冻融循环作用下武汉红黏土工程特性试验研究
发布时间：2021-04-05 12:29
红黏土在我国分布广泛,特别是云贵高原、湖北等地区更有大面积的红黏土裸露在外。红黏土作为一种特殊土,是众多工程的载体,由于其土性带来的“灾害”也会频繁的出现在工程建设中。受极端天气的影响,武汉地区常出现异常寒冷的天气状况,室外温度低至零度以下,自然界的浅层土体发生冻结,待温度有所提升,土体又会融化,这种反复的冻融作用会对红黏土的物理力学性质造成巨大影响。目前,对于冻融循环作用下红黏土物理力学性质的研究较少,因此本文以武汉地区的重塑红黏土为研究对象,采用室内试验手段,研究了冻融循环作用对红黏土力学性质的影响。具体工作和研究成果如下:（1）本文对风干、碾碎后的红黏土进行大量的土工试验和X衍射试验,测得试验土样的密度、含水率和物质成分等土工参数。（2）基于无水源供给的封闭冻融循环试验,研究冻融作用后试样的冻胀率和水分重分布。研究表明:试样的冻胀率随冻融循环次数的增加而减小,且减小幅度越来越小,最后趋于稳定。冻融作用后,土体内部水分分布不再均匀,呈现两端含水率高,中间含水率低。随着冻融循环次数的增加,试样两端含水率越来越高,中间含水率越来越低,且变化幅度也逐渐变小。（3）基于直剪试验对不同含水率...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 红黏土研究现状
1.2.2 冻融作用研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本文研究技术路线
第2章 武汉红黏土基本物性及试验方案
2.1 试验用土基本物性试验
2.1.1 含水率试验
2.1.2 颗粒分析试验
2.1.3 界限含水率试验
2.1.4 X衍射试
2.1.5 红黏土物性试验指标汇总
2.2 冻融试验方案
2.2.1 冻结温度、融化温度、冻融循环次数的确定
2.2.2 试验方案及步骤
2.3 冻融土的冻胀试验和水分重分布试验
2.3.1 冻胀试验
2.3.2 水分重分布试验
2.4 本章小结
第3章 冻融循环作用下红黏土强度特性研究
3.1 冻融损伤机理讨论
3.2 直剪试验
3.2.1 试验准备及方法
3.2.2 直剪试验结果及分析
3.3 三轴剪切试验
3.3.1 试验准备及方法
3.3.2 试验结果及分析
3.4 直剪试验和三轴试验数据比较及分析
3.5 本章小结
第4章 邓肯—张模型参数与割线模量变化规律
4.1 邓肯—张模型参数
4.1.1 邓肯—张模型
4.1.2 邓肯—张模型下力学参数计算与分析
4.2 割线模量
4.3 本章小结
第5章 红黏土的冻融损伤特性研究
5.1 损伤力学的基本理论
5.1.1 概述
5.1.2 损伤变量的确定
5.2 割线模量门槛值的变化规律
5.2.1 损伤门槛值的确定
5.2.2 割线模量门槛值随冻融次数、围压的变化关系
5.3 冻融作用下红黏土损伤本构模型
5.3.1 红黏土加载过程中本构模型的建立
5.3.2 模型验证
5.3.3 红黏土冻融与受荷作用下损伤本构模型
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于邓肯-张模型的饱和土统计损伤模拟方法研究[J]. 黄安邦,魏良帅,贾逸,和铭,王家柱,黄海峰. 水力发电. 2019(04)
[2]冻融循环作用下重塑黄土强度劣化试验研究[J]. 周有禄,武小鹏,李奋,刘贺业. 铁道建筑. 2018(10)
[3]湖北省红黏土物理力学性质特点分析[J]. 胡艳欣,王浩,周玉琴. 中国水运(下半月). 2018(08)
[4]非饱和黏土受冻融影响的渗透性演化试验研究[J]. 钟佳思,童富果,刘畅,刘刚,刘创. 人民黄河. 2018(07)
[5]不同含水率下高低液塑限红黏土抗剪强度特性研究[J]. 董金玉,赵亚文. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]冻融循环对黄土物理及微观性质影响研究进展[J]. 郭嘉琛,靳晓言,彭华聪. 水利规划与设计. 2018(06)
