兰州红砂岩遇水强度变化特性及崩解破碎分形特征研究

发布时间：2023-02-20 17:55

　　兰州地处西部,黄河上游,地下水位较高,同时兰州地区地层中大量分布有红砂岩层。红砂岩是一种性质极其特殊的岩石,原始状态下质地十分坚硬,强度较高,但是在遇水的条件下将会发生软化,颗粒脱落崩解,强度大幅降低。正因于此,在兰州地铁试验段开工建设后,施工进程缓慢,建设周期很长,其中在建设过程中最突出的问题之一便是基坑开挖过程中高地下水位产生的高水头差引起地下水渗入红砂岩层,导致其崩解软化。为探究红砂岩遇水崩解软化这一特殊性质,本文以兰州地铁施工现场取样的红砂岩作为研究对象,通过滴定法制备获得不同含水率的红砂岩试件,对其进行单轴压缩试验,得到从初始直至破坏下的不同含水率试样的应力-应变曲线,同时获得不同含水率红砂岩的峰值抗压强度、弹性模量与峰值应变等宏观力学性质,分析了含水率对红砂岩强度、弹性模量及峰值应变的影响规律,对含水率与力学性质的数据进行拟合,建立含水率与力学性质的数学模型,并对其影响机制做出了解释。通过浸水试验研究了不同浸水时间下红砂岩的崩解特征。对不同浸水时间下红砂岩的崩解形态进行定性描述,同时对崩解后的颗粒进行收集,烘干后进行筛分统计处理,分析不同浸水时间下红砂岩的崩解颗粒的粒度分布...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 红砂岩的宏观力学性质研究
        1.2.2 红砂岩的水理特性研究
        1.2.3 红砂岩的工程问题研究
    1.3 国内外研究现状小结
    1.4 本文研究内容与技术路线
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 本文技术路线
第二章 兰州轨道交通施工现场工程概况及红砂岩问题
    2.1 工程概况
        2.1.1 工程简介
        2.1.2 工程地质
    2.2 车站降水与支护结构设计
        2.2.1 降水设计
        2.2.2 维护结构设计
    2.3 目前施工存在的问题及困难
    2.4 已实施的风险控制方案
    2.5 实际治理效果及正对性研究
第三章 不同初始含水率红砂岩强度试验研究
    3.1 引言
    3.2 初始砂岩试样的制备
    3.3 不同初始含水率砂岩试样的制备
        3.3.1 红砂岩试样制备简述
        3.3.2 滴定法试样制备
    3.4 红砂岩强度特性研究
        3.4.1 不同含水率红砂岩单轴压缩试验强度分析
        3.4.2 不同含水率红砂岩弹性模量变化分析
    3.5 红砂岩峰值应变变化特性与破坏形式研究
    3.6 本章小结
第四章 红砂岩崩解特性及分形特征研究
    4.1 引言
    4.2 试样制备与崩解试验
        4.2.1 取样与试样制备
        4.2.2 崩解试验
    4.3 红砂岩水理特性分析
        4.3.1 兰州地区红砂岩的工程分类
        4.3.2 兰州地区红砂岩的崩解破坏特征
        4.3.3 红砂岩崩解物颗粒分析
    4.4 红砂岩崩解分形特征分析
        4.4.1 分形理论
        4.4.2 分形理论的定义和概念
        4.4.3 分形维数
        4.4.4 红砂岩的崩解分形特征
        4.4.5 红砂岩的崩解分形模型及计算
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
参考文献
在学期间的研究成果
致谢



本文编号：3747044