[发明专利]一种用基本物性参数判断黄土破坏程度的方法

说明书

本发明公开了一种用基本物性参数判断黄土破坏程度的方法，包括：得到黄土试样的基本物性参数：饱和度Sr，密度ρ，粒径d；给定三轴剪切试验的试验参数：围压p，加载速率v；根据结构性参数E的计算公式，得出黄土试样的初始结构性参数E₀；在给定的围压p、加载速率v下进行三轴剪切试验；获取试验后土样的饱和度Sr，密度ρ，粒径d；按照结构性参数E的计算公式得出试验后土样的结构性参数E₁；比较试验前后土样的结构性参数的变化，判断试样的破坏程度。本发明用于科学地判断黄土在承受外部影响后破坏的程度，解决现有的难以准确判断黄土受破坏程度的问题，可以广泛应用于岩土工程、交通工程、单体地质灾害评价等方面。

技术领域

本发明涉及岩土工程中黄土破坏程度分析测试应用领域，具体设计一种用基本物性参数表征黄土结构性参数的方法，用于在黄土受到外部因素破坏后快速测定黄土破坏程度。

背景技术

黄土在沉积过程中，形成独特的结构性，这一特性与密度、孔隙比等性质一样，是黄土的一种基本属性。黄土材料因其自身独有的结构性，而成为一种建筑材料，如黄土地区大面积存在的黄土边坡，窑洞等，均依赖于黄土独有的，特别是垂直方向明显的结构性。

但黄土又因其内部存在的大量孔隙，使得其在遭受大量降雨、强烈加载等外部因素后因结构性迅速破坏，而造成黄土强度迅速降低，如黄土地区大量存在的黄土滑坡、黄土落水洞、地基沉降等。如2009年11月山西省中阳县发生的黄土滑坡，2010年3月陕西省子洲县发生的大规模黄土滑坡，均造成严重的房屋损毁和人民群众伤亡。

现有先进监测技术可以预测到黄土滑坡的发生，如成都理工大学研发的“地质灾害实时监测预警系统”、长安大学开发的“高精度北斗地质灾害监测预警平台”等，均在地质灾害监测方面取得了较好的成果，长安大学于2021年1月27日在黑方台成功预警了体积近10万方的突发性黄土滑坡。

虽然现有的先进监测技术可以预测地质灾害的发生，但因监测预警系统造价高、难以大面积普及。因此，如何高效的、以较低成本预测地质灾害的发生是非常重要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用基本物性参数表征三轴剪切试验中黄土结构性参数的方法，通过室内土工试验测定黄土的饱和度Sr，密度ρ，粒径d，基于自行开发的公式计算三轴剪切试验中黄土的结构性参数，然后通过对比试验前后黄土试样的结构性参数，根据前后变化确定黄土的破坏程度。本发明方法简单、可推广性强、应用广泛。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种用基本物性参数判断黄土破坏程度的方法，包括如下步骤：

步骤10、测得黄土试样的基本物性参数：饱和度Sr、密度ρ、粒径d；

步骤20、给定三轴剪切试验的试验参数：围压p、加载速率v；

步骤30、由黄土试样的基本物性参数和试验参数，计算出黄土试样的初始结构性参数E₀；

步骤40、在给定的围压p、加载速率v条件下对黄土试样进行三轴剪切试验，对试样进行增湿加载；

步骤50、试验结束后，获取试验后黄土试样的饱和度Sr、密度ρ、粒径d；

步骤60、再次计算出增湿加载后黄土试样的结构性参数E₁；

步骤70、比较试验前后黄土试样结构性参数的变化，由结构性参数的变化判断黄土的破坏程度。

较佳的，步骤10中，现场取样，根据土工试验测得黄土试样的含水率、密度、粒径，并通过含水率和密度计算饱和度。

较佳的，步骤10中，试样为原状黄土试样。

较佳的，步骤10中，通过含水率和密度由如下公式计算饱和度：