干湿交替环境下膨胀土的累积损伤研究

论文摘要

本文以广西南宁膨胀土为研究对象,结合现场膨胀土边坡的观测资料,通过室内膨胀土干湿循环试验,探讨了干湿循环条件下膨胀土强度及变形规律,初步揭示了膨胀土在干湿交替环境下的累积损伤规律,主要研究成果如下:1、通过控制温度和湿度的干湿循环试验和常规三轴试验,得出了不同干湿循环控制参数下膨胀土的变形与强度参数衰减的变化规律,发现膨胀土的干湿循环强度衰减主要发生在1～5次循环,且稳定强度和次数均随循环幅度的增大而减小,在单循环幅度下建立了膨胀土强度参数C与干湿循环次数N、干湿循环幅度△w的表达式。2、开展了干湿循环条件下膨胀土的变形试验,发现在无荷条件下,膨胀土的干缩湿胀变形并不完全可逆。随干湿循环次数N的增多,试样的相对残余体变δvi逐渐减小,最终趋于一稳定值;绝对残余体变ηvi则随N增大而增大;初始切线模量Ei随绝对残余体变ηvi减小而增大。3、完成了不同循环幅度组合的干湿循环试验,发现幅度由高→低循环时,高幅度循环的次数对稳定强度大小起决定性的作用;而在同样的循环次数下,幅度由低→高循环时,稳定强度较前者高。4、结合Palmgren—Miner线性疲劳累积损伤准则,初步分析了变循环幅度下膨胀土强度的累积损伤,并初步探讨了利用累积损伤理论来描述膨胀土强度衰减过程的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 非饱和土强度理论用于膨胀土研究的现状
• 1.2.2 膨胀土干湿循环下的强度特性研究现状
• 1.2.3 膨胀土变形的研究现状
• 1.3 本文的主要研究工作
• 第二章 干湿循环试验方案的制定
• 2.1 概述
• 2.2 非饱和膨胀土胀缩变形机理分析
• 2.2.1 膨胀土的结构
• 2.2.2 膨胀土的变形机理分析
• 2.3 膨胀土干湿循环试验方案的制定
• 第三章 干湿交替环境下膨胀土强度变化规律研究
• 3.1 膨胀土的基本物理性质指标
• 3.1.1 试验土样
• 3.1.2 基本物理性质
• 3.2 膨胀土的三轴剪切试验
• 3.2.1 试验方法
• 3.2.2 试验仪器及设备
• 3.2.3 试验制样
• 3.2.4 干湿循环试验
• 3.2.5 三轴不固结不排水剪切试验
• 3.2.6 试验结果及分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 干湿交替环境下膨胀土的变形规律研究
• 4.1 试验方案及步骤
• 4.2 试验结果及分析
• 4.2.1 试验结果
• 4.2.2 试验结果分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 干湿交替环境下膨胀土的累积损伤
• 5.1 疲劳累计损伤理论
• 5.2 试验方案设计
• 5.3 试验结果及分析
• 5.3.1 不同循环幅度组合下膨胀土强度衰减规律
• 5.3.2 不同循环幅度组合下膨胀土的变形规律
• 5.4 干湿循环条件下的Palmgren-Miner准则
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士研究生阶段参与的科研项目与发表论文