港区砂泥岩混合填料强度特性直剪试验研究

摘要

砂泥岩混合填料是一种混合填筑的土体，应用较为广泛，研究港区砂泥岩混合填料强度特性是具有科学意义和工程实用价值。论文依托国家自然科学基金面上项目“周期性饱水砂泥岩混合料的劣化机理及其演化过程（编号51479012）”，通过室内直剪试验对砂泥岩混合填料进行相关影响因素下的剪切强度特性进行研究。基于试验数据结果，探讨了颗粒级配、泥岩颗粒含量、试样干密度、含水率、浸泡时间、周期性浸泡次数、往复剪切循环次数等对砂泥岩混合填料抗剪强度特性的影响。本文取得的研究成果如下:
　　(1)查明了砂泥岩混合填料在非饱和状态下的抗剪强度参数与颗粒级配、泥岩颗粒含量、试样干密度、含水率之间的关系。颗粒级配的影响，粘聚力随颗粒级配特征值d50、d60增大而呈先减小后增大的趋势，随曲率系数Cc、不均匀系数Cu增大，而呈现增大后减小的趋势，内摩擦角呈现趋势恰好相反;泥岩颗粒含量的影响，随泥岩颗粒含量的增大粘聚力呈现增加后减小、内摩擦角呈先减小后增加的趋势;试样干密度的影响，随试样干密度的增大，粘聚力呈减小、内摩擦角呈增大趋势;含水率的影响，随含水率增大，粘聚力呈先增大后减小、内摩擦角呈先减小后增大趋势。
　　(2)查明了砂泥岩混合填料在饱和状态下的抗剪强度参数与颗粒级配、泥岩颗粒含量、试样干密度之间的关系，其抗剪强度指标与各个因素的变化关系与非饱和状态下结果较为一致;研究了水的湿化作用对砂泥岩混合填料抗剪强度参数的影响，在水的湿化作用影响下，粘聚力降低幅度较为明显，内摩擦角增加幅度较为显著。
　　(3)查明了浸泡时间、周期性浸泡次数对砂泥岩混合填料抗剪强度特性的影响。浸泡时间的影响，浸泡时间越长，粘聚力越小，内摩擦角越大，均可用对数函数拟合;周期性浸泡次数的影响，周期性浸泡次数越多，粘聚力越低，内摩擦角越大。
　　(4)查明了含水率对往复剪切抗剪强度特性的影响。含水率不变时，随着往复剪切循环次数的增大，抗剪强度指标均呈现降低的趋势;往复剪切循环次数不变时，含水率增大，粘聚力呈现先增大后减小，内摩擦角呈现先减小后增大的趋势。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．2．1 砂泥岩混合填料强度变形特性研究

1．2．2 土体的强度变形特性研究

1．3 主要内容及技术路线

1．3．1 主要内容

1．3．2 技术路线

第二章 试验土料制备与试验设计

2．1 概述

2．2 试验土料制备

2．2．1 土料制备方法

2．2．2 试验土料选取

2．3 试验设计

2．3．1 试样仪器

2．3．2 试验步骤

2．3．3 试验方案

2．4 试验成果整理方法

2．4．2 抗剪强度线

2．5 本章小结

第三章 颗粒分布及试样特征对砂泥岩混合填料抗剪强度特性影响

3．1 概述

3．2 颗粒级配的影响

3．2．1 剪应力-剪切位移关系曲线

3．2．2 抗剪强度线

3．2．3 颗粒级配对粘聚力的影响

3．2．4 颗粒级配对内摩擦角的影响

3．3 泥岩颗粒含量的影响

3．3．1 剪应力-剪切位移关系曲线

3．3．2 抗剪强度线

3．3．3 泥岩颗粒含量对粘聚力的影响

3．3．4 泥岩颗粒含量对内摩擦角的影响

3．4 试样干密度的影响

3．4．1 剪应力-剪切位移关系曲线

3．4．2 抗剪强度线

3．4．3 试样干密度对粘聚力的影响

3．4．4 试样干密度对内摩擦角的影响

3．5 含水率影响

3．5．1 剪应力-剪切位移关系曲线

3．5．2 抗剪强度线

3．5．3 含水率对粘聚力的影响

3．5．4 含水率对内摩擦角的影响

3．6 本章小结

第四章 饱和砂泥岩混合填料抗剪强度特性

4．1 概述

4．2 饱和状态下颗粒级配的影响

4．2．1 剪应力-剪切位移关系曲线

4．2．2 抗剪强度线

4．2．3 颗粒级配对粘聚力的影响

4．2．4 颗粒级配对内摩擦角的影响

4．3 饱和状态下泥岩颗粒含量的影响

4．3．1 剪应力与剪切位移关系曲线

4．3．2 抗剪强度线

4．3．3 泥岩颗粒含量对粘聚力的影响

4．3．4 泥岩颗粒含量对内摩擦角的影响

4．4 饱和状态下试样干密度的影响

4．4．1 剪应力-剪切位移关系曲线

4．4．2 抗剪强度线

4．4．3 试样干密度对粘聚力的影响

4．4．4 试样干密度对内摩擦角的影响

4．5 湿化作用对砂泥岩混合填料抗剪强度参数影响

4．5．1 颗粒级配的影响

4．5．2 泥岩颗粒含量的影响

4．5．3 试样干密度的影响

4．5．4 试样饱和度的影响

4．6 本章小结

第五章 浸泡时间及周期性浸泡对砂泥岩混合填料抗剪强度的影响

5．1 概述

5．2 浸泡时间的影响

5．2．1 剪应力与剪切位移关系曲线

5．2．2 抗剪强度线

5．2．3 浸泡时间对粘聚力的影响

5．2．4 浸泡时间对内摩擦角的影响

5．3 周期性浸泡次数的影响

5．3．1 剪应力-剪切位移关系曲线

5．3．2 抗剪强度线

5．3．3 周期性浸泡次数对粘聚力的影响

5．3．4 周期性浸泡次数对内摩擦角的影响

5．4 泥岩颗粒含量的影响

5．4．1 剪应力-剪切位移关系曲线

5．4．2 抗剪强度线

5．4．3 泥岩颗粒含量对粘聚力的影响

5．4．4 泥岩颗粒含量对内摩擦角的影响

5．5 本章小结

第六章 往复剪切荷载作用下砂泥岩混合填料的抗剪强度特性

6．1 概述

6．2 剪应力-剪切位移关系曲线

6．3 峰值剪切强度

6．4 抗剪强度线

6．5 抗剪强度指标

6．5．1 含水率为4％的抗剪强度指标

6．5．2 含水率为8％的抗剪强度指标

6．5．3 含水率为10％的抗剪强度指标

6．5．4 含水率为12％的抗剪强度指标

6．5．5 含水率为16％的抗剪强度指标

6．5．6 不同含水率的抗剪强度指标对比分析

6．6 本章小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要研究成果和参与项目