论文题目: 聚苯乙烯轻质混合土工程特性的试验研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 董金梅
导师: 刘汉龙,洪振舜
关键词: 聚苯乙烯轻质混合土,应力应变特性,抗压强度,水泥掺入比,密度,含水量,龄期,压缩变形特性
文献来源: 河海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚苯乙烯轻质混合土是刘汉龙教授等人开发的一种新型轻质填土材料(专利申请号为02112812.X)。在室内试验的基础上，对其物理、强度和变形特性进行了系统、深入地研究，主要内容包括： (1) 通过混合土密度的测定，得到其随配比的变化规律：聚苯乙烯颗粒含量是影响密度的主要因素，水泥掺入比、含水量、原料土的土质对密度也有影响；试验方法、养护条件对密度也有一定影响。研究密度的影响因素，对于设计其工程应用密度具有重要意义。 (2) 在无侧限抗压强度试验和三轴压缩试验的基础上，研究了该混合土的应力应变特性：水泥掺入比、含水量、密度和龄期对单轴应力应变特性有不同程度的影响；UU试验和CU试验的应力应变特性，也因配比和龄期不同而有所不同。 (3) 单轴、三轴应力应变曲线的拟合结果表明：单轴应力应变曲线符合双曲线模型和软化曲线模型，三轴应力应变曲线符合弹性-幂次强化模型，为今后轻质混合土本构模型的研究和有限元分析中计算模型的选定提供参考。 (4) 为了定性地了解混合土的破坏方式和变形计算参数的变化规律，研究了破坏应变的影响因素和变形模量与抗压强度的关系：破坏应变随水泥掺入比、含水量、密度和龄期而变化，与抗压强度呈乘幂关系；变形模量与抗压强度也为乘幂的关系；三轴压缩试验中变形模量随围压的增大而降低。 (5) 通过单向压缩固结试验，研究了该混合土的压缩变形特性：水泥掺入比、密度、含水量和龄期对压缩变形特性均有不同程度的影响，并确定了压缩屈服应力和压缩变形模量，为控制轻质混合土在工程中的沉降变形提供依据，对其压缩变形与时间的关系作了初步探讨，认为混合土的变形大部分为瞬时沉降变形。 (6) 抗压强度随配比的变化规律研究：首先对单轴抗压强度随水泥掺入比、密度、含水量和龄期的变化规律进行了分析，为根据目标强度确定混合土的配比提供依据；然后通过水泥掺入比和水泥含量的换算，得到抗压强度的经验计算公式，便于工程应用；综合考虑了影响聚苯乙烯轻质混合土抗压强度的主要因素，结果表明，水泥含量是主要影响因素，其次是含水量，龄期，EPS颗粒含量的影响通过密度体现出来，对抗压强度的影响很小。 (7) 抗压强度与屈服应力之间的关系：根据无侧限抗压强度试验、三轴压缩试验和单向压缩固结试验的结果，分析了抗压强度与压缩屈服应力的关系、弹性极限和抗压强度的关系、三轴压缩试验的屈服应力与围压的变化关系，根据抗压强度确定具体工程中的上部荷载、屈服应力等。 (8) 三轴压缩试验的抗剪强度特性研究：CU试验的强度包络线近似符合摩尔库伦摘要强度理论，而UU试验则不符合摩尔库仑强度理论。水泥掺入比、密度和龄期对抗剪强度指标(粘聚力和内摩擦角)均有影响。。 本文通过对聚苯乙烯轻质混合土工程特性的试验研究，为其今后在岩土工程领域的进一步研究和应用提供科学依据。关键词:聚苯乙烯轻质混合土，应力应变特性，抗压强度，水泥掺入比，密度，含水量， 龄期，压缩变形特性
论文目录:
前言
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 轻质混合土的研究目的及其意义
1．1．1 概述
1．1．2 轻质混合土的原料组成及特点
1．1．3 轻质混合土在岩土工程中的应用
1．2 轻质混合土国内外研究应用现状
1．2．1 EPS块体的研究应用现状
1．2．2 聚苯乙烯轻质混合土的研究、应用现状
1．2．3 气泡轻量混合土的研究、应用现状
1．2．4 其他混合土工法的研究、应用现状
1．3 论文研究目标和主要工作
第二章 聚苯乙烯轻质混合土的试样制备和试验方法
2．1 试样的制备
2．1．1 试验设备和制样方法
2．1．2 试验的注意事项
2．2 试验内容
2．2．1 密度的测定
2．2．2 流动性指标的测定
2．2．3 无侧限抗压强度试验
2．2．4 三轴压缩试验
2．2．5 单轴压缩固结试验
