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木质素改良黄土路基的地震动特征研究
| 论文题名： | 木质素改良黄土路基的地震动特征研究 |
| 关键词： | 改良黄土路基;木质素;动力响应;地震动特征 |
| 摘要： | 黄土是一种具有地震易损性与水敏性等特殊性质的第四纪沉积物，在地震作用下容易发生滑坡、震陷与液化等灾害。木质素作为一种环保而经济的新型地基处理材料，在合适的掺量下能有效提升黄土路基的抗震性能。然而，现阶段木质素在路基抗震处理中的应用尚显不足，开展地震作用下木质素改良黄土路基的动力响应特征研究十分必要。 本文通过查阅相关研究资料，基于木质素改良黄土的室内试验结果，综合运用现场波速试验、有限元数值模拟、回归分析等方法，研究了木质素改良黄土场地的波速特征，得出了木质素改良黄土路基的自振特性、应力特征和竖向位移特征，提出了改良黄土厚度与掺量对木质素改良黄土路基抗震性能的影响规律。主要研究工作和所得结论归纳如下： （1）木质素改良黄土的波速随改良黄土厚度的变化规律符合幂函数模型，随改良黄土厚度和木质素掺量的变化规律符合Poly曲面关系。木质素改良黄土的波速随木质素掺量的增加而先增后减，且当木质素掺量为1%时，木质素改良非饱和黄土的波速值最大；当木质素掺量为3%时，木质素改良饱和黄土的波速值最大。 （2）木质素改良黄土路基的自振频率范围为1.58Hz至1.68Hz，且随改良黄土厚度和木质素掺量的增加而逐渐增大。改良黄土路基的自振频率与竖向相对位移系数随改良黄土厚度和木质素掺量的变化规律均符合Poly曲面关系。改良黄土路基的PGA放大系数随改良黄土厚度和木质素掺量的变化规律符合Parabola曲面关系。 （3）当路基土全为木质素改良黄土时，对地震动放大效应和竖向位移的抑制作用达到最大。当木质素掺量为1%时，木质素改良非饱和黄土路基的抗震性能最优；当木质素掺量为3%时，木质素改良饱和黄土场地的抗震性能最优。 （4）木质素改良黄土路基的抗震加固机理主要是木质素纤维通过填充孔隙来增加土体的密实性，通过黏结土颗粒来增加土体的黏结程度，通过同细小土颗粒与游离水发生离子交换形成团粒来提升土体的胶结强度，通过水化与质子化来降低土体的双电层厚度。 |
| 作者： | 程超 |
| 专业： | 构造地质学 |
| 导师： | 王谦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国地震局兰州地震研究所 |
| 学位年度： | 2022 |
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