十天高速公路安康西段变质软岩填料大型三轴试验研究

论文摘要

在秦岭山区高速公路的修筑过程中,产生了大量的变质软岩,如果将变质软岩弃之不用,那么不仅将对周围的生态环境产生破坏,而且也会增加公路建设成本,这与公路修筑中的降低成本、保护生态以及与周围环境相协调的新理念相违背。然而所开采的变质软岩具有风化程度强、强度低等特点,其填料性质遇水易产生湿化变形与强度变低等不利因素,限制了其在公路路堤修筑中的应用,因此,本文以十堰—天水高速公路安康西段为依托,通过室内电镜磨片试验、点荷载强度试验、膨胀性试验、崩解性试验以及大型三轴剪切试验,对变质软岩填料的应力应变特性展开了研究,得到了以下研究成果：1.通过对变质软岩的电镜磨片试验,研究了变质软岩的矿物成份的组成并对其进行定名；通过对变质软岩进行点荷载试验测定岩样的抗压强度,确定该变质岩属于变质软岩；通过变质软岩膨胀性试验得出该变质软岩的膨胀性很小；通过对变质软岩崩解性试验得出该变质软岩属于中高等的耐久性岩石。2.通过对变质软岩填料的室内大型三轴试验,研究了变质软岩填料在不同密度下的力学特性以及水对于变质软岩填料强度参数的影响。试验表明：随着围压的不断增大应力应变关系趋于软化型,软化程度主要取决于围压的大小；在围压较低时,变质软岩填料在剪切过程中先出现体缩,随着轴向应变的不断增大,体缩逐渐转化为体胀。随着围压的不断增大,剪胀变形渐渐变小同时过渡到完全体缩,但是体缩率逐渐变小并趋于稳定；水对变质软岩填料的剪切特性有重要影响,主要表现为剪切强度参数降低。3.通过对变质软岩填料大型三轴剪切试验前后的颗粒筛分试验得出,变质软岩填料在较低应力水平下就容易产生较高颗粒破碎的现象,由于颗粒破碎对材料的剪胀性和剪切强度有一定的影响,因此,分析了变质软岩在剪切作用下的颗粒破碎情况。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题的背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 软岩的分类研究
• 1.2.2 变质软岩填料力学性质的研究
• 1.2.3 变质软岩填料的三轴试验研究
• 1.2.4 变质软岩填料在三轴试验条件下的破碎特性研究
• 1.3 本课题研究的内容和目的
• 第二章 变质软岩路基填料的物理力学特性试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 试验材料的定名及其矿物组成
• 2.2.1 变质岩分类和命名的一般原则
• 2.2.2 试验成果分析
• 2.3 变质软岩的点荷载试验
• 2.3.1 试验仪器
• 2.3.2 点荷载试验计算过程
• 2.3.3 点荷载强度试验试验结果及分析
• 2.4 变质软岩的膨胀性试验
• 2.4.1 试验仪器
• 2.4.2 试验方案
• 2.4.3 试验结果整理及分析
• 2.5 变质软岩的耐崩解性试验
• 2.5.1 试验仪器
• 2.5.2 试验方案
• 2.5.3 试验结果整理及分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 变质软岩路基填料的大型三轴试验研究
• 3.1 试验条件及试验方案
• 3.1.1 填料的级配和试验级配的模拟
• 3.1.2 试验方案及试验过程
• 3.2 试验成果及整理计算
• 3.2.1 应力—应变关系特性
• 3.2.2 变形特性
• 3.2.3 抗剪强度的特性
• 3.3 本章小结
• 第四章 变质软岩路基填料在三轴试验条件下的颗粒破碎研究
• 4.1 颗粒破碎的机理及影响因素
• 4.2 颗粒破碎的度量
• 4.3 变质软岩路基填料在剪切作用下的颗粒破碎
• g'>4.3.1 变质软岩路基填料在风干和饱和状态下的破碎率B_g
• 3与破碎率B_g的关系'>4.3.2 变质软岩路基填料围压σ₃与破碎率B_g的关系
• 4.4 本章小结
• 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 本文的不足与未来展望
• 参考文献
• 致谢