许健（1980-），男，博士，副教授，主要从事寒区岩土工程研究，（E-mail）xujianlzb.ac.cn
李诚钰（通信作者），男，高级工程师，（E-mail）597888541@qq.com。
Received:2016-03-09
Foundation item: Natural Science Foundation of China (No. 51478385, No. 51208409)+ Special Research Program of
Shaanxi Province Education Department (No. 12JKo914); Open Foundation of state key Laboratory of Permafrost Engineering(No. SKLFSE2o1312) ; Technology Innovation Research Project of North West Electric Power Design Institute(No. XB1-TM04-2013)
Author brief:Xu Jian(1980-), PhD, associate professor, main research interests : the cold geotechnical engineering, (E
nail)xujian@lzb.ac.cn.
万方数据Chengyu(corresponding author)），seniorengineer，（E-mail)597888541@q.com