原状黄土结构性及其定量化参数研究

洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究一、研究背景黄土这种自然界的伟大创造，自古以来就以其独特的魅力和神奇的力量，让人们为之倾倒。

它既是大自然的馈赠，也是人类文明的摇篮。

然而随着社会的发展和人口的增长，黄土的生态环境正在遭受严重的破坏。

为了保护这片神奇的土地，我们有必要深入研究其结构性和力学特征，以便更好地利用和保护这一宝贵的资源。

洛川剖面位于陕西省洛川县境内，是黄土高原的一个重要剖面。

这里地势平坦，地貌类型丰富多样，黄土层厚薄不一，结构复杂多变。

因此对于洛川剖面黄土的结构性和力学特征的研究，具有很高的科学价值和实际意义。

在过去的几十年里，我国的黄土研究取得了显著的成果，为我们提供了丰富的理论依据和实践经验。

然而由于各种原因，我们在黄土领域的研究仍然存在一些不足之处。

例如对于黄土的微观结构和力学特性的研究还不够深入，对于黄土在不同环境条件下的变形规律和稳定性分析还有待完善。

因此开展洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究，对于提高我国黄土研究的水平，促进黄土资源的可持续利用具有重要的现实意义。

1. 黄土在人类历史和现代社会中的重要性；黄土这种看似普通却又无比重要的自然物质，自古以来就在人类的生活中扮演着重要角色。

它不仅是我们祖先生活的基础，也是我们现代社会的重要资源。

黄土的广泛分布和丰富储量，使其在农业、建筑、环保等领域都有着不可替代的作用。

然而黄土的特殊结构性和力学特征，使得它在人类历史和现代社会中的重要性更加凸显。

黄土不仅承载着我们的记忆，更是塑造了我们的文明。

从古代的长城、秦始皇兵马俑，到现代的高速公路、高楼大厦，黄土都在其中扮演着关键的角色。

每一块砖石、每一粒沙砾，都是黄土的结晶，都是历史的见证。

黄土的存在，让我们有了生活的依托，也让我们有了追求进步的动力。

黄土的力学特征也是其独特魅力的一部分，它的强度和稳定性，使得它能够在各种恶劣环境中屹立不倒。

无论是风吹雨打，还是地震洪水，黄土都能坚守自己的岗位，保护着我们的家园。

马兰黄土变形性及微观结构特征研究王冠民;刘沛林;王蓬;姜振泉;钱自卫【摘要】简要介绍了马兰黄土力学强度、变形性及微观结构特征。

采用单轴压缩试验及电镜扫描方法，对原状及重塑黄土样的物理力学性质及微观结构特征进行了研究。

结果表明，马兰黄土原状土样和重塑土样均表现出很强的塑性变形特点，且其塑性变形性随含水量的增大而更加明显；相近稠度状态条件下，重塑土样较原状土样产生的变形量更大，表明原状土样具有一定的结构强度；单轴压缩试验前，原状马兰黄土呈支架大孔微胶结结构，颗粒之间多为点-点、点-棱接触；试验后，微观结构转为镶嵌微孔微胶结结构，支架架空结构发生破坏，土体变得致密。

【期刊名称】《建井技术》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P30-32)【关键词】马兰黄土;单轴压缩;变形性;微观结构【作者】王冠民;刘沛林;王蓬;姜振泉;钱自卫【作者单位】陕西彬长矿业有限公司煤化工分公司，陕西咸阳，713500;陕西彬长矿业有限公司煤化工分公司，陕西咸阳，713500;陕西彬长矿业有限公司煤化工分公司，陕西咸阳，713500;中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州，221116; 徐州中矿井巷注浆防治水新技术有限公司，江苏徐州，221008;中国矿业大学资源与地球科学学院，江苏徐州，221116; 徐州中矿井巷注浆防治水新技术有限公司，江苏徐州，221008【正文语种】中文【中图分类】TD163+.1陕西彬长矿区位于黄陇侏罗系煤田中部，是全国13个特大型煤炭基地之一。

