黄土震陷变形的微结构控制机理研究

【摘要】中国是世界上黄土分布最广的国家之一。在华北和西北的黄土地区地质环境十分脆弱、地质灾害发生频繁。黄土震陷性长期以来受到广大工程地质学者广泛关注,考虑土的结构特性的本构关系是黄土力学的核心问题。黄土是典型的结构性土,其震陷性主要受其微观结构控制。论文从黄土的结构性出发,通过震陷试验和高倍电镜扫描试验,应用细观损伤力学建立了黄土震陷的微结构损伤模型和基于微结构的本构关系,完成了黄土震陷过程中微结构要素的量化和变化规律分析,并与动应力建立了对应的数学关系。文章探讨了黄土震陷的成因和控制机理,提出了改良黄土震陷的方法,为工程实践提供了科学依据。本文的研究内容主要有以下几方面：(1)概述了黄土震陷的特征。阐明了黄土震陷是由其特殊的微结构和外部动力荷载共同控制。(2)黄土微结构实验主要通过高倍电子显微镜完成。论文简要介绍了使用高倍电子显微镜获取微结构图片的过程步骤和注意事项,为微结构参数量化提供优质图片。(3)应用Photoshop和Image-ProPlus6.0等图片处理软件将原始微结构图片二值化,使用Matlab和Excel的数学分析软件处理数据,应用分形的理论,使得微结构参数定量化。研究分析了黄土震陷过程中,微结构参数随动应力的变化规律,并建立了相对合理的定量关系。(4)通过原状黄土和震陷黄土的微结构变化比较,认为黄土震陷主要是由架空孔隙的崩塌破坏和黄土颗粒掉入孔隙所致。本文应用统计细观损伤力学,将黄土架空孔隙破坏形容为扩展模型,黄土颗粒掉入孔隙形容为成核模型,应用唯象和结构力学的理论,将微结构的损伤和宏观破坏联系起来,建立黄土震陷的损伤模型和本构关系,揭示了黄土震陷的微观结构控制机理。(5)通过对微结构参数和黄土震陷系数的多元逐步回归分析拟合,提出了用微结构理论判断黄土震陷情况的方法和指标,并通过微结构理论,改善黄土的震陷性,应用于工程实践,为中国广阔的黄土地区的震陷防护和场地工程施工提供了新的科学理论。
【作者】裘国荣；
【导师】石玉成；
【作者基本信息】中国地震局兰州地震研究所，构造地质学，2010，硕士
【关键词】黄土；震陷；微结构；定量化；本构关系；

【参考文献】
[1]张莲.我国银行体系脆弱性的研究[D].南京财经大学,金融学,2012,硕士.
[2]邹凤群.刑事法律援助制度研究[D].广西民族大学,诉讼法,2013,硕士.
[3]朱一文.推行标准化是加速科技成果转化的一个重要内容[J].中国标准化.1996(11)
[4]蔡国伟,孔令国,薛宇,孙佰仲.风氢耦合发电技术研究综述[J].电力系统自动化,2014,21:127-135.
[5]卢渊源.中小型软件企业CMMI与Scrum兼容性探究与实践[D].北京交通大学,2014.
[6]韩大勇.高一数困生成因的分析与信息技术环境下数困生转化策略的实现[D].东北师范大学,教育技术学,2012,硕士.
[7]杨铮.吉林省JG学院职业年金规划研究[D].吉林大学,工商管理,2012,硕士.
[8]汪党献,王浩,马静.中国区域发展的水资源支撑能力[J].水利规划设计.2001(04)
[9]李昕明.基于新本构的混凝土梁预应力损失识别方法[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[10]郭弘.2010年5月6-7日华南暖区暴雨中一次飑线过程的分析研究[D].中国气象科学研究院,气象学,2014,硕士.
[11]蒋辉.武陵山片区特色农业适度规模经营效率与实现路径研究[D].中国农业科学院,农业经济管理,2014,博士.
[12]郭瑞.在菲律宾推广汉语的对策研究[D].西北大学,汉语国际教育（专业学位）,2014,硕士.
[13]沈恒超.行业协会管理体制研究：基于国家与社会关系的分析[D].清华大学,管理科学与工程,2003,硕士.
[14]陈晶晶,高成章.新型上卸套筒机械手简介[J].一重技术.2007(06)
[15]左军毅,梁彦,潘泉,赵春晖,张洪才.基于多个颜色分布模型的Camshift跟踪算法[J].自动化学报,2008,07:736-742.
