不同砂率下粘土在流变状态和固体状态下力学性能影响因素及关系研究

发布时间：2020-06-02 14:36

【摘要】：目前,对于黏性土到砂性土的一般性土体的流变—固体状态力学特性的研究及其相互关系的研究比较少。本文以高岭土和细砂作为基础材料,并按不同比例配制出黏土到砂土共5种土样,通过试验研究,探究其流变状态和固体状态下的力学特性及其影响因素,基于试验结果明确其在流变状态和固体状态下力学性能相互关系,并结合颗粒物质约束概念,分析其在流变状态和固体状态之间转换的机理,并探究土体流变—固体状态力学特性及其影响因素与边坡稳定性的关系,并基于此提出一些关于提高边坡稳定性的合理化建议。本文通过蠕变试验和无侧限抗压强度试验,对五种不同土体在流变状态和固体状态的力学特性及关系进行了研究。并研究了黏粒含量、含水率、加载速率、密实度等影响因素与土体流变—固体力学性能的关系。试验表明:土体在流变状态下的非衰减临界应力和固体状态下的抗压强度,均随土体黏粒含量的增加具有先增大后减小的趋势,当黏粒含量占土体总质量的60%时达到最大。土体在流变状态下的蠕变变形随含水率的增加而增加,非衰减蠕变临界应力随含水率的增加而降低;土体在固体状态下的抗压强度随含水率的增加具有先增大后减小的趋势,各种土体的抗压强度最大值出现在含水率为塑限含水率的60%左右。论文基于颗粒物质约束的概念,分析了颗粒物质在离散状态、流变状态、固体状态之间的转换关系的机理。颗粒物质的约束状态的转变决定其力学状态的转变,ODI约束是颗粒物质的一般约束形式,在一定条件下可以转化为固结约束和接触约束,ODI约束的四种约束能力和对应的自由度的变化和组合,形成了颗粒物质由流变状态向离散状态和固体状态的转变。基于土体流变—固体性能之间的关系研究,本文分析了黏粒含量和含水率对边坡稳定性的影响。研究表明,黏粒含量为土体总质量的60%时,土体在流变状态和固体状态下抵抗破坏的能力最强,在边坡填土选择上可以考虑黏粒含量60%的土体;砂性土排水性能好,但强度较低,在坡度较小的边坡,砂性土更适合做填筑材料;黏粒含量较高的边坡,排水性能较差,应重点考虑含水率对边坡稳定性的影响。土体含水率越高,在流变—固体状态下的抵抗破坏的能力均有明显下降,且土体的蠕变变形值随含水率增加而增加,蠕变是边坡破坏的重要原因,且伴随边坡失稳的全过程,因此,应尽量降低含水率变化对边坡的危害,对于黏粒含量高的边坡更要注意含水率的变化。
【图文】：

不同应力条件下土体蠕变曲线

土体理想蠕变变形曲线
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU442

【参考文献】

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7 陈高峰;卢应发;程圣国;;边坡稳定性影响因素主成分分析[J];金属矿山;2008年04期

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本文编号：2693305