目前矿区尚处于开发初期，一些矿井正在建设和规划中。

彬长矿区矿井建设的制约因素之一，是深厚的新生界松散土层［1］。

马兰黄土是该地区典型的新生界松散土层，呈厚层状，褐黄色含砂粘土和浅黄色粉质粘土间隔分布，单层厚度3～8m。

含砂粘土较致密，块状结构，具少量裂隙；粉质粘土呈半固态，土质疏松，具大孔隙，垂直节理发育，遇水易水解破坏。

井筒掘进揭露的围岩，存在垂向离层崩裂的潜在威胁，变形控制难度较大。

CT扫描技术在我国土工试验中的应用研究进展王艳丽;程展林【摘要】介绍岩土CT可视化系统的特点,总结CT扫描技术在土工试验中的应用情况,包括黄土、冻土、膨胀土、粗粒土等土体的初始结构观测与结构性演化方面的研究进展,指出开发定量的计算机图像分析系统,通过CT细观结构图像来建立土体数值模型和开发研制动态试验CT扫描设备是今后应予以深入关注的研究方向.【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2015(037)0z1【总页数】5页(P35-39)【关键词】CT技术;土工试验;结构演化;动态试验【作者】王艳丽;程展林【作者单位】长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北武汉430010;长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北武汉430010【正文语种】中文【中图分类】TU411.92土是由岩石经过风化后产生的松散物集合体,土体的宏观工程性质受微细结构状态和变化规律影响。

土体微细结构的多样性和易变性决定了土体工程性质在宏观上的非连续性、不均匀性、各向异性和非确定性[1]。

土体微细结构的变化规律及其对宏观力学行为影响的研究是近年来岩土学术界和工程界的前沿课题,也是未来岩土工程研究的发展趋势[2]。

土工试验是认识土体材料特性和揭示土工问题的重要手段,传统的土工试验是建立在材料均质假设基础上的宏观应力和应变的测试。

近年来许多学者开始重视土体的微细观力学行为,认识到宏观的变形破坏由微细结构变形的累积扩展而成,掌握微细结构变形破坏的规律可以为岩土工程出现的问题给出更科学的解释。

土体微细结构研究的试验方法有多种,如压汞法、气体吸附法、X射线分析法、扫描电镜法、计算机断面成像技术(CT技术)等。

其中CT技术因具有无损、动态、定量检测且分层识别材料内部组成与结构信息、高分辨率数字图像显示等优点而倍受国内外工程领域及学术界的重视。

近年来,CT技术在材料的无损检测和内部结构及结构性演化方面取得了长足的进展,研究对象包括岩石、混凝土、沥青、水泥、煤炭、黄土、膨胀土、冻土、粗粒土、红黏土、根植土和加筋土等,研究方向涉及材料的细观结构分析、物质的迁移和利用CT图像建立岩土材料数值模型等方面。

黄土压缩特性试验分析摘要：基于非饱和土力学理论，并考虑黄土结构性的影响，本文通过三轴剪切试验取得了原状黄土的压缩性随含水量的增加而增加的结论，确定了土体割线模量与含水量之间的定量关系。

关键词：非饱和土；湿陷性黄土；三轴剪切试验；割线模量；含水量中图分类号：c33 文献标识码：a 文章编号：1引言黄土属于粘性土类，但又与一般的粘性土有所不同。

黄土的变形是力与水对上共同作用的结果，其大小与应力状态和含水量密切相关。

本章对陕西西安原状黄土进行了增湿情况下的三轴压缩试验，通过对试验结果进行对比分析，总结出了黄土增湿过程中压缩性，也就是含水量与土体压缩模量之间的关系。

2试验用土的基本性质试验用的黄土，取自陕西西安市区，属于典型的q3黄土。

取土深度为1.5m~5.0 m，土体呈褐黄色，可塑状态，天然含水量为13.6% ~30.5%，天然密度为1.38~1.76g/cm3天然孔隙比为0.91~1.28，针状孔隙及大孔隙发育，含白色钙质条纹及个别小姜石。

