非饱和重塑黄土强度特性的试验研究

论文摘要

黄土是我国西北地区的主要区域性土质,广泛应用于各类工程建设中,其力学特性决定着建筑物的正常使用,影响正确的工程设计和地基处理措施。另外,黄土还具有不同于一般土的特殊工程性质,因而对其展开深入的研究具有很大的实际意义和理论意义。本文以杨凌黄土为研究对象,进行了不同初始干密度、不同初始含水率及不同固结度下的非饱和重塑黄土常规三轴剪切试验,在大量的试验研究基础上,分析了杨凌非饱和重塑黄土的强度指标和邓肯-张模型各计算参数随初始条件的变化规律。研究结果表明:非饱和重塑黄土的粘聚力随干密度的增加而增大,与干密度呈指数关系;随含水率的增大而减小,与含水率呈负对数关系;随固结度增加而增大,与固结度呈线性关系。内摩擦角随干密度和固结度的增加而增大,在固结度U>70%时,内摩擦角的增加幅度增大;随含水率的增加而减小,二者呈近似的线性关系。随干密度的增加,重塑黄土的应力应变曲线由硬化型向软化型转变,体应变由剪缩向剪胀转变,随围压的增大应变硬化和剪缩现象更为明显;随含水率的增加,重塑黄土的应力应变曲线由软化型向硬化型转变,体应变由剪胀向剪缩转变。邓肯-张模型计算参数随初始条件的变化规律可以作如下总结:1、初始切线模量Ei随着围压的增大而增大,随含水率的增加而减小,与含水率呈负指数关系;随干密度的增加而增大,二者呈指数关系;随固结度的增加而增大。2、破坏比Rf数值基本在0.8～0.95之间,随着含水率的增加呈增大趋势;随干密度的增加先增大后减小,含水率越大,出现转折的干密度也越大;在低密度下,破坏比随着固结度的增加而增大;在干密度较高时,随着固结度的增加略有减小。3、泊松比νi随试样初始条件的变化规律比较复杂:在低含水率、高密度下随围压增加先增大后减小;在低含水率且低密度或高含水率下,均随围压增大而减小;在干密度较高时,νi100随含水率的增加先增加后减小,其他条件下的νi均随含水率的增加而减小;高含水率时各围压下的νi及其他条件下的νi300随干密度的增加而增大,在含水率较低时,νi100、νi200随干密度的增加先增大后减小。4、材料参数K、K b、G、F随试样初始条件的变化规律较为明显,K、K b随干密度和固结度的增加而增大,随含水率的增加而减小;G的变化规律同于νi100;在含水率较低或达到饱和时,干密度较大的试样F较小,在其他条件下,F随含水率的增加而减小,随干密度和固结度的增加而增大。n、m、D则没有明显的变化规律。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 黄土的性质
• 1.1.1 基本性质
• 1.1.2 主要力学性质
• 1.2 本文研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文的研究内容
• 第二章 试验研究方案与方法
• 2.1 土样的基本物理性质指标
• 2.2 试验方案及方法
• 2.2.1 非饱和土试验方法的分类
• 2.2.2 非饱和土的试验原理
• 2.2.3 试样制备
• 2.2.4 试验方案
• 2.2.5 试验步骤
• 第三章 非饱和重塑黄土的强度特性研究
• 3.1 应力应变特性
• 3.1.1 干密度对应力应变关系的影响
• 3.1.2 含水率对应力应变关系曲线的影响
• 3.1.3 应力应变关系曲线的拟合
• 3.1.4 试样剪切破坏的特点
• 3.2 强度特性
• 3.2.1 干密度对强度指标的影响
• 3.2.2 强度指标随含水率的变化
• 3.2.3 固结度对强度指标的影响
• 1-σ₃）_f 随初始条件的变化'>3.2.4 破坏强度（σ₁-σ₃）_f随初始条件的变化
• 3.3 本章小结
• 第四章 邓肯－张模型计算参数的变化规律
• 4.1 邓肯－张双曲线模型
• 4.1.1 E－ν模型计算参数的导出
• 4.1.2 E－B 模型计算参数的导出
• 4.2 试验数据整理及分析
• 4.2.1 c、φ值的确定
• i、R_f 值的确定'>4.2.2 E_i、R_f值的确定
• 4.2.3 k、n 值的确定
• i 、G、F、D 值的确定'>4.2.4 ν_i 、G、F、D 值的确定
• b、m 值的确定'>4.2.5 K_b、m 值的确定
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介