由于国家西部大开发战略的支持，延安市提出“中疏外扩”的战略措施，拟在清凉山以北、宝塔山以东以及凤凰山以西建立占地总面积约为78.5 km2的延安新区。延安新区位于沟壑纵横的黄土地区，是目前世界上湿陷性黄土地区规模最大的“削山填沟、造地建城”工程，沟底最深为112 m。高填方的回填材料主要为Q2、Q3黄土，压实黄土的力学性质直接关系着高填方工程长期的安全与稳定。抗剪强度是土体的一项基本力学性质，黏聚力和内摩擦角是反映土体抗剪强度大小的两项重要指标，而初始含水率、初始干密度及结构性均是影响压实黄土两项指标的重要因素。含水率、干密度对抗剪强度的影响，国内学者已对不同地区的原状黄土和压实黄土开展了大量的研究工作，取得了较多规律性成果[1-6]，应捷等[7]和袁志辉[8]甚至研究了控制吸力条件下原状黄土的抗剪强度特性，但考虑到吸力难以准确控制与测量，该研究方法并不常见。

根据GB50011-2010《建筑抗震设计规范》，对摩天轮进行结构的抗震计算时，采用振型分解响应谱法[4]。响应谱分析计算结构各阶振型在给定载荷频谱下的最大响应，这一最大响应是响应系数和振型的乘积，这些振型最大响应组合在一起就给出了结构的总体响应。因此摩天轮地震响应谱分析需要先计算结构的固有频率和振型，首先进行模态分析。

目前，国内学者对延安新区黄土的抗剪强度特性的研究还较少，黄泽等[9]和肖丁[10]对延安新区原状、重塑Q3黄土的抗剪强度展开了相关研究，但其研究成果未涉及高填方中广泛回填的Q2黄土，考虑到不同地区黄土的力学性质的差异性，本文将着重对延安新区压实Q2、Q3黄土的抗剪强度特性开展多组对比性试验研究，为延安新区黄土高填方边坡的设计与施工提供参考。

1 试验方案

试验用土均取自延安新区，其初始物理参数如表1所示。为研究压实度对压实黄土抗剪强度的影响，将Q2黄土和Q3黄土自然风干后碾碎，加水分别配制成最优含水率为13.4%和13.5%的重塑土样足量，然后将其制成压实度分别为80%、85%、90%和95%的4组压实黄土试样。为研究含水率对压实黄土抗剪强度的影响，将自然风干碾碎后的Q2黄土配制成含水率为9.3%、11.7%、15.0%和16.9%的土样足量，Q3黄土配制成含水率为8.1%、11.8%、14.4%和16.9%土样足量，并将其分别制成压实度为85%的4组压实黄土试样，其中每组均有4个试样，压实黄土的制样方法均采用千斤顶静力压样法。

肖骁：好朋友之间的相处，重在坦率，重在舒服。我不希望他来找我借钱难以启齿，我也不希望我找他还钱的时候需要小心翼翼，这才是好朋友的相处之道。

对压实度为85%的多组不同含水率条件下压实Q2、Q3黄土的直剪试验数据进行整理，最终可得试验结果如表3所示。

“我们不是一个人在战斗！”省林科院副研究员陈景震幽默地说。他定点服务的是宜章县白石渡镇。那里，已经建起近两千亩板栗林，陈景震此行的目的是针对板栗林产量下降和落果的问题进行诊断，通过改良和科学种植，届时，板栗林的亩产有望从目前的60公斤提高到200公斤。

1.2.1 家蚕材料的培养与取样 春季试验蚕种为2016年秋制越年种，于2017年4月8日出库，采用两段式简易催青方式，4月19日收蚁，5月3日前后计数，每品种300头，各区分开饲育，不设重复。5月10-15日上蔟。秋季饲育材料为2017年春季制种，冷藏浸酸处理，催青方法、饲育方法、分区方法等与春季饲育相同，2017年8月10日出库，8月20日收蚁，9月3日前后计数分区，9月10-15日上蔟。

图1(a)和(b)分别为相同初始含水率条件下，黏聚力、内摩擦角与压实度的关系曲线，试验结果表明：

 

表1 试验土样的初始物理参数Tab.1 The initial physical parameter of loess for tests

  

天然干密度土样类别/(g·cm-3)土粒相对密度塑限/ %天然含水率/ %最优含水率/ %最大干密度/(g·cm-3)Q2黄土 9.9～11.4 1.43～1.62 2.73 17.1～18.0 13.4 1.92 Q3黄土 8.3～12.7 1.35～1.51 2.71 16.6～18.3 13.5 1.82回填压实黄土 8.4 1.52 2.71 17.5 13.6 1.79

 

表2 不同压实度条件下压实Q2和Q3黄土的直剪试验结果Tab.2 The direct shear test results of compacted Q2 and Q3 loess with different compaction degrees

  

