变质软岩填料湿化变形特性研究

发布时间：2020-09-02 17:19

　　 软岩填料在水的作用下会发生崩解和膨胀现象,会引起填料产生湿化变形,这会影响公路的使用寿命以及行车的安全,因此有必要对变质软岩的性质,尤其是浸水后的变形进行研究。本文以软岩路基填料为研究对象,通过室内试验并结合离散元方法对变质软岩浸水前后的变形性质以及微观变化做了相关的研究,主要做了如下工作:(1)借助岩石的磨片以及电镜扫描试验对试验用料的矿物成分做了分析,同时根据规范对材料做了定名,研究了该岩石的内部结构特点以及各个矿物的含量;利用单轴抗压试验对岩石的单轴抗压强度做了测试,结果表明,试验材料的饱和单轴抗压强度小于30MPa,属于软岩范畴。(2)对变质软岩分别在风干以及饱和两种情况下进行三轴压缩试验,得到了材料在风干、饱和两种状态下的应力应变特性。根据试验结果,对材料的轴向应力-应变变化特性以及体积应变-轴向应变变化规律做了分析;对各个围压条件下试样的最大偏应力与围压之间的关系做了研究,得到了材料在饱和以及风干两种状态下最大偏应力与围压之间的经验公式。(3)根据材料的三轴压缩试验结果,利用饱和条件下的应变值减去风干条件下材料的应变值,计算出变质软岩的湿化变形量,得到了变质软岩湿化变形的规律。软岩的湿化轴向应变与应力水平成指数函数关系,湿化体变与应力水平之间成线性关系,根据三种围压条件下的试验结果,得到了材料的湿化变形经验公式,并且,利用第四种围压条件下室内试验结果对公式进行了验证。(4)利用离散元方法对变质软岩的三轴压缩试验进行了仿真模拟,对其在风干与饱和两种条件下的微观结构变化做了分析。通过标定,给出了宏细观参数之间的经验公式;对颗粒之间的接触力、力链、接触组构以及平均位移量进行了研究,得到了这些微观结构的变化规律,对风干与饱和两种条件下的变化规律做了对比,得到湿化对颗粒微观结构变化的影响。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：U414;U416.1
【部分图文】：

PFC2D/3D计算原理

试验用料

正交偏光下岩石的显微结构图

【参考文献】

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本文编号：2810882