南宁盆地软硬互层泥质岩的破坏模式及承载特性研究
发布时间：2023-04-20 05:51
近年来随着中国—东盟博览会永久落户南宁、中国—东盟自由贸易区的建成、广西北部湾经济区发展规划上升为国家战略,南宁盆地高、大、重、深的建构筑物以数百亿规模高速发展,越来越多的涉及到浅部泥质岩的边坡、天然地基、桩基、地基处理等工程问题。泥质岩的特性对工程建设的制约越发显现。国内外学者在泥质岩的力学性质、水岩作用、微观结构、承载特性等方面开展了一定研究,取得了一些成果。但对南宁盆地最为典型的软硬互层泥质岩地层的研究很少涉及,尤其是软硬互层泥质岩的力学特性、承载特性及破坏模式等方面很少研究。弄清软硬互层泥质岩的力学、承载特性及破坏模式不仅可以丰富、完善南宁盆地泥质岩特性研究成果,还能为这类软岩地区的工程设计、施工提供有价值的参考与指导。因此开展南宁盆地软硬互层泥质岩性质研究对工程安全、设计及施工的影响有着重要的现实意义和实践价值。论文在已有的研究基础上,从室内模型试验、有限元数值模拟试验、现场静载荷试验等方面对南宁盆地软硬互层泥质岩的力学特性、破坏模式及承载特性展开了系统研究。主要的研究工作与结论如下:(1)室内设计并制作了硬-软-硬互层、软-硬-软互层及软-硬互层泥质岩试样,完成了 462个...
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 选题的背景与研究意义
1.2 国内外研宄现状
1.2.1 软岩物理力学性质的研究现状
1.2.1.1 软岩的强度特性
1.2.1.2 变形特性
1.2.2 软岩的水理特性研究现状
1.2.3 层状岩体研究现状
1.2.3.1 层状岩体力学性质研究
1.2.3.2 层状岩体变形特性研究
1.2.3.3 层状岩体理论模型研究
1.2.4 泥质岩承载特性的研究
1.2.5 层状地基极限承载力计算方法
1.3 研究思路与主要内容
1.4 主要创新点
第二章 南宁盆地泥质岩的基本特征及影响因素
2.1 泥质岩地质概况
2.2 影响泥质岩性质的因素分析
2.2.1 卸荷作用对泥岩性质的影响
2.2.1.1 取样卸荷的应力状态分析
2.2.1.2 应力路径与强度分析
2.2.1.3 试验方案及试验条件
2.2.1.4 卸荷泥岩的强度变化分析
2.2.2 水岩作用对膨胀性泥岩强度和变形特性的影响
2.2.2.1 试验方案及试验条件
2.2.2.2 卸荷作用与水岩作用下泥岩的变形特性研究
2.2.3 泥质岩抗剪强度与含水量的关系
2.2.4 泥质岩的微观结构
2.2.5 泥质岩的互层性
2.3 泥质岩地层组合
2.3.1 互层的定义
2.3.2 互层泥质岩地层组合分类
2.3.3 互层泥质岩基本性质
2.4 本章小结
第三章 互层泥质岩试样物理模拟试验及破坏模式研究
3.1 概述
3.2 试验材料
3.3 试样方案
3.3.1 试验设计
3.3.2 试验内容
3.3.3 试验设备
3.3.4 试样制作
3.3.5 基于强度损失率的试验结果评价
3.4 硬-软-硬互层泥质岩试样物理模拟试验研究
3.4.1 单轴抗压试验研究
3.4.2 三轴剪切试验研究
3.4.2.1 不固结不排水三轴剪切试验研究
3.4.3.2 固结不排水三轴剪切试验研究
3.5 软-硬-软互层泥质岩试样物理模拟试验研究
3.5.1 单轴抗压试验研究
3.5.2 三轴剪切试验研究
3.5.2.1 不固结不排水三轴剪切试验研究
3.5.2.2 固结不排水三轴剪切试验研究
3.6 软-硬互层泥质岩试样物理模拟试验研究
3.6.1 单轴抗压试验研究
3.6.2 三轴剪切试验研究
3.6.2.1 不固结不排水三轴剪切试验研究
3.6.2.2 固结不排水三轴剪切试验研究
3.7 互层泥质岩破坏模式分析
3.7.1 均质岩石破坏模式
3.7.2 互层泥质岩试样破坏特征
3.7.2.1 互层泥质岩单轴抗压试样破坏特征
3.7.2.2 互层泥质岩三轴剪切试样破坏特征
3.7.3 互层泥质岩破坏模式研究
3.8 本章小结
第四章 互层泥质岩试样数值模拟试验研究
4.1 概述
4.2 数值模型的建立
4.2.1 方案设计
4.2.2 土层材料参数
4.2.3 分析方法及步骤
4.3 互层泥质岩单轴荷载作用数值分析
4.3.1 软-硬单层互层泥质岩单轴荷载作用数值模拟分析
4.3.1.1 软-硬互层泥质岩
4.3.1.2 硬-软互层泥质岩
4.3.2 软-硬多层互层泥质岩单轴荷载作用数值模拟分析
4.3.2.1 互层数变化泥质岩单轴荷载作用数值模拟