27%＜wl＜34.7%, wp =18.2%，在天然含水量下，试验用土的孔隙比e＞1.0。

3试验内容本章对几组不同含水量的土样进行了固结压缩试验，对试验的结果进行了分析对比。

试验仪器：应变控制式三轴仪。

试样尺寸：三轴试样为直径39.1mm，高度为80mm。

试验准备阶段：选择合适量程的测力计；保证孔隙水压力测量系统内部的气泡完全排出；检查管路，保证无漏水、漏气现象发生；保证橡皮膜弹性状态完好，且并无破损。

4 试验成果分析4.1不同含水量下的压缩模量比较土的压缩模量是体现土体压缩特性的量化指标，它的定义是“土体在完全侧限条件下的竖向附加应力与相应的应变增量之比”。

但是，想要得到压缩试验结果的方法只有通过曲线或者曲线才行，而这两种方法均要受到土体初始孔隙比的影响。

因此，本文参考刘保健和张军丽通过对大量对比试验资料的分析，提出的割线模量es0的概念，并对其进行量化分析。

三轴试验条件下的结构性参数陈茜;骆亚生;程大伟【摘要】对三轴试验条件下结构性参数进行简化,得到了采用割线模量表示的结构性参数,避免了由于起始状态土体的主应力差、主应变均为0,造成基于主应力差描述的三轴试验条件下结构性参数在此状态下均无法求解的现象.通过对土体结构性参数的计算条件进行分析,构建了以主应变为单变量描述的结构性参数模型.采用单变量描述的结构性参数直观地反映了主动作用对土体结构性的影响,并且简化了结构性参数的计算过程.对甘肃省刘家峡某地黄土进行了三轴试验,探讨三轴试验条件下结构性参数的变化规律.试验结果表明:土体的力学性质由土体自身的结构特性所决定,而作用在土体上的围压、含水率等外部条件的变化会改变土体的结构特性.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(035)003【总页数】5页(P349-353)【关键词】结构性参数;结构特性;三轴试验;割线模量;单变量模型【作者】陈茜;骆亚生;程大伟【作者单位】西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】TU435土的结构性是其强度、变形的内在决定因素.在土结构性研究的三大基本途径(细观形态学途径、固体力学途径和土力学途径)中，土力学方法因具有很大的潜力和良好的发展前景，为业界学者所青睐.R.Brewer［1］研究发现了土的结构要素的完整性，特别是土的结构单元的定向排列和分布特征.N.K.Tovey［2］利用液氮冻干技术和电镜扫描胶带剥离技术等研究了原状土的结构性，提出了土结构的微观图像定量分析的方法.Yong R.N.等［3］指出不同层次的微结构在受力时表现出不同的力学行为.M.Kavvadas等［4］以适用于重塑土的Cam-Clay模型为基础构建了结构性土的模型.谢定义、齐吉琳［5-6］提出了反映结构性的定量化参数，并将其引入土的变形本构关系和强度本构关系，使土结构性的研究具有新的特色.陈存礼等［7］根据同压力下原状土、重塑土和饱和土的孔隙比定义了一个结构性定量化参数，并通过试验研究了原状黄土的结构性随压力及含水率变化的规律性.骆亚生等［8-9］提出了反映土结构性的应变综合结构性参数，并将其推广到动力条件下，提出土的动结构性参数，建立了对应于复杂应力条件的土结构性本构模型.邵生俊等［10］通过三轴试验，由原状土、重塑土和饱和土的主应力差比值提出了另一种结构性参数，并将结构性参数引入到原状黄土应力应变研究中.三轴压缩试验是一种较完善的测定土体抗剪强度的方法，其试样的应力较为明确和均匀.但是采用该方法也存在变量太多，很难厘清不同变量对结构性的影响程度，同时对结构性参数的计算造成一定的麻烦的问题，且由于起始状态土体的主应力差、主应变均为0，造成采用主应力差表示的结构性参数在此状态下无法求解.本研究对三轴试验条件下结构性参数进行分析，给出采用割线模量表示的结构性参数.然后，基于三轴试验土体应力-应变关系建立结构性参数的单变量模型，对甘肃省刘家峡某地黄土进行试验，以探讨三轴试验条件下结构性参数变化规律.1 三轴试验条件下结构性参数单变量模型三轴试验条件下结构性参数可由对应于相同应变条件下原状土、重塑土和饱和土各自主应力差的比值来表示，表达式为式中:mε1为基于主应力差考虑的土结构性参数;(σ1-σ3)y为主应变εy1时原状土体的主应力差;(σ1-σ3)r为主应变εr1时重塑土体的主应力差;(σ1-σ3)s为主应变εs1时饱和原状土体主应力差.考虑到(σ1- σ3)y，(σ1- σ3)r和(σ1- σ3)s为对应于相同主应变ε1的应力，则式(1)可简化为式中:Edy为主应变ε1时原状土体的割线模量;Edr为主应变ε1时重塑土体的割线模量;Eds为主应变ε1时原状饱和土体的割线模量.式(2)是基于割线模量表达的结构性参数，避免了由于起始状态土体的主应力差、主应变均为0，造成采用主应力差表示的结构性参数在此状态下无法求解.考虑到三轴条件下土体应力-应变关系，即式中:a，b为试验常数.根据对式(1)的定义，(σ1-σ3)y，(σ1-σ3)r和(σ1- σ3)s对应的原状土体主应变εy1、重塑土体主应变εr1和饱和原状土体主应变εs1三者相等，等于主应变ε1，即则式中:ay，by，ar，br，as，bs分别为原状土体、重塑土体和饱和土体的三轴试验常数.