升温—降温过程中饱和粉质粘土的热特性试验研究

论文摘要

温度荷载作用下粘性土力学特性的研究是近年来岩土工程领域中的一个重要课题。它在热能贮存、高放射性核废料处置、地热资源开发、供热管道设计、软土地基加固等领域有着重要的应用价值。然而温度对粘性土力学特性影响的研究目前处于初步发展阶段,因此温度变化过程中粘性土的热特性问题是值得进一步研究的。基于以上背景,本文利用温控等向固结压力室对饱和粉质粘土进行了热特性试验研究,研究内容包括试验研究和机理分析两个方面。利用温控等向固结压力室对饱和粉质粘土进行循环温度荷载作用下的试验研究,其中温度变化范围为25℃至75℃,循环次数为6次,围压为50kPa、100kPa、150kPa。每次循环中温度的变化过程包括25℃至75℃的升温阶段、75℃等温阶段、75℃至25℃的降温阶段以及25℃等温阶段,整个试验过程中除了初始排水固结阶段,其余阶段试样内的孔隙水始终处于不排出状态。基于试验结果,本文分析了不同围压和升温-降温过程中温度、孔隙水压力以及试样的体应变的变化过程,并通过热特性机理研究解释了孔隙水压力以及试样的体应变的演变过程。此外分析了同一围压作用下不同加热速率对温度,孔隙水压力以及试样的体应变的影响。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 土体热特性的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 土体热特性试验的研究
• 1.2.2 土体热特性理论的研究
• 1.3 主要工作及研究意义
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究意义和创新点
• 2 试验方法和过程
• 2.1 试验装置描述
• 2.2 试验所用土的物理性质
• 2.3 试验试样的制备
• 2.4 试验方案和试验步骤
• 2.4.1 实验方案设计
• 2.4.2 试验步骤
• 2.5 本章小结
• 3 试验结果分析
• 3.1 常温等温条件下排水固结结果分析
• 3.1.1 孔隙水压力变化分析
• 3.1.2 体应变的变化分析
• 3.2 温度变化分析
• 3.2.1 升温不排水过程中温度变化分析
• 3.2.2 降温不排水过程中温度变化分析
• 3.2.3 升温后和降温后等温条件下温度变化分析
• 3.2.4 循环作用下温度变化分析
• 3.3 孔隙水压力的变化分析
• 3.3.1 温度对孔隙水压力的影响
• 3.3.2 围压对孔隙水压力的影响
• 3.3.3 循环作用对孔隙水压力的影响
• 3.4 由围压测定的压力室内的体应变变化分析
• 3.4.1 温度对压力室内的体应变的影响
• 3.4.2 围压对压力室内的体应变的影响
• 3.4.3 循环作用对压力室内的体应变的影响
• 3.5 相关问题的进一步分析
• 3.5.1 试样体应变修正
• 3.5.2 孔隙水压力与压力室内的体应变的关系分析
• 3.6 本章小结
• 4 不同加热速率下的试验结果分析
• 4.1 常温等温条件下排水固结结果分析
• 4.1.1 温度变化对比分析
• 4.1.2 孔隙水压力的变化对比分析
• 4.1.3 体应变的变化对比分析
• 4.2 温度变化对比分析
• 4.3 孔隙水压力变化对比分析
• 4.4 压力室内的体应变变化对比分析
• 4.5 本章小结
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集