4.3.2.2 互层厚度变化泥质岩单轴荷载作用数值模拟分析
4.4 本章小结
第五章 互层泥质岩地基承载特性数值模拟试验研究
5.1 试验目的
5.2 模型建立与材料参数
5.2.1 互层泥质岩地基模型
5.2.2 材料参数
5.3 互层泥质岩地基承载力模拟研究
5.3.1 硬-软互层泥质岩地基承载力
5.3.1.1 模型建立及参数
5.3.1.2 基于极限承载力比单因素变化下互层泥质岩地基承载特性
5.3.1.3 基于硬层厚度单因素变化下互层泥质岩地基承载特性
5.3.1.4 基于极限承载力比和硬层厚度双因素变化下互层泥质岩地基承载力公式
5.3.2 硬-软-硬层互层泥质岩地基承载力
5.3.2.1 模型建立及参数
5.3.2.2 基于软层厚度单因素变化下互层泥质岩地基承载力
5.3.2.3 基于极限承载力比单因素变化下互层泥质地基承载力
5.3.2.4 基于极限承载力比和软层厚度双因素变化下互层泥质岩地基承载力
5.3.3 软-硬互层泥质岩地基承载力研究
5.3.3.1 模型建立及与参数
5.3.3.2 软-硬互层泥质岩地基承载力研究
5.3.3.3 软-硬互层泥质岩地基受力机理分析
5.4 本章小结
第六章 工程年代内泥质岩硬层软化承载特性模拟试验研究
6.1 概述
6.1.1 试验目的
6.1.2 试验内容
6.1.3 试验模型与试验设计
6.1.4 试验装备与仪器
6.1.5 试验方案
6.2 均质硬层泥质岩地基承载特性模拟试验研究
6.2.1 试验目的
6.2.2 试验步骤
6.2.3 试验结果
6.3 硬层软化泥质岩地基承载特性模拟试验研究
6.3.1 试验目的
6.3.2 试验过程
6.3.3 试验结果
6.4 本章小结
第七章 软硬互层泥质岩地基现场试验研究
7.1 试验设计
7.1.1 试验目的
7.1.2 试验内容
7.1.3 试验装备与仪器
7.1.4 试验方案
7.1.5 试验步骤
7.2 硬-软-硬互层泥质岩地基现场静载荷试验
7.2.1 工程概况与地层概况
7.2.2 岩土层物理力学参数
7.2.3 硬-软-硬互层泥质岩地基现场载荷试验
7.2.4 现场试验结果
7.2.5 数值模拟结果
7.3 硬-软互层泥质岩地基现场静载荷试验
7.3.1 工程概况与地层概况
7.3.2 岩土层物理力学参数
7.3.3 硬-软互层泥质岩地基现场静载荷试验
7.3.4 现场试验结果
7.3.5 数值模拟结果
7.4 工程年代内泥质岩硬层软化现场静载荷试验
7.4.1 试验目的
7.4.2 试验方案
7.4.3 场地地质概况
7.4.4 岩土层物理力学参数
7.4.5 未浸水状态下硬层泥质岩地基现场静载荷试验
7.4.6 硬层软化现场静载荷试验
7.5 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
本文编号：3795017
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 选题的背景与研究意义
1.2 国内外研宄现状
1.2.1 软岩物理力学性质的研究现状
1.2.1.1 软岩的强度特性
1.2.1.2 变形特性
1.2.2 软岩的水理特性研究现状
1.2.3 层状岩体研究现状
1.2.3.1 层状岩体力学性质研究
1.2.3.2 层状岩体变形特性研究
1.2.3.3 层状岩体理论模型研究
1.2.4 泥质岩承载特性的研究
1.2.5 层状地基极限承载力计算方法
1.3 研究思路与主要内容
1.4 主要创新点
第二章 南宁盆地泥质岩的基本特征及影响因素
2.1 泥质岩地质概况
2.2 影响泥质岩性质的因素分析
2.2.1 卸荷作用对泥岩性质的影响
2.2.1.1 取样卸荷的应力状态分析
2.2.1.2 应力路径与强度分析
2.2.1.3 试验方案及试验条件
2.2.1.4 卸荷泥岩的强度变化分析
2.2.2 水岩作用对膨胀性泥岩强度和变形特性的影响
2.2.2.1 试验方案及试验条件
2.2.2.2 卸荷作用与水岩作用下泥岩的变形特性研究
2.2.3 泥质岩抗剪强度与含水量的关系
2.2.4 泥质岩的微观结构
2.2.5 泥质岩的互层性
2.3 泥质岩地层组合
2.3.1 互层的定义
2.3.2 互层泥质岩地层组合分类
2.3.3 互层泥质岩基本性质
2.4 本章小结
第三章 互层泥质岩试样物理模拟试验及破坏模式研究
3.1 概述
3.2 试验材料
3.3 试样方案
3.3.1 试验设计
3.3.2 试验内容
3.3.3 试验设备
3.3.4 试样制作