将式(5)-(7)代入式(2)，则可获得以ε1为单变量的结构性参数模型:由于涉及的单变量是主动作用，所以用式(8)表示土结构性参数可以直观地反映主动作用对土体结构性的影响.此外，采用单变量表示土结构性参数，可以简化计算过程，利于实现数值计算.2 三轴试验下结构性参数2.1 试验方法及数据黄土土样来自甘肃省刘家峡某地，其天然含水率为10.8%，干密度1.31 g·cm-3，饱和含水率为39%.试验设备为常规三轴剪切仪，采用固结排水试验(CD).固结围压分别取 100，200，400 kPa，采用滴水配水法，土样含水率分别为11%，15%，19%，23%和饱和含水率.试验数据见图1.由图1可见，在剪切过程中黄土应力-应变关系易受应力状态(围压)和水湿状态的影响.当初始固结围压小及含水率较低时，其强度特性近似超固结土，应力-应变曲线呈弱硬化或软化型，并有剪胀现象.当固结围压大或含水率高时，在固结阶段，胶结咬合作用遭部分或完全破坏，其强度特性近似正常固结土，应力-应变曲线呈强硬化型，并有剪缩现象.由于重塑土的排列结构已经遭到破坏，故剪切过程中，重塑土表现出的抵抗剪切破坏能力明显变低.图1 原状土和重塑土的应力-应变曲线用式(3)对试验数据进行拟合，得到的拟合参数如表1所示.表1 试验拟合参数一览表围压/kPa 含水率/%试验常数原状土重塑土拟合参数/10-4 R2 拟合参数/10-4 R2 11 a 0.38 b 22.54 1.00 1.41 24.25 1.00 15 a 0.60b 26.63 1.00 1.41 24.25 1.00 10019 a 1.04 b 25.81 0.99 2.21 23.92 1.00 23 a1.64 b 28.47 0.99 3.29 20.38 1.00 39 a2.70 b 26.130.99 11 a 0.32 b 16.630.97 1.01 12.68 1.00 15 a 0.46 b 16.99 0.99 1.09 13.84 1.00 20019 a 0.90 b15.47 0.98 1.26 14.77 1.00 23 a 1.35 b 13.80 0.99 1.33 15.96 1.00 39 a 1.99b 11.461.00续表围压/kPa 含水率/%试验常数原状土重塑土拟合参数/10-4 R2 拟合参数/10-4 R2 11 a 0.44 b 5.56 0.99 0.87 3.59 1.00 15 a 0.62 b 5.64 0.99 0.85 4.771.00 30019 a 0.82 b 5.14 0.99 0.76 6.47 1.00 23 a 1.10 b 4.32 1.00 0.87 3.591.00 39 a 1.04 b 4.861.002.2 三轴试验下结构性参数变化规律将表1数据拟合参数代入式(8)中，可以得到不同围压时三轴试验条件下的结构性参数.图2为不同围压下土样结构性参数曲线.图2 不同围压下土样结构性参数曲线由图2可见，在相同围压条件下，对应于相同的应变，结构性参数均随含水率增大而减小.其原因在于黄土的联结强度来自土颗粒间胶结力、机械力(如摩擦力)、双电层力及毛细管张力等土颗粒间的结合力，土中胶结物、黏结物及水分的存在，常使黄土的结构要素间产生显著的结构联结，而使黄土具有一定的联结强度.对黄土浸水增湿，土中含水率增大，会造成胶凝物质间由于水膜楔入而距离拉大，胶结力减弱;溶剂化液膜增厚而颗粒间摩擦力降低;双电层中离子浓度降低，排斥力将占优势;毛管张力引发的法向应力将迅速减小甚至完全消失［6-7］.因此，浸水增湿会削弱黄土的联结强度.从而造成结构性参数均随含水率增大而减小.由图2可知:当围压或含水率不太大(如σ3=100 kPa或w≤15%)时，结构性参数随应变增大而递减，且递减速度具有先陡后缓的特点;当围压或含水率较大(如σ3=300 kPa，且w≥19%)时，结构性参数随应变增大而递增，且递增速度具有先陡后缓的特点.这些变化特性印证了文献［11］的结论.即主动作用(应力或应变)的存在，将使土体部分颗粒的联结中出现微隙和位移(滑动位移)，随着主动作用继续增大，微隙和位移也随之进一步增大、增多，甚至土体颗粒的团粒遭到破碎和碎裂，直至初始结构强度遭到完全的破坏.同时，土体颗粒间的相互移动和压密也形成新的次生结构.在这个原生结构被破坏、次生结构形成的过程中，如果前者影响远超过后者，则土体将会衰化或软化，直至最终被破坏;如果后者影响大于前者，则土体将进一步被压实或硬化.显然，当围压或含水率不太大时，结构性参数随应变的变化所表现出来的特征属于原生结构破坏的影响远超过次生结构形成的情形，此条件下土体趋向衰化或软化;当围压和含水率较大时，结构性参数随应变的变化规律所表现出来的特征属于次生结构形成的影响远超过原生结构破坏的情形，此时土体趋向进一步被压实或硬化，这与2.1节相同条件下原状土体剪切过程的试验现象相吻合.