淮南地区粉质黏土的剪切蠕变特性及参数研究

发布时间：2020-09-22 13:45

　　 近年来,随着我国经济的飞速发展,工程建设的领域和规模也越来越大,因而面临的挑战也越来越多,其中一个难题就是地基土在复杂条件下的时间变形特性的研究。在工程设计和施工过程中如果忽略了岩土体的时间变形特性,将会产生严重的工程问题,造成极大的安全隐患。粉质黏土在我国分布广泛,其主要物理力学性能表现为高压缩性、高膨胀性、高含水率以及较低的抗剪强度等方面,这些物理力学特性导致其变形具有十分显著的时效性。本文基于土体流变特性的研究现状,以原状和重塑的粉质黏土为研究对象,开展了一系列室内直剪蠕变试验,研究了粉质黏土直剪蠕变特性与含水率、竖向应力以及剪切应力的关系。引入非线性流变理论来分析粉质黏土的剪切流变特性,探究其与时间、应力状态、结构性以及含水率的关系,并提出了幂函数本构关系模型来描述粉质黏土的剪切蠕变特性,具有一定的理论研究价值。通过分析Burgers元件模型的特性来研究淮南地区粉质黏土的剪切蠕变特性,通过与试验值的比较来判断Burgers模型与经验模型的适用性。同时,根据相关理论推导出粉质黏土的长期强度及其影响因素,得出主要结论如下:(1)通过拟合并对比相关系数可知幂函数的函数形式与试验结果的吻合度较高,因此采用稍加修正的幂函数进行拟合。(2)以原状土试验结果为例,经整理分析,可以得出淮南地区粉质黏土剪切模量与时间及竖向应力的具体关系。(3)长期强度与竖向应力呈正比关系,与含水率呈反比关系。粘聚力和内摩擦角随着时间的推移在蠕变过程中均逐渐减小,可用指数函数描述其关系。由此可知淮南地区抗剪强度的降低主要是由于粘聚力的降低引起的。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU442
【部分图文】：

图 2 原状土样Fig2 original soil sample首先对其进行物理指标试验，主要检测的物理指比重等。基本物理指标统计见表 1。原状土样如表 1 原状土基本物理指标统计表le1 Statistical table of basic physical indexes of original soi比重液限/%塑限/%塑性指数干密/g·2.639 40.02 29.32 10.70 1.结果分析时，首先采用烘干机将土样烘干，然后将烘干的筛的干土达到 5 kg 时进行配置所需的土样，试验

2 粉质黏土试验及结果分析关系到实验的成败，因此，需要严格控制其制备过程。为了保证所用试样的一性，采用手提式轻型击实仪用击实的方式进行制样，分 3 层倒入击实筒中击实，次倒入击实筒中的质量基本相同，每层击 25 下，然后进行刮毛处理，击实后一次性脱模仪取出土样， 削平两端之后用环刀进行取样。（图 3 至图 9 为试验程及相关仪器照片）

2 粉质黏土试验及结果分析关系到实验的成败，因此，需要严格控制其制备过程。为了保证所用试样的一性，采用手提式轻型击实仪用击实的方式进行制样，分 3 层倒入击实筒中击实，次倒入击实筒中的质量基本相同，每层击 25 下，然后进行刮毛处理，击实后一次性脱模仪取出土样， 削平两端之后用环刀进行取样。（图 3 至图 9 为试验程及相关仪器照片）

【参考文献】

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本文编号：2824470