3.3.5 基于强度损失率的试验结果评价
3.4 硬-软-硬互层泥质岩试样物理模拟试验研究
3.4.1 单轴抗压试验研究
3.4.2 三轴剪切试验研究
3.4.2.1 不固结不排水三轴剪切试验研究
3.4.3.2 固结不排水三轴剪切试验研究
3.5 软-硬-软互层泥质岩试样物理模拟试验研究
3.5.1 单轴抗压试验研究
3.5.2 三轴剪切试验研究
3.5.2.1 不固结不排水三轴剪切试验研究
3.5.2.2 固结不排水三轴剪切试验研究
3.6 软-硬互层泥质岩试样物理模拟试验研究
3.6.1 单轴抗压试验研究
3.6.2 三轴剪切试验研究
3.6.2.1 不固结不排水三轴剪切试验研究
3.6.2.2 固结不排水三轴剪切试验研究
3.7 互层泥质岩破坏模式分析
3.7.1 均质岩石破坏模式
3.7.2 互层泥质岩试样破坏特征
3.7.2.1 互层泥质岩单轴抗压试样破坏特征
3.7.2.2 互层泥质岩三轴剪切试样破坏特征
3.7.3 互层泥质岩破坏模式研究
3.8 本章小结
第四章 互层泥质岩试样数值模拟试验研究
4.1 概述
4.2 数值模型的建立
4.2.1 方案设计
4.2.2 土层材料参数
4.2.3 分析方法及步骤
4.3 互层泥质岩单轴荷载作用数值分析
4.3.1 软-硬单层互层泥质岩单轴荷载作用数值模拟分析
4.3.1.1 软-硬互层泥质岩
4.3.1.2 硬-软互层泥质岩
4.3.2 软-硬多层互层泥质岩单轴荷载作用数值模拟分析
4.3.2.1 互层数变化泥质岩单轴荷载作用数值模拟
4.3.2.2 互层厚度变化泥质岩单轴荷载作用数值模拟分析
4.4 本章小结
第五章 互层泥质岩地基承载特性数值模拟试验研究
5.1 试验目的
5.2 模型建立与材料参数
5.2.1 互层泥质岩地基模型
5.2.2 材料参数
5.3 互层泥质岩地基承载力模拟研究
5.3.1 硬-软互层泥质岩地基承载力
5.3.1.1 模型建立及参数
5.3.1.2 基于极限承载力比单因素变化下互层泥质岩地基承载特性
5.3.1.3 基于硬层厚度单因素变化下互层泥质岩地基承载特性
5.3.1.4 基于极限承载力比和硬层厚度双因素变化下互层泥质岩地基承载力公式
5.3.2 硬-软-硬层互层泥质岩地基承载力
5.3.2.1 模型建立及参数
5.3.2.2 基于软层厚度单因素变化下互层泥质岩地基承载力
5.3.2.3 基于极限承载力比单因素变化下互层泥质地基承载力
5.3.2.4 基于极限承载力比和软层厚度双因素变化下互层泥质岩地基承载力
5.3.3 软-硬互层泥质岩地基承载力研究
5.3.3.1 模型建立及与参数
5.3.3.2 软-硬互层泥质岩地基承载力研究
5.3.3.3 软-硬互层泥质岩地基受力机理分析
5.4 本章小结
第六章 工程年代内泥质岩硬层软化承载特性模拟试验研究
6.1 概述
6.1.1 试验目的
6.1.2 试验内容
6.1.3 试验模型与试验设计
6.1.4 试验装备与仪器
6.1.5 试验方案
6.2 均质硬层泥质岩地基承载特性模拟试验研究
6.2.1 试验目的
6.2.2 试验步骤
6.2.3 试验结果
6.3 硬层软化泥质岩地基承载特性模拟试验研究
6.3.1 试验目的
6.3.2 试验过程
6.3.3 试验结果
6.4 本章小结
第七章 软硬互层泥质岩地基现场试验研究
7.1 试验设计
7.1.1 试验目的
7.1.2 试验内容
7.1.3 试验装备与仪器
7.1.4 试验方案
7.1.5 试验步骤
7.2 硬-软-硬互层泥质岩地基现场静载荷试验
7.2.1 工程概况与地层概况
7.2.2 岩土层物理力学参数
7.2.3 硬-软-硬互层泥质岩地基现场载荷试验
7.2.4 现场试验结果
7.2.5 数值模拟结果
7.3 硬-软互层泥质岩地基现场静载荷试验
7.3.1 工程概况与地层概况
7.3.2 岩土层物理力学参数
7.3.3 硬-软互层泥质岩地基现场静载荷试验
7.3.4 现场试验结果
7.3.5 数值模拟结果
7.4 工程年代内泥质岩硬层软化现场静载荷试验
7.4.1 试验目的
7.4.2 试验方案
7.4.3 场地地质概况
7.4.4 岩土层物理力学参数
7.4.5 未浸水状态下硬层泥质岩地基现场静载荷试验
7.4.6 硬层软化现场静载荷试验
7.5 本章小结
第八章 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表论文情况
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