二、主要创新点
1.揭示了不同荷载和不同浸水条件下原状黄土的动强度特点。
2.提出了适合黄土微结构参数量化的方法。目前微结构参数量化都以黏性土微结构参数量化为主,黄土中颗粒含量复杂,并不能单纯认为是黏性土。所以,黄土微结构参数量化需要适合于自身的方法。
3.定量与定性相结合,弥补了目前定量研究的不足。目前黄土微结构性质以定性研究为主,定量研究较少。本课题从定量出发研究了黄土震陷变形随动应力变化过程中,在不同时空上,黄土的各微观结构参数具有其各自独特的变化特征,分析微结构参数变化与土体宏观物理力学与工程性质的变化关系。本课题主要从颗粒形态(颗粒大小、颗粒形状、颗粒级配和表面起伏性)、颗粒排列形式(颗粒定向性)、孔隙性(孔隙大小和孔隙级配)和颗粒的接触关系(连通性)四大结构要素入手分析了黄土震陷过程中的微观结构要素变化规律并与动应力建立了相应的数学关系。
4.建立了黄土微结构的力学损伤模型和震陷本构关系。黄土具有特殊结构性,其特殊的架空孔隙结构,由一定数量的骨架颗粒松散堆积形成,孔隙直径较大,以点接触,接触面积较少,当受地震动荷载时,接触点处于应力集中状态,整个架空孔隙结构容易遭到破坏,颗粒掉入孔隙,产生急剧的塑性残余变形。根据其结构特殊性,建立力学结构模型模拟其微观结构,利用结构力学原理和细观统计损伤力学建立了黄土震陷的本构关系,视角独特。
5.建立了微结构参数和震陷系数的定量关系。应用多元逐步回归分析法建立各微结构参数和震陷系数的定量关系,综合考虑了在震陷过程中各微结构参数所起的作用,从微观程度上说明了黄土震陷形成机理过程。
6.通过爆破模拟地震动现场实验,揭示了黄土斜坡上地面震陷变形的特征,获得了大量宝贵的地震动观测和震陷变形资料,首次获得了爆破模拟地震动作用下黄土体动应力实测资料,为深入研究黄土震陷机理提供了依据。