[7]冻融循环对青藏红黏土物理力学性质影响试验研究[J]. 房建宏,陈鑫,徐安花,张泽. 冰川冻土. 2018(01)
[8]武汉市江夏区大桥新区红旗村黏土盖层岩溶塌陷致塌模式分析[J]. 涂婧,李慧娟,彭慧,魏熊,贾龙. 中国岩溶. 2018(01)
[9]冻融循环作用下黄土抗剪强度劣化试验研究[J]. 叶万军,刘宽,杨更社,马伟超,谢卓吾. 科学技术与工程. 2018(03)
[10]冻融循环对非饱和粉质粘土渗透性影响的试验研究[J]. 张帅,赵一桐,田雯菁. 山西建筑. 2017(34)
本文编号：3119632
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 红黏土研究现状
1.2.2 冻融作用研究现状
1.3 本文主要研究内容
1.4 本文研究技术路线
第2章 武汉红黏土基本物性及试验方案
2.1 试验用土基本物性试验
2.1.1 含水率试验
2.1.2 颗粒分析试验
2.1.3 界限含水率试验
2.1.4 X衍射试
2.1.5 红黏土物性试验指标汇总
2.2 冻融试验方案
2.2.1 冻结温度、融化温度、冻融循环次数的确定
2.2.2 试验方案及步骤
2.3 冻融土的冻胀试验和水分重分布试验
2.3.1 冻胀试验
2.3.2 水分重分布试验
2.4 本章小结
第3章 冻融循环作用下红黏土强度特性研究
3.1 冻融损伤机理讨论
3.2 直剪试验
3.2.1 试验准备及方法
3.2.2 直剪试验结果及分析
3.3 三轴剪切试验
3.3.1 试验准备及方法
3.3.2 试验结果及分析
3.4 直剪试验和三轴试验数据比较及分析
3.5 本章小结
第4章 邓肯—张模型参数与割线模量变化规律
4.1 邓肯—张模型参数
4.1.1 邓肯—张模型
4.1.2 邓肯—张模型下力学参数计算与分析
4.2 割线模量
4.3 本章小结
第5章 红黏土的冻融损伤特性研究
5.1 损伤力学的基本理论
5.1.1 概述
5.1.2 损伤变量的确定
5.2 割线模量门槛值的变化规律
5.2.1 损伤门槛值的确定
5.2.2 割线模量门槛值随冻融次数、围压的变化关系
5.3 冻融作用下红黏土损伤本构模型
5.3.1 红黏土加载过程中本构模型的建立
5.3.2 模型验证
5.3.3 红黏土冻融与受荷作用下损伤本构模型
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于邓肯-张模型的饱和土统计损伤模拟方法研究[J]. 黄安邦,魏良帅,贾逸,和铭,王家柱,黄海峰. 水力发电. 2019(04)
[2]冻融循环作用下重塑黄土强度劣化试验研究[J]. 周有禄,武小鹏,李奋,刘贺业. 铁道建筑. 2018(10)
[3]湖北省红黏土物理力学性质特点分析[J]. 胡艳欣,王浩,周玉琴. 中国水运(下半月). 2018(08)
[4]非饱和黏土受冻融影响的渗透性演化试验研究[J]. 钟佳思,童富果,刘畅,刘刚,刘创. 人民黄河. 2018(07)
[5]不同含水率下高低液塑限红黏土抗剪强度特性研究[J]. 董金玉,赵亚文. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2018(03)
[6]冻融循环对黄土物理及微观性质影响研究进展[J]. 郭嘉琛,靳晓言,彭华聪. 水利规划与设计. 2018(06)
[7]冻融循环对青藏红黏土物理力学性质影响试验研究[J]. 房建宏,陈鑫,徐安花,张泽. 冰川冻土. 2018(01)
[8]武汉市江夏区大桥新区红旗村黏土盖层岩溶塌陷致塌模式分析[J]. 涂婧,李慧娟,彭慧,魏熊,贾龙. 中国岩溶. 2018(01)
[9]冻融循环作用下黄土抗剪强度劣化试验研究[J]. 叶万军,刘宽,杨更社,马伟超,谢卓吾. 科学技术与工程. 2018(03)
[10]冻融循环对非饱和粉质粘土渗透性影响的试验研究[J]. 张帅,赵一桐,田雯菁. 山西建筑. 2017(34)
本文编号：3119632
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