分散性土变形特性试验研究

发布时间：2017-06-03 11:20

  本文关键词：分散性土变形特性试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：分散性土是一种在低含盐量水或纯水中由于土颗粒间的排斥力大于吸引力而导致土颗粒分散成原级颗粒的土,其工程特性是抗冲蚀性低、抗渗性能差,容易造成堤坝管涌、渠道渗漏、路堤失稳等工程事故。近年来很多学者从室内试验到现场测试都证实了如果采取正当合理的措施,分散性土可以作为土坝防渗心墙的填筑土料。目前,人们对于分散性土的研究主要集中在分散性土的鉴定、抗渗和改性等方面,而对其变形特性方面的研究很少。本研究以宁木特水利枢纽工程黏土心墙的分散性土为研究对象,采用YS-I型高压固结仪和SR-6型三轴蠕变仪探究了分散性土在不同初始条件下的变形特性,主要分析了含水率、压实度、围压、轴向荷载等不同因素对分散性土变形特性的影响,构建了能反映分散性土变形规律的数学模型。研究结论如下:(1)三轴蠕变试验结果表明,分散性土的蠕变具有明显的非线性蠕变特征,蠕变过程可以分为瞬时弹塑性变形、衰减蠕变变形和稳定蠕变变形三个阶段。含水率、干密度、围压对分散性土蠕变速率和蠕变量有显著的影响:含水率愈大,土体产生的变形愈大,蠕变现象愈明显;干密度、围压愈大,土体变形量愈小,应变速率愈小,蠕变现象愈不明显。应力-应变曲线表现出明显的非线性特征。采用Singh-Mitchell蠕变模型和Mesri蠕变模型描述分散性土的蠕变特性,与试验数据对比分析表明,Mesri蠕变模型能够比较准确而方便地描述分散性土的蠕变特性,且模型参数少、适用性较强。(2)单向压缩试验表明,饱和分散性土的应力-应变关系可以用幂函数进行拟合,而非饱和分散性土的应力-应变关系可以用多项式函数进行拟合;含水率、压实度对分散性土的变形影响较为显著,压缩系数和压缩指数均随压实度的增加而减小,压缩模量随压实度的增加而增大;工程中应尽可能增加土体的压实度,以减弱土体变形带来的危害,提高结构物或构筑物的稳定性。(3)固结蠕变试验表明,分散性土的蠕变具有明显的阶段性,其变形分为瞬时弹塑性变形、衰减蠕变变形和稳定蠕变变形;应力-应变等时曲线表明,分散性土的应力-应变关系具有明显的非线性特征;饱和分散性土的应变与时间、应力与应变关系均可以用幂函数描述,且建立的蠕变本构模型用于预测土体后期的变形是偏于安全的;而非饱和分散性土的应力-应变-时间行为可以采用M-K(Burgers)模型描述,且该模型参数少、容易确定,可以作为非饱和分散性土的蠕变预测模型。
【关键词】：分散性土 固结 蠕变 变形特性 本构模型
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU411
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 选题的目的和意义11-12
• 1.2 国内外研究概况12-18
• 1.2.1 分散性土研究概况12-14
• 1.2.2 土体变形研究概况14-17
• 1.2.3 分散性土变形研究概况及存在问题17-18
• 1.3 研究内容18-19
• 1.4 技术路线19-20
• 第二章 试验材料和试验方法20-27
• 2.1 试验材料20-24
• 2.1.1 土样的基本物理化学性质20-21
• 2.1.2 土样的分散性鉴定21-24
• 2.2 试验方法24-27
• 2.2.1 三轴蠕变试验24-25
• 2.2.2 单向固结蠕变试验25
• 2.2.3 加载方法及数据处理25-27
• 第三章 分散性土三轴蠕变特性试验研究27-41
• 3.1 概述27-30
• 3.1.1 试样制备27-28
• 3.1.2 试验仪器与方法28-30
• 3.2 非饱和分散性土三轴蠕变试验结果及分析30-34
• 3.2.1 应变时间曲线分析30-33
• 3.2.1.1 不同偏应力下的应变时间曲线30-31
• 3.2.1.2 不同含水率下的应变时间曲线31-32
• 3.2.1.3 不同干密度下的应变时间曲线32
• 3.2.1.4 不同围压下的应变时间曲线32-33
• 3.2.2 应力应变等时曲线分析33-34
• 3.3 非饱和分散性土三轴蠕变模型建立34-40
• 3.3.1 三轴蠕变模型介绍34-36
• 3.3.1.1 Singh-Mitchell模型34-35
• 3.3.1.2 Mesri模型35-36
• 3.3.2 蠕变模型应用及分析36-40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 分散性土固结蠕变特性试验研究41-63
• 4.1 概述41-44
• 4.1.1 试样介绍与制备42
• 4.1.2 试验仪器与试验方法42-44
• 4.2 分散性土压缩固结特性试验结果44-49
• 4.2.1 饱和分散性土压缩固结试验44-46
• 4.2.1.1 压缩曲线分析44
• 4.2.1.2 压缩模量分析44-45
• 4.2.1.3 应力应变关系曲线分析45-46
• 4.2.2 非饱和分散性土压缩固结试验46-49
• 4.2.2.1 压缩曲线分析46-47
• 4.2.2.2 压缩模量分析47-48
• 4.2.2.3 应力应变关系曲线分析48-49
• 4.3 分散性土固结蠕变特性试验结果49-61
• 4.3.1 饱和分散性土固结蠕变试验49-54
• 4.3.1.1 应变时间关系曲线分析49-50
• 4.3.1.2 应力应变等时曲线分析50
• 4.3.1.3 蠕变模型建立及模型验证50-54
• 4.3.2 非饱和分散性土固结蠕变试验54-61
• 4.3.2.1 应变时间关系曲线分析54-56
• 4.3.2.2 应力应变等时曲线分析56-57
• 4.3.2.3 黏滞系数分析57-58
• 4.3.2.4 蠕变模型建立及模型验证58-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 结论与展望63-65
• 5.1 结论63
• 5.2 展望63-65
• 参考文献65-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

【参考文献】

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本文编号：418033