三轴试验结果的分析表明:土体的力学性质由土体自身的结构所决定，而作用在土体上的外部条件(如围压、含水率等)的变化会改变土体的结构特性.3 结论1)对三轴试验条件下结构性参数进行化简得到了采用割线模量表示的结构性参数，其积极意义在于避免了由于起始状态土体的主应力差、主应变均为0，造成基于主应力差描述的三轴试验条件下结构性参数在此状态下均无法求解的现象.2)构建了以主应变为单变量描述的土体结构性参数模型，采用主动作用为单变量描述的土体结构性参数的积极意义，一方面在于它可以直观地反映主动作用对土体结构性的影响;另一方面，采用单变量表示土结构性参数，可以简化计算过程，利于实现数值计算.3)甘肃省刘家峡某地黄土进行三轴试验，探讨三轴试验条件下结构性参数的变化规律.试验结果表明:土体的力学性质由土体自身的结构所决定，而作用在土体上的外部条件(如围压、含水率)的变化会改变土体的结构特性.参考文献(References)【相关文献】［1］Brewer R.Fabric and mineral analysis of soils［J］.Soil Science，1964，100(1):439-455.［2］Tovey N K.Quantitative analysis of electron micrographs of soil microstructure［C］∥Proceedings of the International Symposi um on Soil Structure.1973，1:50-57.［3］Yong R N，Sheeran D E.Fabric unit interaction and soil behavior［C］∥Proceedingsof the International Symposium on Soil Structure.1973，1:176-183.［4］Kavvadas M，Amorosi A.A constitutive model for structured soils［J］.Geotechnique，2000，50(3):263-273.［5］谢定义，齐吉琳.土结构性及其定量化参数研究的新途径［J］.岩土工程学报，1999，21(6):651-656.Xie Dingyi，Qi Jilin.Soil structure characteristics and new approach in research on its quantitative parameter［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，1999，21(6):651-656.(in Chinese)［6］齐吉琳.土的结构性及其定量化参数的研究［D］.西安:西安理工大学土木建筑工程学院，1999.［7］陈存礼，胡再强，高鹏.原状黄土的结构性及其与变形特性关系研究［J］.岩土力学，2006，27(11):1891-1896.Chen Cunli，Hu Zaiqiang，Gao Peng.Research on relationship between structure and deformation property of intact loess［J］.Rock and Soil Mechanics，2006，27(11):1891-1896.(in Chinese)［8］骆亚生，谢定义，邵生俊，等.复杂应力状态下的土结构性参数［J］.岩石力学与工程学报，2004，23(24):4248-4251.Luo Yasheng，Xie Dingyi，Shao Shengjun，et al.Soil structural parameters under complex stress conditions［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2004，23(24):4248-4251.(in Chinese)［9］骆亚生，谢定义.复杂应力条件下土的结构性本构关系［J］.四川大学学报:工程科学版，2005，37(5):14-18.Luo Yasheng，Xie Dingyi.Structural constitutive relation of soils under complex stress conditions［J］.Journal of Sichuan University:Engineering Science Edition，2005，37(5):14-18.(in Chinese)［10］邵生俊，周飞飞，龙吉勇.原状黄土结构性及其定量化参数研究［J］.岩土工程学报，2004，26(4):531-536.Shao Shengjun，Zhou Feifei，Long Jiyong.Structural properties of loessand its quantitative parameter［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2004，26(4):531-536.(in Chinese)［11］谢定义，姚仰平，党发宁.高等土力学［M］.北京:高等教育出版社，2007.。

