灰岩质石质混合料及砾质混合料工程特性的试验研究

发布时间：2020-04-14 06:51

【摘要】：《民用机场高填方工程技术规范》(MHT5035-2017)提出了一种新的填料分类方案。该分类中,将60mm的颗粒≯50%,且2mm的颗粒≯50%的填料定义为“土石混合料”,进一步用两个P_5含量界限(30%和70%),划分出“土质混合料”、“砾质混合料”、“石质混合料”三个亚类。目前,对这一分类体系中的土石混合料的工程特性鲜有研究。鉴于此,依托导师负责的国家重点基础研究发展计划(973计划)课题的三级子题,以“砾质混合料”、“石质混合料”为研究对象,选取灰岩质爆破渣料,按按照连续性和过渡性原则,配制了系列级配填料,并在95压实度下开展了较系统的试验(包括12组重型击实、12组渗透、16组侧限压缩、6组大三轴、6组大型环剪),分析研究了两类填料工程特性及影响因素,并对两类填料的分类界限进行讨论。取得的主要结论如下:(1)P_5含量对两类土石混合料的工程特性具有控制意义,在一定的P_5含量下,P_(2-5)含量变化对工程特性具有一定的影响。当P_5=80%时,最大干密度、渗透系数、侧限压缩模量、内摩擦角均发生突变或转折。填料工程特性突变或转折点处P_5含量高于郭庆国研究结果(P_5=70%)。初步分析,导致差异的原因可能是,P_5较高(75-80%)时,P_(2-5)含量增加会使得骨架效应增强。(2)采用粒度分维数D表达填料粒度特征,得出击实前粒度分维数与破碎率具有较好的相关性;运用Alfred紧密堆积理论分析了两类填料最大干密度特征。将两类填料统一考虑,通过因素分析得出,两类土石混合料的最大干密度主要与P_5含量、不均匀系数C_u、粒度分维数D、特征粒径等有关。(3)将两类填料统一考虑,通过因素分析,得出了两类土石混合料在95压实度下渗透性、压缩性、抗剪强度特性的主要影响因素,经过多元回归分析,建立了统一表达两类填料工程特性指标的经验关系式。(4)两类土石混合料力学特性与孔隙性的关系具有较明显的差异:砾质混合料,随着初始干密度ρ_d增大(孔隙率n减小),内摩擦角φ及侧限压缩模量E_s增大;石质混合料,随着干密度增大(孔隙率n减小),内摩擦角φ无明显变化趋势、侧限压缩模量E_s略有减小。(5)根据本文及前人研究成果,并结合机场填料中P_(2-5)含量的实际变化情况,提出了两类土石混合料P_5界限含量调整的初步建议,即由原来的P_5=70%调整至P_5=75%。(6)根据本文试验结果,按民航分类(P_5=70%),给出了两类灰岩质土石混合料在95压实度下参数(范围)建议值。同时,也按本文建议的界限含量(P_5=75%),给出了相应的(范围)参数建议值。
【图文】：

频度分布,混合料,砾质,石质

图 2-5 砾质混合料和石质混合料中 P2-5频度分布（注：每个含量范围表示包括下限，但不包括上限）2 本次取样样品及其级配特征2.1 取样情况.1.1 取样区地层概况配制本次试验用填料的渣料样品取于都江堰市拉法基水泥厂下一座石山中，均为开采爆破后所留。矿区内大面积出露泥盆系、二叠系和三叠系地有第四系全新统残坡积层零星分布。含矿层为二叠系下统栖霞、茅1q+m)：顶部为浅灰色厚层石灰岩，厚约 40m；上部为灰至深灰色厚层石灰约 60m；中部为浅灰色厚层石灰岩夹少量厚层灰质白云岩，，白云质灰岩，层钙质泥岩；厚约 240m；下部为灰至浅灰色中厚层石灰岩夹少量厚层灰

关系曲线,关系曲线

图 3-2 B4-1 样 ρd~w 关系曲线图 3-3 B4-2 样 ρd~w 关系曲线图 3-4 B4-3 样 ρd~w 关系曲线图 3-5 B5-1 样 ρd~w 关系曲线
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU41

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