非等温条件下饱和粉质粘土热固结特性试验研究

摘要

温度对饱和粘性土的力学特性的影响是近年来岩土工程领域一个颇受关注的研究课题。它在热能贮存、地热资源开发和核废料处置等领域有重要的实用价值。然而,国内在这方面的研究尚不多见,国际上也缺乏比较有针对性和系统的研究成果。
　　 本文根据室内试验,以土力学原理、弹性与塑性力学、热力学以及函数的最小二乘拟合法为理论基础对温度变化条件下饱和粉质粘土的热固结特性进行了较为系统的研究,内容涉及热固结规律研究、热特性机理分析及孔隙水压力演化过程数学描述。
　　 利用自行研制的包括温度控制系统、周围压力系统、反压力控制系统和孔隙水压力测量系统的热固结试验装置进行了温度在25℃至50℃范围内的6次连续循环试验,其中试样围压分别为50kPa、100kPa和150kPa。通过试验现象,分析了热固结过程中温度、孔隙水压力、固结体应变随围压和循环次数的演变过程,并运用热特性机理的研究解释了孔隙水压力和固结体应变的演变过程。
　　 根据试验结果,对孔隙水压力和固结体应变在热固结循环过程中的衰减,采用最小二乘法进行拟合,建立了能够准确描述温度变化过程中考虑热固结历史等影响的数学描述方法及其理论模型。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 绪论

1.1 引言

1.2 土体热固结问题的研究现状

1.2.1 土体热固结试验研究

1.2.2 土体热特性理论的研究

1.3 本文的主要研究工作和意义

1.3.1 本文的主要研究工作

1.3.2 本研究的意义及创新之处

2 试验概况

2.1 试验土样基本性质

2.2 试样制备

2.3 热固结试验装置

2.3.1 试验装置描述

2.3.2 热固结压力室的特点

2.4 试验方案

2.4.1 试验设计

2.4.2 试验步骤

2.5 本章小结

3 试验结果分析

3.1 常温等温条件下固结结果分析

3.1.1 体应变的测定

3.1.2 孔隙水压力的测定

3.2 温度的变化分析

3.2.1 不排水升温过程中的温度变化

3.2.2 不排水降温过程中的温度变化

3.2.3 等温排水条件下温度波动过程

3.3 孔隙水压力的分析

3.3.1 围压对孔隙水压力的影响

3.3.2 循环次数对孔隙水压力的影响

3.4 固结体应变的测定分析

3.4.1 围压对固结体应变的影响

3.4.2 循环次数对固结体应变的影响

3.5 相关问题的进一步研究

3.5.1 温度和孔隙水压力的关系

3.5.2 升温后与降温后固结过程的孔隙水压力演变分析

3.5.3 升温后与降温后的固结过程体应变对比分析

3.5.4 压力室内水体积的变化及其校正

3.6 本章小结

4 循环温度作用下土体热固结响应的衰减

4.1 孔隙水压力衰减规律分析

4.2 固结体应变衰减规律分析

4.3 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集