土的本构模型研究现状及发展趋势雷华阳(长春科技大学环境与建设工程学院,吉林长春　130026)摘要:从两方面总结了前人关于土体本构关系的研究成果以及目前的发展状况:一方面,从宏观现象学角度介绍了剑桥模型、弹性-硬化塑性模型以及为描述循环荷载条件下土的本构特性所建立的多重屈服面模型和边界面模型;另一方面,阐述了土的微观结构和土微结构力学模型的研究状况。

认为今后的土本构模型研究趋势必将与土的结构性研究紧密相联,成为21世纪土力学的核心。

关键词:土本构模型;宏观力学;微观结构中图分类号:P642.1　文献标识码:A 文章编号:1004-5589(2000)03-0271-06收稿日期:2000-01-04作者简介:雷华阳,女,1974年生,博士生,主要从事地质工程方面研究11　土本构模型的研究内容土体是一种地质历史产物,具有非常复杂的非线性特征。

在外荷作用下,表现出的应力-应变关系通常具有弹性、塑性、粘性以及非线性、剪胀性、各向异性等性状[1]。

为了较好地描述土的真实性状,建立土的应力-应变-时间之间的关系式,有必要在试验的基础上提出某种数学模型,把特定条件下的试验结果推广到一般情况,这种数学模型称为本构模型[1,2]。

广义上说,本构关系是指自然界一作用与由该作用产生的效应两者之间的关系。

而土的本构关系则是以土为研究对象,以建立土体的应力-应变-时间关系为核心内容,以土体工程问题的模拟和预测为目标,以非线性理论和土质学为基础的一个课题。

纵观土力学70余年的发展历史,人们常将岩土本构关系分为宏观本构关系和微观结构本构关系两个方面。

前者是建立在宏观现象学基础上的本构关系,而后者则是从土的微观结构角度来建立土的本构关系。

通过微观结构的研究,使得众多结构研究成果与其力学性状发生定量意义上的联系,对解释宏观力学现象具有重要意义。

2　研究现状早在1773年Coulomb 就提出Coulomb 屈服准则,用以模拟土的应力-应变性质。

黄土的性质及结构作者：夏艳华来源：《东方教育》2018年第08期黄土的性质，黄土颜色棕黄，性质疏松，质地较为均匀，多属粉沙壤土至粉沙粘壤土。

我国黄土多认为是风成土，其物质主要来源于中亚和我国西部沙漠、戈壁地带，但不排除青藏高原冰碛物和冻融作用产物可能为其提供一定的物质来源。

在我国北部，马兰黄土分布非常广泛，北起长城南至秦岭。

在广大的黄土高原地区除少数山岭外，几乎都被连续的马兰黄土所覆盖，与较老时代的黄土一起形成了今天特殊的黄土地貌。

马兰黄土的厚度自西北向东南递减，最大厚度位于黄土高原西北部，六盘山以西一般为30-50米，在陇东和陕北的北部也较厚，一般在30米以上，往南至绥德一带为10米左右，再南翻过黄龙山后其厚度仅为5-6米。

