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黄土功能基元及其应用

汇报人：李喜安

单位：长安大学

1背景及意义-黄土和黄土地质灾害

目录2黄土功能基元-定义及分类

CONTENTS

3一些应用

Part

01

背景及意义-黄土和黄土地质灾害

1.1黄土的科学定义

l淡黄或灰黄；

l以粉粒为主(粒径

0.005-0.05mm)；

l无层理；

l质地疏松，多大孔；

l垂直节理发育，常形

成垂直陡崖；

l富含碳酸盐；

l有湿陷性；

1.2黄土的分布

覆盖面积约占地球陆地表面的10%，主要分布

2

区，东以松辽平原的黄土为东北翼，西以新疆的黄土为西北翼，中。黄土高原分布面积达64万km，

且以这里的黄土。

1.3黄土区地质灾害

在黄土分布区，黄土地质灾害频发，各类黄土边坡、黄土路基等工程病害也始终困扰着各类工程建设。

路堤塌陷地裂

黄土滑坡

地面塌陷地裂舟曲特大泥石流

1.3黄土地质灾害的根本原因

其主要原因是黄土力学性质较差，且具有强水敏性，正是由于这两方面的原因经常使得黄

土发生变形破坏，从而导致各类黄土地质灾害和工程病害。

土体变形破坏的本质是土体结构的破坏，其完整的过程从理论上讲是一个始于微观、再到细观、

最终发展到宏观的各态历经过程。土体宏观变形因细观结构破坏的累积而起，土体细观变形则因微观

结构破坏的累积而发生，因此从微观尺度对土体进行探索、分析和研究，能够从最根本的源头来揭示

土体结构的破坏机理。

1.4关键问题

黄土地质灾害面临三大问题

变形问题强度问题稳定性问题

土力学强度理论公式引自于连续固体力学的库伦强度公式：

τc’+σ’tanφ’

对于粘性土来说，式中：c’为有效内聚力，φ’为有效内摩擦角，σ’为有效应力。

黄土中几乎所有的变形破坏都与剪切作用有关。例如，滑坡的变形和破坏可以通过剪切面的形成和演化来

表征，而水力侵蚀破坏可以归因于水流剪切力对土壤颗粒的剪切引发。此外，黄土的湿陷性和坍塌行为可归结

为颗粒间的剪切位错等。因此，在大多数工程问题中，只需要考虑抗剪切破坏的能力。

1.4关键问题

太沙基有效应力原理：土是三相体系，对饱和土来说，是二相体系。

外荷载作用后，土中应力被土骨架和土中的水、气共同承担，但是只有

通过土颗粒传递的有效应力才会使土产生变形，具有抗剪强度。

太沙基有效应力原理是连续固体力学与土力学之间的连接桥梁，也

土力学最根本的理论基石。

有效应力原理有两个基本的假设：

①；②孔隙水体积不可压缩

然而，土力学中一直秉持的这两个假设，对黄土材料来说完全成立吗？这引

发了我们历时数年的连续思考和探索。

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