不同粒径砒砂岩剪切力学性能试验研究

摘要

砒砂岩为陆相碎屑岩系，由于其上覆岩层厚度小，压力低，造成其成岩程度低，砂粒间胶结程度差，结构强度低，最大特点是遇水如泥，遇风成砂，造成严重的水土流失。近年来，内蒙古鄂尔多斯砒砂岩区水利工程建设逐年递增，深入研究砒砂岩的力学性能显得刻不容缓；同时，在进行滑坡体稳定性计算时，许多滑坡在滑动前要逐渐发展形成一个滑动面，此滑动面上抗剪强度已由峰值强度降到残余强度，所以残余强度也是必须要研究的问题；考虑到含水率对砒砂岩的影响极为重要且不同粒径砒砂岩的抗侵蚀能力存在显著差异。
　　本研究主要内容包括：⑴在第一次剪切中，不同粒径范围试样应力-应变曲线均出现明显峰值，粒径范围为0.5-0.25mm试样的抗剪强度最低，工程特性最差，较大粒径范围试样的颗粒破碎明显，在较高含水率作用下，相对较粗颗粒更易破碎，而细小颗粒含量随着含水率降低而增高。⑵不同粒径范围试样的抗剪强度随着含水率的增大而线性下降，在较低法向应力作用下，含水率对抗剪强度的影响更剧烈；粘聚力和内摩擦角均随含水率的增大而减小，但粘聚力减小的幅度更明显；三种粒径范围下试样残余粘聚力随含水率的增大基本呈线性下降，其中粒径范围为0.5-0.25mm试样突变较明显。⑶在剪切开始阶段，试样表现出减缩特性，随着剪切位移的增大，表现出剪胀性。采用R.simon剪胀模型有一定的缺陷，不能描述初始剪缩现象。所以，本文用SAS软件进行回归分析，得到一个新的剪胀回归方程，试验值和拟合值有良好的拟合度。

目录

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内研究现状

1.3 论文的主要研究工作及技术路线

2 研究区概况

2.1 地质地貌

2.2 气象水文条件

3 试验的仪器及内容

3.1 试验仪器

3.2 试验内容

4 砒砂岩的基本物理力学性质

4.1砒砂岩的基本性质

4.2 砒砂岩的颗粒分析实验

4.3 砒砂岩的击实试验

5 砒砂岩重塑土反复直剪试验研究

5.1 试验方案

5.2 试验的结果分析

6 砒砂岩的剪胀规律及本构模型

6.1剪切膨胀规律分析

6.2法向位移-剪切位移的变化规律

6.3 砒砂岩的剪胀模型R. Simon剪胀模型

6.4 砒砂岩剪胀回归方程建立

7 结论与展望

7.1 结论

7.2展望

致谢

参考文献

作 者 简 介