黏土煤矸石路堤的室内试验与有限元数值模拟

发布时间：2017-10-02 00:17

  本文关键词：黏土煤矸石路堤的室内试验与有限元数值模拟

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【摘要】：道路建设中,国家正在逐渐推广煤矸石作为填筑材料在道路工程中的应用,但煤矸石用作路基填料方面的研究还不是很完善。在河北省的地方标准《公路路基煤矸石填筑应用技术指南》中提到自然级配差的煤矸石不宜直接用做路基填料,可掺拌粉性土进行改良,而且指出在无粉煤灰的条件下,可用黏土来提高路基的稳定性。为了对黏土煤矸石路堤的配合比和填筑方式进行研究,本文对黏土煤矸石混合料进行室内试验,找出最佳配比,并通过数值模拟,分析混合和分层填筑路堤的稳定性。本文通过大量室内试验发现,当黏土和煤矸石的质量比为1：4时为最佳配比。然后利用ANSYS有限元软件对最佳配比条件下的黏土煤矸石路堤进行数值分析。研究结果表明：对于矮路堤和一般路堤黏土煤矸石混合填筑路堤和分层填筑路堤的稳定性相差不大,而对于高路堤,黏土煤矸石混合填筑要比分层填筑的稳定性好。路堤的填筑高度越大,路堤越不稳定。在设计和施工中,当路堤高达20m时,要特别注意路堤稳定性的验算。并且发现路堤边坡承受的剪应力最大,所以要加强边坡防护。
【关键词】：黏土 煤矸石 数值分析 混合填筑路堤 分层填筑路堤 稳定性
【学位授予单位】：内蒙古农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U414;U416.12
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 引言9-14
• 1.1 研究背景9
• 1.2 煤矸石路基的研究现状9-12
• 1.2.1 国外煤矸石路基理论研究及应用现状9-10
• 1.2.2 国内煤矸石路基的理论研究及应用现状10-12
• 1.3 研究目的及意义12
• 1.4 主要研究内容与技术路线12-14
• 2 原材料物理力学性能的室内试验14-25
• 2.1 原材料物理性能的室内试验14-15
• 2.1.1 煤矸石14-15
• 2.1.2 黏土15
• 2.2 试验材料力学性能的室内试验15-24
• 2.2.1 试验材料的压实特性15-16
• 2.2.2 试验材料的抗剪强度指标16-19
• 2.2.3 试验材料的压缩性指标19-21
• 2.2.4 试验材料的抗弹性变形指标21-24
• 2.3 本章小结24-25
• 3 黏土煤矸石混填路基的数值分析25-39
• 3.1 ANSYS软件介绍25-26
• 3.2 混填路堤路堤模型建立与参数选取26-29
• 3.2.1 ANSYS分析基本假定26
• 3.2.2 混填路堤模型的建立26-27
• 3.2.3 混填路堤荷载方式的确定27-28
• 3.2.4 混填路堤材料参数选取28-29
• 3.3 黏土煤矸石混填路基的数值分析29-38
• 3.3.1 混填路堤水平位移分析29-31
• 3.3.2 混填路堤水平应力分析31-32
• 3.3.3 混填路堤竖向位移分析32-35
• 3.3.4 混填路堤竖向应力分析35-36
• 3.3.5 混填路堤剪切应力分析36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 黏土煤矸石分层填筑路基的数值分析39-51
• 4.1 分层填筑路堤模型建立和参数选取39-40
• 4.2 黏土煤矸石分层填筑路堤的数值分析40-50
• 4.2.1 分层填筑路堤水平位移分析40-42
• 4.2.2 分层填筑路堤水平应力分析42-43
• 4.2.3 分层填筑路堤竖向位移分析43-47
• 4.2.4 分层填筑路堤竖向应力分析47-48
• 4.2.5 分层填筑路堤剪切应力分析48-50
• 4.3 本章小结50-51
• 5 结论与展望51-52
• 5.1 结论51
• 5.2 有待进一步研究的问题51-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-56
• 作者简介56

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本文编号：956479