合肥非饱和膨胀土干湿循环强度特性试验研究

摘要

本文以国家自然科学基金课题“非饱和膨胀土的结构特征与结构强度研究”(批准号：40374047)为依托，运用非饱和土力学理论，通过对合肥膨胀土干湿循环控制，进行三轴排水剪切试验，研究膨胀土周期胀缩变形特性变化规律，以及p-s平面内的LC屈服曲线移动轨迹和方程参数选定，取得了以下方面的成果： 1．通过非饱和膨胀土干湿循环试验，强度的变化规律与裂缝的发展过程密切相关，第1次和2次循环之间裂缝发生了明显的变化，可以看到两次循环的剪切强度也发生了急剧的衰减，随着干湿循环的继续，裂缝均匀、规则，剪切强度也逐渐趋向于平衡。 2．非饱和膨胀土周期胀缩变形的干湿循环试验表明，土体强度特性的变化主要发生在0-2次循环之间，4-5次循环是平稳阶段。这是一个共性，而与膨胀土的特性和所处区域无关。 3．干湿循环非饱和膨胀土三轴试验中，吸力对凝聚力的影响比较明显，而对摩擦角的影响很小。 4．在干湿循环非饱和膨胀土三轴试验中，土样的体积变形大小与吸力具有一定的相关性。 5．通过对弹塑性模型LC屈服曲线移动轨迹的研究，确定LC屈服方程p<,0>/p<'c>=(p<,0>/p<'c>)[λ(0)-k]/[λ(s)-k]中参数λ(0)、λ(s)、足的影响因素和变化规律，得到λ(s)受吸力和干湿循环次数等因素影响，而参数k受其影响较小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1非饱和土的基本特性

1.2非饱和土力学研究现状

1.2.1渗流理论

1.2.2强度理论

1.2.3本构理论

1.2.4固结理论

1.3非饱和膨胀土的胀缩变形理论

1.3.1膨胀土的基本特性

1.3.2季节性干湿循环效应对膨胀土的作用分析

1.4本文的主要工作

第二章干湿循环试验的机理分析及试验方案制定

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干湿循环试验方案的制定依据

2.3.1胀缩特性指标与土样初始条件的已有结论

2.3.2干湿循环轴向变形规律

2.3.3干湿循环试验方案制定

2.4本章小节

第三章干湿循环三轴试验研究

3.1概述

3.2非饱和土三轴试验

3.2.1试验设备

3.2.2三轴试验方案

3.2.3试样制备

3.2.4试验步骤

3.3试验结果分析

3.3.1净围压对干湿循环剪切特征的影响

3.3.2吸力对干湿循环剪切特征的影响

3.3.3干湿循环对剪切强度的影响

3.3.4干湿循环对体积变化的影响

3.3.5凝聚力和摩擦角的变化

3.3.6剪切前后含水量的变化规律

3.4本章小结

第四章弹塑性模型研究

4.1概述

4.2 Alonso弹塑性模型

4.2.1二维应力空间(p，s)内的模型公式

4.2.2硬化规律

4.2.3在p，q，s三维空间内的屈服面

4.2.4 NL屈服轨迹

4.2.5 Alonso模型的特点

4.3 LC屈服曲线移动规律

4.4 LC屈服方程参数的确定

4.4.1参数λ(O)、λ(s)的确定

4.4.2参数k的确定

4.4.3参数取值正确性的验定

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1论文的主要研究成果

5.2存在的不足及有待于进一步解决的问题

参考文献

致谢

作者在攻硕期间发表的论文