一般粘性土的三轴剪切试验分析

论文摘要

一般粘性土分布在地表附近,在哈尔滨地区非常广泛。从其成因来看,属河流冲积或冰渍而成,从工程意义上讲,一般粘性土的特殊工程性质及应用,对地基土承载力及其支护评价等方面,特别是对高层、超高层的深基础、深基坑的岩土工程勘察、治理、检测、支护设计等尤为重要。一般粘性土的强度、变形特性,造成粘性土地基上的建筑物或粘性土边坡失稳破坏,使建筑物发生裂缝、变形甚至破坏。因此,对一般粘性土强度、变形特性的分析具有理论和实际工程意义。一般粘性土不论作为建筑物的地基、建筑材料或地下结构的周围介质,如果在设计和施工中没有认真考虑到强度、变形特性并采取相应的措施,均会影响建筑物的正常使用和安全可靠,造成损失。在实际工程建设中事故屡见不鲜,尤其是在我国东北地区工程中遇到的土工问题,大部分都是一般粘性土强度、变形问题。一般粘性土是东北地区的主要区域性土质,它的强度、变形特性是该地区建筑物稳定性的基础,因此受到岩土工程界的广泛重视。本文通过三轴剪切试验对一般粘性土的强度、变形特性进行了重点研究。首先,简单介绍了粘性土的三轴剪切试验,并且分析了影响试验成果的主要因素,给出了提高三轴剪切试验质量应该注意的一些事项。其次,通过两个地点三种不同含水量的一般粘性土的三轴剪切试验应力-应变关系的分析,把一般粘性土的应力-应变关系曲线分为两种类型:逐渐硬化类型和峰值后软化类型。比较了同一含水量、不同围压下一般粘性土的应力-应变关系曲线;比较了同一围压、不同含水量下一般粘性土的应力-应变关系曲线;分析了一般粘性土的极限强度与含水量及周围压力的关系;分析了一般粘性土的粘聚力和内摩擦角两项抗剪强度指标与含水量的关系。得到了一些规律性的结论,可供工程应用参考。最后,对一般粘性土的逐渐硬化类型、峰值后软化类型应力-应变关系曲线分别建立了数学模型,给出了两种数学模型参数的确定方法,并且对实测的应力-应变关系曲线与两种数学模型计算的应力-应变关系曲线进行了对比分析,验证了两种数学模型的适用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概况
• 1.2 课题意义
• 1.3 一般粘性土的研究现状
• 1.3.1 粘性土的结构特性
• 1.3.2 粘性土的湿陷特性
• 1.3.3 粘性土的应力-应变关系
• 1.4 本文的主要内容
• 第2章 粘性土三轴剪切试验简介
• 2.1 试验原理
• 2.2 仪器设备
• 2.2.1 三轴仪
• 2.2.2 附属设备
• 2.3 试验前的检查和准备
• 2.3.1 仪器性能检查
• 2.3.2 试验前的准备工作
• 2.4 试样制备
• 2.4.1 原状土试样制备
• 2.4.2 扰动土试样制备
• 2.5 试验方法和试验步骤
• 2.5.1 试样安装
• 2.5.2 试样固结
• 2.5.3 试样剪切
• 2.6 计算公式
• 2.7 影响试验成果的几个主要方面
• 2.7.1 土样的扰动影响
• 2.7.2 土样不均匀性影响
• 2.7.3 试样安装的影响
• 2.7.4 橡皮膜的影响
• 2.7.5 试样面积的影响
• 2.7.6 滤纸条的影响
• 2.7.7 活塞的影响
• 2.7.8 试样端部约束的影响
• 2.8 本章小结
• 第3章 一般粘性土的三轴剪切试验分析
• 3.1 试验用土的基本性质
• 3.2 应力一应变关系分析
• 1-σ₃）_f-ε₁关系'>3.2.1 （σ₁-σ₃）_f-ε₁关系
• 1-σ₃）_f与含水量w及围压σ₃的关系'>3.2.2 极限强度（σ₁-σ₃）_f与含水量w及围压σ₃的关系
• 3.3 抗剪强度指标分析
• 3.3.1 抗剪强度指标的确定
• 3.3.2 粘聚力c和内摩擦角φ与含水量w的关系
• 3.4 本章小结
• 第4章 粘性土的非线性应力-应变关系的数学模型
• 4.1 相关模型介绍
• 4.1.1 邓肯-张模型及其评价
• 4.1.2 南京水利科研院模型及其评价
• 4.2 逐渐硬化类型曲线的数学模型
• 4.2.1 模型的建立
• 4.2.2 模型参数的确定
• 4.2.3 模型的验证
• 4.3 峰值后软化类型曲线的数学模型
• 4.3.1 模型的建立
• 4.3.2 模型参数的确定
• 4.3.3 模型的验证
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 个人简历