本次野外测试试验测试50厘米深度以上表层土壤的土壤抗侵蚀能力指标，即测试马兰黄土的土壤抗侵蚀能力指标。

刘东生研究表明黄土高原上马兰黄土的性质有如下规律：1.马兰黄土的粒度组成主要为粉土（0.05-0.005毫米），其含量常>50%，变化在37.2-70.0%之间。

细纱（>0.05毫米）含量一般为15-30%，粘粒（2.马兰黄土的碎屑矿物成分在>0.01毫米粒级中有50余种，主要是石英、长石和碳酸盐矿物，它们的含量>95%。

各地黄土中矿物成分基本相似，但其中重矿物成分从西北向东南有下列变化：⑴比重较大的矿物（比重4.5-5.0）逐渐减小，比重较小的矿物逐渐增加。

如在第Ⅰ带内比重较大的含量为20.73-23.44%，比重较小的含量为18.17-20.27%；第Ⅱ带内比重较大的含量为20.00-21.43%，比重较小的含量为16.48-21.46%；第Ⅲ带内比重较大的含量为17.63-20.09%，比重较小的含量为14.41-23.36%。

⑵不稳定矿物自西北向东南逐渐减小，而稳定、极稳定的矿物则有所增加。

3.马兰黄土的化学成分主要是SiO2和Al2O3，含量常>60%，其次为Fe2O3和CaO，Fe2O3含量一般为3.0-6.0%，CaO含量多为7.5-10.5%。

原状与重塑黄土冻融过程渗透特性对比试验研究许健;王掌权;任建威;袁俊【摘要】通过冻融条件下西安Q3原状和重塑黄土的电镜扫描观测和三轴固结渗透试验,对比分析了冻融作用对原状和重塑黄土渗透特性的影响规律.结果显示:冻融条件下原状与重塑黄土微观结构均发生明显变化,土体胶结连接强度变差且颗粒排列更加松散,孔隙比增加,渗透性增强.冻融作用对原状和重塑黄土表面结构破坏均较严重,但原状黄土表面结构破坏程度较重塑黄土更为强烈;冻融过程产生的裂缝使得土中水分渗流和迁移的通道形成,导致原状与重塑黄土体渗透性增强.冻融条件下原状与重塑黄土渗透系数随含水率增加均先增大后减小,表现出抛物线变化特征;渗透系数随冻融次数增加均先增大然后趋于稳定,表现出指数增大特征;渗透系数随围压增大均先减小然后趋于稳定,表现出指数下降特征;相同条件下原状黄土渗透系数高于重塑黄土;原状与重塑黄土渗透系数差异随围压增大逐渐减小.%The influence of freeze-thaw action on the permeability of undisturbed and remoldedQ3 loess in Xi'an city is comparatively studied by the SEM and triaxial consolidation permeability tests.The experimental data indicates that the microstructure of undisturbed and remolded loess all changes significantly under freezing-thawing condition.The soil cementation structure is weakened,and then the particle alignment becomes more loose.Finally,the void ratio of soil increases and makes the permeability enhanced.Freezing-thawing makes the surface structure of undisturbed and remolded loess destroyed greatly,and has a bigger influence on the undisturbed loess.The cracks produced by freezing-thawing process become the main channel for water flow and migration,resulting in the obvious increase ofpermeability for undisturbed and remolded loess.With the increment of water content,the permeability coefficients for undisturbed and remolded loess all firstly increase and then decrease under freeze-thaw cycle condition,complying with the parabola law.With the increase of freezing-thawing times,the permeability coefficients all firstly increase and finally approach to a steady state,following the exponential rule.With the increment of cell pressure,the permeability coefficients all firstly decrease and finally reach a steady state,also following the exponential rule.The permeability of undisturbed loess is always greater than that of remolded loess under the same condition.Moreover,the permeability coefficient difference between undisturbed and remolded loess is smaller with the increase of cell pressure.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2017(025)002【总页数】8页(P292-299)【关键词】原状黄土;重塑黄土;冻融作用;微观结构;渗透性【作者】许健;王掌权;任建威;袁俊【作者单位】西安建筑科技大学土木工程学院西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院西安710055;西安建筑科技大学土木工程学院西安710055;中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司西安710075;中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室兰州730000【正文语种】中文【中图分类】P642.13+1黄土是第四系干旱和半干旱气候条件下沉积的一种具有粒状架空接触结构的特殊土(刘祖典， 1996)，具有多孔性、崩解性及结构性特点。

