黄土振动促渗效应研究  

Vibration-induced acceleration of infiltration in loess

作　　者：王家鼎[1,2] 许元珺 张登飞 谷天峰 Wang J;Xu Y;Zhang D;Gu T

机构地区：[1]西北大学地质学系,西安710069 [2]大陆动力学国家重点实验室,西安710069

出　　处：《中国科学：地球科学》2021年第5期763-782,共20页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:42027806、41630639);国家重点研发计划项目(编号:2018YFC1504703)资助。

摘　　要：在大规模高铁和重载铁路建设与运营过程中,出现了一类新型黄土灾害,即机车振动、降雨和干湿循环联合作用下诱发的铁路路基黄土湿陷振陷与斜坡体崩解滑移.这对于铁路毫米级变形控制而言后果不堪设想,严重地威胁着铁路运营与人民生命安全.为此,作者提出了黄土受振动、水和干湿循环等影响下的"五促效应",即促裂、促渗、促崩(解)、促滑和促沉效应.本文主要探讨黄土振动促渗效应:开展了铁路沿线黄土斜坡的机车振动波的现场采集、处理,获得了机车振动下黄土斜坡响应规律,其中机车振动的优势频率主要集中在18~22Hz,最大振幅达0.4mm;在自主研发的振动促渗仪上开展了原状黄土的机车振动促渗试验,揭示了机车振动加快水在黄土中的渗透与提高饱和程度的振动促渗效应,其中振动作用下饱和渗透系数约为非振动下的1.5~20倍并在振动频率20Hz时达到最大;开展了黄土的振动积水入渗试验,,获得了振动作用下加速水分入渗、推进湿润锋演化以及加快气体逃逸等规律,其中振动频率、振动幅值和干密度等因素对其影响明显.以上所揭示的黄土振动促渗效应及其主控因素为探究机车振动、降雨和干湿循环联合作用触发黄土灾害机理做出了开创性的工作.

关 键 词：黄土灾害 机车振动 五促效应 振动促渗 气体逃逸 黄土滑坡 

分 类 号：U216.41[交通运输工程—道路与铁道工程] TU444[建筑科学—岩土工程]