2．3 小结
第三章 聚苯乙烯轻质混合土的物理特性试验研究
3．1 原料土的物理特性
3．1．1 工程弃土
3．1．2 疏浚淤泥
3．1．3 砂土
3．2 轻质材料的特性
3．2．1 聚苯乙烯泡沫塑料的特性
3．2．2 泡沫剂的特性
3．3．3 其他轻质材料的特性
3．3 固化剂的材料特性
3．3．1 水泥的材料特性
3．3．2 其他固化剂的材料特性(粉煤灰、石灰、石膏等)
3．3．3 新型固化剂
3．4 聚苯乙烯轻质混合土的密度变化规律及主要影响因素
3．4．1 EPS颗粒含量对密度的影响
3．4．2 水泥掺入比对密度的影响
3．4．3 含水量对密度的影响
3．4．4 龄期对密度的影响
3．4．5 土粒成分对密度的影响
3．4．6 试验因素的影响
3．4．7 上覆压力或者围压的影响
3．5 聚苯乙烯轻质混合土固化后的含水量
3．6 流动性指标与含水量的关系
3．7 小结
第四章 聚苯乙烯轻质混合土的变形特性试验研究
4．1 单轴应力应变曲线随配比的变化规律
4．1．1 水泥掺入比对单轴应力应变曲线的影响
4．1．2 密度对单轴应力应变曲线的影响
4．1．3 含水量对单轴应力应变曲线的影响
4．1．4 龄期对单轴应力应变曲线的影响
4．2 三轴应力应变特性
4．2．1 不固结不排水三轴压缩试验应力应变特性
4．2．2 固结不排水三轴压缩试验应力应变特性
4．2．3 气泡轻量混合土的固结排水三轴压缩应力应变特性
4．3 聚苯乙烯轻质混合土应力应变曲线的拟合
4．3．1 单轴压缩应力应变曲线的拟合
4．3．2 三轴压缩应力应交曲线的拟合
4．4 聚苯乙烯轻质混合土的破坏应变
4．4．1 水泥掺入比对破坏应变的影响
4．4．2 龄期对破坏应变的影响
4．4．3 含水量对破坏应变的影响
4．4．4 密度对破坏应变的影响
4．4．5 破坏应变与抗压强度的关系
4．5 聚苯乙烯轻质混合土的变形模量
4．5．1 无侧限抗压强度试验的变形模量与抗压强度的关系
4．5．2 三轴压缩试验的变形模量与围压的关系
4．6 聚苯乙烯轻质混合土的压缩变形特性
4．6．1 不同水泥掺入比的压缩变形特性
4．6．2 不同密度的压缩变形特性
4．6．3 不同龄期的压缩变形特性
4．6．4 不同含水量的压缩变形特性
4．6．5 聚苯乙烯轻质混合土沉降变形与时间的关系
4．7 小结
第五章 聚苯乙烯轻质混合土的强度特性试验研究
5．1 聚苯乙烯轻质混合土单轴抗压强度的特性
5．1．1 抗压强度随水泥掺入比的变化规律
5．1．2 抗压强度随含水量的变化规律
5．1．3 抗压强度随密度的变化规律
5．1．4 抗压强度随龄期的变化规律
5．1．5 EPS颗粒形状和原料土土质对抗压强度的影响
5．1．6 试验因素对单轴抗压强度的影响
5．1．7 综合分析影响抗压强度的主要因素
5．2 聚苯乙烯轻质混合土的屈服应力
5．2．1 压缩屈服应力与抗压强度的关系
5．2．2 弹性极限应力与抗压强度的关系
5．2．3 三轴压缩试验的弹性极限与围压的关系
5．3 聚苯乙烯轻质混合土的抗剪强度特性
5．3．1 三轴剪切破坏形式
5．3．2 最大主应力差与围压的关系
5．3．3 聚苯乙烯轻质混合土的破坏准则
5．3．4 不固结不排水三轴压缩试验的抗剪强度特性
5．3．5 固结不排水三轴压缩试验的抗剪强度特性
5．4 小结
第六章 结论与展望
6．1 全文总结
6．1．1 论文的主要工作
6．1．2 论文的主要创新
6．2 展望
6．2．1 存在问题
6．2．2 研究展望
参考文献
致谢
作者攻博期间所完成的论文篇目
河海大学岩土工程研究所历届博士论文目录
发布时间: 2005-04-25
参考文献
- [1].淤泥泡沫塑料颗粒轻质混合土力学特性研究[D]. 姬凤玲.河海大学2005
- [2].固化疏浚淤泥—磷石膏混合土工程性质及膨胀特性研究[D]. 张庆.昆明理工大学2013
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- [8].砂土与EPS颗粒混合的轻质土（LSES）动力特性的试验研究[D]. 王庶懋.河海大学2007
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