土样 含水率 压实度 干密度 抗剪强度/ kPa 黏聚力 内摩擦角类别 / % / % /(g·cm-3) σ=50 σ=100 σ=150 σ=200 / kPa / °80 1.54 57.28 74.87 91.71 110.66 39.38 20.28压实Q2 13.4 85 1.63 71.12 97.33 112.30 134.76 52.41 22.38黄土 90 1.73 88.81 104.82 127.28 151.61 65.42 24.16 95 1.82 117.92 142.25 170.32 190.91 93.59 26.17 80 1.46 33.69 56.15 82.35 101.07 11.23 24.54压实Q3 13.5 85 1.55 52.41 74.87 99.20 123.53 29.95 25.43黄土 90 1.64 58.02 86.10 112.30 136.63 32.75 27.66 95 1.73 76.74 104.82 132.89 159.09 49.60 28.82

2 试验结果及分析

2.1 压实度对压实黄土抗剪强度的影响

对压实度分别为80%、85%、90%和95%的压实Q2、Q3黄土的直剪试验数据进行整理，最终可得试验结果如表2所示。

试验仪器采用南京宁曦土壤仪器有限公司生产的ZJ型应变控制式直剪仪。试验时将备好的压实黄土试样小心装入剪力盒中，试样上下放一层不透水硬塑料薄膜和一块透水石，装好后立即进行加载剪切，每组试验的4个试样分别在50、100、150和200 kPa的垂直压力下以0.8 mm/min的速率进行剪切。当量力环中百分表读数出现峰值时，停止剪切，此时量力环测出的结果即为试样在该垂直应力下的抗剪强度；若试样的剪切位移超过6 mm时百分表仍未出现峰值读数，则取剪切位移为6 mm处的量力环的试验结果为试样在该垂直应力下的抗剪强度。

(2)压实Q2、Q3黄土的内摩擦角均随压实度增大近似呈线性增长，压实Q3黄土的内摩擦角由最初的24.54°增至28.82°，压实Q2黄土的内摩擦角由20.28°增至26.17°，且在相同干密度条件下，压实Q3黄土的内摩擦角均大于压实Q2黄土。

(1)压实Q2、Q3黄土的黏聚力均随压实度的增大而增大。压实Q2黄土的黏聚力随压实度的增大近似呈线性增长，黏聚力由最初的39.38 kPa增至93.59 kPa；压实Q3黄土的黏聚力随压实度的增大不断增大，但线性关系不明显，黏聚力由最初的11.23 kPa增至49.60 kPa，且在相同干密度条件下，压实Q2黄土的黏聚力均大于压实Q3黄土。

(1)压实Q2、Q3黄土的黏聚力均随含水率的增大而逐渐减小。随含水率的增大，压实Q2黄土的黏聚力由最初的123.53 kPa减至39.31 kPa，黏聚力在最优含水率左侧减小速度快，曲线斜率较陡，而黏聚力最优含水率右侧减小速度慢，曲线较为平缓，由此可见，含水率小于最优含水率的压实Q2黄土的黏聚力对水更加敏感；压实Q3黄土的黏聚力随含水率的增大而减小的速度较慢，曲线整体较为平缓。

产业融合、空间集聚已成为我国文化与旅游业的重要特征[15]81，陈建军等[19]分析得出促进产业融合的现实空间平台就是产业协同集聚。本文循此分析脉络提出，文化和旅游产业之间存在较强的产业关联和协同互动，两者的融合使两大产业链的要素相互交叉渗透，这一融合过程促使两大产业的企业在空间上渴望邻近分布以形成协同集聚态势。这种协同集聚具有雅各布斯(Jacobs)外部性收益，不仅能减少文化与旅游产业部门之间的搜寻、订约、监督等交易成本，也有利于文化与旅游企业间的要素资源的专业化共享与多样化溢出，提高要素投入结构和产出结构的匹配程度，实现旅游产业的内部结构优化。据此，本文提出：

(2)压实Q2、Q3黄土的内摩擦角均随含水率的增大而逐渐减小，压实Q2黄土的内摩擦角由33.38°减至19.77°，压实Q3黄土的内摩擦角由32.47°减至24.72°，且其内摩擦角均在最优含水率左侧减小速度快，在最优含水率右侧减小速度变缓，压实Q2黄土的内摩擦角减小幅度明显大于压实Q3黄土，对含水率变化更加敏感。

2.2 含水率对压实黄土抗剪强度的影响

为研究不同制样方式对压实黄土抗剪强度的影响，本文选取延安新区黄土高填方现场浸水试验场地2#取样探井中深度为14 m的现场回填压实黄土，共削取4个黄土试样，其初始物理性质参数见表1，将削样后的散土碾碎后直接利用千斤顶压样法制成一组与回填压实黄土相同干密度和含水率的压实黄土试样，试样在试验前均置于保湿器中保存。

  

图1 压实Q2、Q3黄土的黏聚力和内摩擦角随压实度变化规律Fig.1 The variation of c and φ of compacted Q2、Q3 loess with compaction degree

