强蚀变花岗岩力学特性及其改良研究

发布时间：2017-05-14 09:00

  本文关键词：强蚀变花岗岩力学特性及其改良研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国华南地区广泛分布花岗岩地层,其中某抽水蓄能电站工程区存在大量松散强蚀变花岗岩,为坝体等水工建筑提供了天然建筑材料。强蚀变花岗岩属于含粘粒粉土质砂,主要包括高岭石、蒙脱石等矿物成分,通过对试样物理力学特性进行深入分析,主要内容如下:(1)掌握强蚀变花岗岩基本物理性质和矿物组成以及压实度与各力学指标的关系。以压实度为控制指标,探讨了压实度与渗透系数、压缩变形指标及各抗剪强度指标的关系,除此之外发现强蚀变花岗岩经浸水饱和后压缩量增大即遇水软化、强度衰减即水稳定性差等现象,不符合直接用于水工填筑的标准,不宜直接用于工程,需进行改良。(2)利用水泥和生石灰作为改良剂对强蚀变花岗岩进行改良研究。设计不同掺灰比,探讨渗透系数及压缩指标随掺灰比变化规律,两种改良材料均得到显著改善。并利用多项式对抗剪强度指标包括c、ccu、c'、φ、φcu、φ'随掺灰比的变化进行了拟合,水泥改良土各强度指标随掺灰比越大逐渐递增,而生石灰改良土在5%~7%掺灰比间出现峰值;改良后试样的剪应力-剪位移以及三轴试验的应力-应变曲线均呈应变软化特性。(3)综合对比两种改良土的性质确定改良方案。生石灰改良土的渗透性过低,库水位降落后易产生回流,不利于坝体稳定;水泥改良土的水稳定性更加优良,抗剪强度增长相对比较明显,遇水软化缺点得到改善,最后确定最优化改良方案是5%~7%掺灰比的水泥改良土;利用邓肯-张本构模型确定改良材料的模型参数,为堤坝工程中有关数值计算等分析提供所需参数。(4)利用Geostudio软件,选取最优化改良材料填筑均质坝体,模拟库水位不同升降速率下,坝体的非稳态渗流特性以及相应渗流作用下下游坝坡的稳定性。
【关键词】：强蚀变花岗岩 渗透特性 固结特性 强度特性 应力应变特性 渗流稳定性
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV223
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 选题背景、目的和意义11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 蚀变花岗岩的物理特性12
• 1.2.2 蚀变花岗岩的力学特性12-13
• 1.2.3 强蚀变花岗岩改良特性研究现状13-14
• 1.2.4 强蚀变花岗岩作为天然建筑材料的研究现状14-15
• 1.2.5 存在的问题15-16
• 1.3 主要研究内容及技术路线16-19
• 1.3.1 主要研究内容16
• 1.3.2 技术路线16-19
• 2 强蚀变花岗岩基本物理性质试验19-25
• 2.1 概述19-20
• 2.2 试样基本物理、化学和矿物性质试验20-25
• 2.2.1 含水率试验20
• 2.2.2 比重试验20-21
• 2.2.3 颗粒分析试验21-22
• 2.2.4 自由膨胀率试验22-23
• 2.2.5 化学成分和矿物成分23-24
• 2.2.6 击实试验24-25
• 3 强蚀变花岗岩的力学特性试验研究25-39
• 3.1 概述25-26
• 3.2 渗透特性26
• 3.3 压缩特性26-29
• 3.3.1 试验方案27
• 3.3.2 试验结果27-28
• 3.3.3 试验结果分析28-29
• 3.4 强度特性29-35
• 3.4.1 试验方案29
• 3.4.2 直接剪切试验29-32
• 3.4.3 三轴压缩试验32-35
• 3.5 应力应变特性35-38
• 3.5.1 法向应力作用下剪应力-剪应变特性35-37
• 3.5.2 三轴剪切应力应变特性37-38
• 3.6 可利用性评价38
• 3.7 本章小结38-39
• 4 强蚀变花岗岩改良研究39-61
• 4.1 概述39
• 4.2 改良剂的作用机理39-41
• 4.2.1 改良剂的分类39
• 4.2.2 水泥改良剂的作用机理39-40
• 4.2.3 生石灰改良剂的作用机理40-41
• 4.3 改良方案41-42
• 4.3.1 试验内容41
• 4.3.2 养护条件41-42
• 4.4 改良土的渗透特性42-43
• 4.5 改良土的压缩特性43-45
• 4.6 改良土的强度特性45-53
• 4.6.1 水泥改良土45-46
• 4.6.2 生石灰改良土46-47
• 4.6.3 掺灰比对强度的影响47-51
• 4.6.4 养护龄期对强度指标的影响51-52
• 4.6.5 改良效果评价52-53
• 4.7 改良土的应力应变特性53-56
• 4.7.1 法向应力下剪应力-剪位移关系53-54
• 4.7.2 三轴试验应力应变关系54-56
• 4.8 最优改良方案56-59
• 4.8.1 最优配比的选择56-57
• 4.8.2 最优化试样应力应变模型参数57-59
• 4.9 本章小节59-61
• 5 强蚀变花岗岩改良土坝体的数值分析61-81
• 5.1 基本原理61-62
• 5.1.1 软件介绍61-62
• 5.1.2 计算原理62
• 5.2 模型的建立62-63
• 5.2.1 计算模型的概述62
• 5.2.2 边界条件62-63
• 5.2.3 安全系数标准63
• 5.3 均质坝的非稳定渗流下浸润线变化63-66
• 5.3.1 计算工况63
• 5.3.2 结果分析63-66
• 5.4 非稳定渗流均质坝的边坡稳定性分析66-78
• 5.4.1 上游水位降落时上游边坡稳定性分析66-73
• 5.4.2 上游水位上升时上游边坡稳定性分析73-78
• 5.5 本章小节78-81
• 6 结论与展望81-83
• 6.1 结论81
• 6.2 展望81-83
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文83-85
• 致谢85-87
• 参考文献87-89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘翔;陈国兴;孙田;;花岗岩全风化土湿化变形及强度的试验研究[J];岩土力学;2012年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张瑞旗;强蚀变花岗岩力学特性及其改良研究[D];华北水利水电大学;2016年

  本文关键词：强蚀变花岗岩力学特性及其改良研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：364701