土结构性及其定量化参数研究的新途径＊Soil structure characteristics and new approach in research onits quantitative parameter谢定义 齐吉琳 (西安理工大学岩土工程研究所,西安,710048)　(兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室,兰州,730000)文　摘　考察了当前对土结构性及其定量化指标研究的现状和方法,提出了一个既能反映结构性关于颗粒排列(即几何特征影响),又能反映结构性关于颗粒联结(即力学特征影响),并具有简便、明晰特点的结构性定量指标———综合结构势。

然后通过试验检验了这个定量化参数在表征结构性对土性影响方面的良好功能和合理性。

关键词　土的结构性,结构性定量化参数,试验检验中图法分类号　TU411.3作者简介　谢定义,男,1931年生,西安理工大学教授,岩土工程学科博士生导师,主要研究方向为土动力学和非饱和黄土力学。

Xie Dingyi(Xi′an University of technology,Xi′an,710048)Qi Jilin(State Key Laboratory of Frozen Soil Engineeri ng,Lanzhou Institute of Glaciology and Geocryology,CAS,730000)Abstract　In thi s paper,the approach to study the soil structure quantitatively and the situation of the study are analyzed.A new structure parame-ter-comprehensive structure potential(CSP)w hich can demonstrate both the characteristics of the soil particle arrang ement(i.e.the geometric fea-ture of soil structure)and the soil particle linkage(i.e.the mechanic feature of soil structure)is proposed.This parameter is easy to be obtained and distinct in its mechani sm.It has been proved through a series of experiments that thi s parameter is not only efficient and reasonable to consider the influence of soil structure on its property,bu t also sensitive to the factors affecting the soil structu re.Key words　soil structu re,structu re parameter,experiment verification1　前 言长期以来,土力学研究中表示土物理本质特性只用了粒度、密度和湿度3个方面的指标,而对一个已被公认为非常重要的方面,即土的结构性(构度),却缺乏明确而合理的综合性定量指标,从而给土性研究带来很大的不便和复杂化,在认识土性时,只能对土结构性从定性角度予以解释和描述。

粉质黏土灵敏度的结构性及定量化研究应用孟令帅;曾国红;刘娟娟;杨子京【摘要】根据应力灵敏度与应变灵敏度的定义,以太原地区的粉质黏土为研究对象,通过室内无侧限抗压强度试验,进行不同饱和度土体灵敏度测试;并且分析两种灵敏度曲线.研究结果表明在不同饱和度下,有峰值点的应变灵敏度曲线能直观的反映出原状土体破坏时的结构特征,以及确定原状土体破坏时的应变值.而应力灵敏度曲线则是单调上升且无峰值点,在图中不能准确的确定出土体破坏时的压力值.通过比较分析两种曲线图,得出应变灵敏度在表征土体本构关系中要比应力灵敏度更有优越性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)001【总页数】4页(P291-294)【关键词】结构性;灵敏度;粉质黏土;饱和度【作者】孟令帅;曾国红;刘娟娟;杨子京【作者单位】太原理工大学建筑与土木工程学院,太原030024;太原理工大学建筑与土木工程学院,太原030024;太原理工大学建筑与土木工程学院,太原030024;太原理工大学建筑与土木工程学院,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TU411.3土的结构性指土的颗粒和孔隙的性状、排列方式及颗粒之间的相互作用。

土的结构性除了应包括土的骨架和孔隙的几何特征外，从土力学的角度考虑还应包括颗粒之间的联结特征。

伴随着土力学的研究发展，有关土体结构性的研究在经历了漫长的探索中逐渐发展起来，在文献[1]中概括了土的结构性研究的四个阶段即：微结构性研究的初步阶段、结构性研究的深化阶段、土结构性定量化研究的初步阶段、土结构性定量化研究的发展阶段。

同时采用了三种研究途径：即微结构形态学的研究方法、固体力学的研究方法、土力学研究方法。

其中土力学的研究方法与另外两种方法相比其优越性在于土力学的研究方法避开了直接求取构成土结构性的两个因素——土中颗粒的联结特征(力学特征)和排列特征(几何特征)以及每个因素所包含的内容，在此基础上建立了土的结构性与土力学性质之间的关系。