图2 (a)和(b)分别为压实度为85%条件下，黏聚力、内摩擦角与含水率的关系曲线，由试验结果可知：

(3)在相同干密度条件下，压实Q2、Q3黄土的黏聚力和内摩擦角两个参数差异的主要原因是Q2黄土中黏粒含量高于Q3黄土，砂粒含量低于Q3黄土[11]，粘粒含量对压实黄土的黏聚力指标有较大影响，这与李立军等[12]所得结论不一致。

358 Artificial intelligence in clinical medicine: application and thinking

(3)压实Q2、Q3黄土的黏聚力和内摩擦角均受含水率影响较大，抗剪强度随含水率的增大不断降低，高填方工程中要注重边坡工程的防排水工作。同时，尽管压实Q2、Q3黄土的黏聚力、内摩擦角和抗剪强度均会随着含水率降低不断提高，但并非表示回填压实的含水率越低越好，在含水率较低情况下，土体难以达到最佳压实效果，也就达不到回填压实土体的检验标准。

2.3 制样方式对压实黄土抗剪强度的影响

由于高填方试验现场取土探井中取回的回填压实黄土有限，本文仅对深度14 m的回填压实黄土成功制取了一组试样，对相同干密度和含水率条件下不同制样方式的两组压实黄土的直剪试验数据进行整理，结果如表4所示。

 

表3 不同含水率条件下压实Q2和Q3黄土的直剪试验结果Tab.3 The direct shear results of compacted Q2 and Q3 loess with different moisture contents

  

土样 压实度 干密度 含水率 抗剪强度/ kPa 黏聚力 内摩擦角类别 / % /(g·cm-3) / % σ=50 σ=100 σ=150 σ=200 / kPa / °1.63 9.3 153.5 190.91 228.35 250.81 123.53 33.38压实Q2 85 1.63 11.7 101.0 131.02 149.74 177.81 77.68 26.47黄土 1.63 13.4 71.12 97.33 112.30 134.76 52.41 22.38 1.63 15.0 67.38 89.84 108.56 127.28 48.66 21.64 1.63 16.9 58.02 74.87 91.71 112.30 39.31 19.77 1.55 8.1 89.84 116.05 153.48 183.43 56.15 32.47压实Q3 85 1.55 11.8 59.89 84.23 114.17 136.63 33.69 27.49黄土 1.55 13.5 52.41 74.87 99.20 123.53 29.95 25.43 1.55 14.4 48.66 76.74 95.46 119.79 27.14 24.90 1.55 16.9 46.79 71.12 93.59 116.05 24.33 24.72

 

表4 不同制样方式压实黄土的直剪试验结果Tab. 4 The direct shear results of compacted loess with different sample preparation methods

  

土样 干密度 含水率 抗剪强度/ kPa 黏聚力 内摩擦角类别 / g·cm-3 / % σ=50 σ=100 σ=150 σ=200 / kPa / °现场回填 1.46 8.4 63.64 93.59 123.53 160.97 29.95 32.78压实黄土室内制备 1.46 8.4 44.92 71.12 86.10 106.69 27.14 21.83压实黄土

  

图2 压实Q2、Q3黄土的黏聚力和内摩擦角随含水率变化规律Fig. 2 The variation of c and of compacted Q2、Q3 loess with water content

由表4中试验结果可知，在相同含水率和干密度条件下，现场回填压实黄土的黏聚力比室内制备的重塑压实黄土大2.81 kPa，内摩擦角比重塑压实黄土大10.95°，其抗剪强度也大于室内制备的重塑压实黄土，这可能与试样的制样方式有关。张诚厚[13]、龚晓南等[14]和田堪良[15]等学者认为土体均具有结构性，视含水率、干密度、矿物成分等不同而表现出不同强弱程度的结构强度。而不同的制样方式对试样的结构形成有一定程度的影响[16]，现场回填压实黄土经过机械压实和土层自身的固结作用，形成了一定的特殊结构，相比于室内压实制备的黄土试样，具有更高的结构强度，因而表现出较高的黏聚力、内摩擦角以及较高的抗剪强度。

3 结论

1)压实Q2、Q3黄土的黏聚力和内摩擦角均随着压实度的增大而增大，且在相同干密度条件下，压实Q2黄土的黏聚力指标均大于压实Q3黄土，其内摩擦角指标均小于压实Q3黄土，这与Q2黄土中的粘粒含量有关。

2)压实Q2、Q3黄土的黏聚力和内摩擦角均随着含水率的增大而逐渐减小，且在最优含水率干侧减小快，最优含水率湿侧减小缓慢，压实黄土的抗剪强度会随着含水率的增加不断降低。

3)相比于室内重塑压实黄土，现场回填压实黄土具有更高的抗剪强度，制样方式不同导致两者具有不同的结构强度，但由于本文中试样数量有限，对比试验数据较少，试验结论有一定的局限性，今后还需对此进行更深入的研究。

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