[16]吴佳诺.高中历史教学中的史料教学方法[D].渤海大学,学科教学（专业学位）,2014,硕士.
[17]郝天.基于USEtox模型的焦化行业优先污染物筛选排序研究[D].清华大学,环境科学与工程,2013,硕士.
[18]张渝春.成都海浪公司顾客关系管理战略研究[D].重庆大学,2001.
[19]孙建英.乌斯坦船舶设备（宁波）有限公司采购效率提升研究[D].宁波大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[20]李珍格.基于无线传感器网络的组密钥管理方案[D].杭州电子科技大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[21]韩超群.石墨烯在不平整表面上吸附的分子动力学研究[D].华东师范大学,2011.
[22]王雪松.利用炔酮化合物合成3-烯丙基黄酮衍生物及苯偶酰衍生物的方法学研究[D].华侨大学,化学,2014,硕士.
[23]肖瑜.恩施州农业信息化对农民增收的影响研究[D].中南民族大学,中国少数民族经济,2013,硕士.
[24]陈超.利用傅里叶变换反演密度界面[J].石油地球物理勘探,1987,06:693-698+713.
[25]倪新亮,金凡亚,沈丽如,童洪辉.等离子体处理碳纤维/树脂复合材料[J].复合材料学报.
[26]杨莹.小组工作与城市低收入家庭儿童自信心[D].山东大学,社会工作（专业学位）,2013,硕士.
[27]孙宏略.仿生视角下的“两型”涉农企业发展研究[D].吉林大学,农业经济管理,2014,硕士.
[28]张晶晶,肖刚,张元鸣,陆佳炜,徐俊.基于游程特征的选票符号识别方法[J].计算机应用,2012,07:1906-1909.
[29]何汪洋.果渣废液厌氧发酵试验研究[D].西南交通大学,环境工程,2013,硕士.
[30]熊益多.蓄电池型长脉冲磁场装置控制系统设计[D].华中科技大学,电力系统及其自动化,2012,硕士.
[31]吕彦瑾.商业秘密体系化保护的法律研究[D].贵州民族大学,法律,2013,硕士.
[32]王邦一.南方电网备用管理模式及应用研究[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[33]王玥.药熨法治疗神经根型颈椎病气滞血瘀证的临床疗效观察[D].湖南中医药大学,中西医结合临床,2013,硕士.
[34]刘振元.NP公司基于企业战略的人力资源管理提升策略研究[D].浙江工业大学,2013.
[35]魏学浩.关于中小城市总体规划实施评估中公众参与的研究[D].天津大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[36]赵小肖.PaaS模式下私有云政务架构设计与实现[D].曲阜师范大学,计算机技术（专业学位）,2013,硕士.
[37]刘鲤静.浦城县古楼乡毛竹产业的现状及发展对策[D].福建农林大学,农村与区域发展,2012,硕士.
[38]司徒梦天.一种具有顽强生存能力的通信系统——地下通信系统[J].军事通信技术.1987(04)
[39]郭名询.略论清代金石学与书法艺术的关系[D].首都师范大学,美术学,2004,硕士.
[40]张峻豪.矩形磁控溅射靶的磁场模拟分析及优化[D].东北大学,流体机械及工程,2010,硕士.
[41]杜婧.子女生命事件对农村留守老人社会支持的影响探析[D].首都师范大学,课程与教学论,2014,硕士.
[42]李劲超.利乐公司供应链库存优化管理研究[D].内蒙古大学,工商管理,2013,硕士.
[43]梁敬芳.集团诉讼及其发展前景问题研究[D].青岛大学,诉讼法学,2013,硕士.
[44]薛志伟,乔宁强,朱晓贤,王荣.ICP-MS测定土壤和水系沉积物中的微量银[J].中国测试.
[45]杨猛.基于FBG的三维矢量加速度传感机理及技术研究[D].山东大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[46]王默.普惠性幼儿园的社会期待及普惠政策运行机制研究[D].沈阳师范大学,学前教育学,2013,硕士.
[47]张梦洁.非语言交流下的人与空间[D].华中科技大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[48]刘庆广.石家庄市自然旅游资源与景区管理研究[D].河北师范大学,2004.
[49]刘亚东,周宗潭,胡德文,颜莉蓉,谭长连,吴大兴,姚树桥.大脑fMRI数据时/空模式综合分析的一种新方法[J].中国科学E辑:信息科学,2004,10:1139-1147.
[50]张艳玲.体育教育专业女子体操必修课“个性化”教学的实验研究[D].河北师范大学,体育教学,2012,硕士.