干湿循环下花岗岩残积土特性试验研究

发布时间：2020-10-31 01:11

　　 赣南地区有大面积花岗岩残积土存在,并被广泛应用于工程建设。在赣南地区,雨水充沛,日照充足。雨季来临时,地下水位上升,花岗岩残积土被水浸泡,含水率增大;而在旱季来临时,地下水位下降,含水率下降。实际上,含水率的减小与增大就是干湿循环的过程,在干湿循环过程中,会产生很多工程问题,例如花岗岩残积土的力学性能的降低,从而影响工程建设的安全和稳定,所以很有必要研究干湿循环条件下赣南地区花岗岩残积土的各种特性,为工程实践做出有益探索。本文以赣南地区花岗岩残积土为研究对象,研究在干湿循环条件下赣南地区花岗岩残积土的试验特性并进行分析,然后进行边坡稳定性分析。本文主要研究成果如下:(1)在干湿循环条件下,通过固结排水试验,研究了花岗岩残积土在不同初始干密度和不同纤维含量时的试验特性。得出结论:粘聚力和内摩擦角都是在第一次干湿循环时衰减率最大,随后衰减趋于平缓,并提出了粘聚力和内摩擦角关于干湿循环次数的一个数学公式;纤维对花岗岩残积土粘聚力和内摩擦角的增加可以近似认为是一个常数,不随干湿循环次数改变而发生变化;增大初始干密度和掺加纤维可以有效提高粘聚力和内摩擦角,减缓干湿循环对粘聚力和内摩擦角的衰减。即提高土体压实度和拌和一定量的纤维可以减缓干湿循环对土体的粘聚力和内摩擦角的影响,提高工程的安全性和稳定性,为实际工程提供理论指导。(2)通过无侧限抗压强度试验,发现:当纤维含量相同时,随着干湿循环次数的增加,试样无侧限抗压强度逐渐衰减,第1次干湿循环衰减最快;在纤维含量相同情况下,无侧限抗压强度与干湿循环次数是指数关系,并通过纤维含量和干湿循环次数的耦合,提出了一个预测无侧限抗压强度数学公式,可指导工程实践与应用。(3)通过自制崩解试验装置,进行崩解特性试验,发现在干湿循环次数相同的条件下,随着纤维含量的增加,平均崩解速率先减小,最后趋近于稳定;进而提出了一个预测平均崩解速率的公式,可以预测崩解速率,从而指导水土保持治理工作。(4)通过渗透特性试验,在干湿循环条件下,发现增大初始干密度和增加拌和纤维含量,可以减小花岗岩残积土的渗透系数;在一定适用范围内,提出了两个数学关系式,一个是关于渗透系数与干湿循环次数和初始干密度的数学关系式,另一个是关于渗透系数与干湿循环次数和纤维含量的数学关系。(5)通过用专业软件进行边坡稳定性分析,分析了不同干湿循环次数和初始干密度条件下以及不同干湿循环次数和纤维含量条件下,花岗岩残积土边坡稳定性,发现增大初始干密度,拌和适量纤维含量,可以提高安全系数,进而增强边坡稳定性;在干湿循环条件下,拌和适量的纤维,可以有效提高花岗岩残积土的路基边坡的安全系数,使其最终趋于稳定,从而提高其安全性与稳定性。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU43
【部分图文】：

14图 2.1 SLB-1A 型应力-应变控制式三轴剪切渗透试验仪结排水试验结果力 c 和内摩擦角 是反应土体强度特性的两个重要参数，为了d 、干湿循环次数 N、纤维含量 P 对赣南花岗岩残积土强度的水试验，得出应力-应变关系图，进而求出粘聚力 c 和内摩擦说明：N 表示干湿循环次数， 表示初始干密度，P 表示纤维。干密度3d 1.55g/cm的应力应变关系图如图 2.2 所示。图次数 N=0~2 时，随着轴向应变的增加，主应力差几乎一致增期主应力才达到最大值，这可能是由于止颗粒间接触较为松散体积持续收缩，其密实度增加，土体强度持续性增加，干湿循

50图 3.1 YYW-Ⅱ型电动石灰土无侧限压力试验仪样制备制备见章节 2.2.1，每组试验制备四个样，其中三个做平行样。湿循环过程使室内试验更接近实际赣南地区实际工程状况（实际温度可以参考万勇[58]的干湿循环方法。制作好的土样放入饱和器中至真空，浸水饱和 24 小时，此为一个增湿过程，将饱和好试℃±1℃的烘箱中烘 24 小时，此即为一个脱湿过程，如此即为。反复上述步骤，直至达到试验预定的干湿循环次数为止。

（1）P=0% （2）P=0.1%图 3.3 未加纤维土样和纤维土样破坏图无侧限抗压强度试验结果如表 3.2 所示。表 3.2 无侧限抗压强度试验结果干湿循环次数 N 纤维含量 P（%） 无侧限抗压强度 （kPa）0 0 41.071 0 32.892 0 32.733 0 30.814 0 28.790 0.1 57.251 0.1 41.132 0.1 41.003 0.1 40.654 0.1 32.850 0.3 61.431 0.3 47.23
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 马芹永;郁培阳;袁璞;;干湿循环对深部粉砂岩蠕变特性影响的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2018年03期

2 陈开圣;;干湿循环下压实红黏土三轴试验[J];公路;2017年11期

3 侯令强;黄翔;;干湿循环条件下红黏土力学性质影响因素的显著性和交互作用研究[J];桂林理工大学学报;2017年03期

4 涂义亮;刘新荣;钟祖良;王睢;王子娟;柯炜;;干湿循环下粉质黏土强度及变形特性试验研究[J];岩土力学;2017年12期

5 常志璐;裴向军;吴梦秋;杨晴雯;;植物纤维加筋固化土抗压强度和渗透试验研究[J];工程地质学报;2017年04期

6 袁志辉;倪万魁;唐春;胡盛明;甘建军;;干湿循环下黄土强度衰减与结构强度试验研究[J];岩土力学;2017年07期

7 刘昌鑫;潘健;邓羽松;赵媛;丁树文;;干湿循环对崩岗土体稳定性的影响[J];水土保持学报;2016年06期

8 张国栋;邓全胜;李泯蒂;徐志华;李学良;廖爱明;卢书强;;干湿循环对水库滑坡渗透系数影响的试验研究[J];人民长江;2016年22期

9 穆坤;孔令伟;张先伟;尹松;;红黏土工程性状的干湿循环效应试验研究[J];岩土力学;2016年08期

10 赵立业;薛强;万勇;刘磊;;干湿循环作用下高低液限黏土防渗性能对比研究[J];岩土力学;2016年02期

相关硕士学位论文 前6条

1 兰泽鑫;花岗岩残积土崩解试验研究[D];华南理工大学;2013年

2 邓欣;干湿循环条件下云南红土的强度变形特性研究[D];昆明理工大学;2013年

3 曾朋;花岗岩残积土的压实特性及崩解特性研究[D];华南理工大学;2012年

4 张家俊;干湿循环下膨胀土裂隙、体变与渗透特性研究[D];华南理工大学;2010年

5 张抒;广州地区花岗岩残积土崩解特性研究[D];中国地质大学;2009年

6 李平;饱和黄土的三轴渗透试验研究[D];西北农林科技大学;2007年

本文编号：2863255